Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2793.Методы оптимизации..pdf
Скачиваний:
175
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
33.68 Mб
Скачать

1.ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ

Всвоей жизни человек часто сталкивается с ситуацией, когда ему из некоторой совокупности возможных вариантов своего поведения или принятия решения в какой-либо области деятельности необходимо выбрать один вариант. Наилучший вариант поведения (принятие наилучшего решения) можно вы­ бирать по-разному. Если такой выбор предусматривает про­ ведение количественного анализа ситуации путем сравнения различных вариантов с помощью какой-либо количественной оценки этих вариантов, то говорят о необходимости решения задачи оптимизации (по латыни optimus — наилучший). Ясно, что задача оптимизации имеет смысл, если есть несколь­ ко возможных вариантов ее решения. Эти варианты обычно называют альтернативами.

По содержанию задачи оптимизации весьма разнообраз­ ны. Они могут быть связаны с проектированием техниче­ ских устройств и технологических процессов, с распределением ограниченных ресурсов и планированием работы предприятий, наконец, с решением проблем, возникающих в повседневной жизни человека. Всевозможные устройства, процессы и си­ туации, применительно к которым предстоит решать задачу оптимизации, объединим общим названием объект оптими­ зации.

В этой главе сформулированы некоторые основные опреде­ ления и понятия, играющие важную роль в дальнейшем изло­ жении материала, даны постановки известных и достаточно простых задач поиска экстремума из геометрии, алгебры и других разделов математики, приведены примеры прикладных задач оптимального проектирования и планирования, а также перечислены классы задач оптимизации.

1.1. Основные понятия

Обычно человек хочет сделать „как л у ч ш е н о , чтобы не получить плохой результат при самых хороших намерениях, для решения задачи оптимизации нужно прежде всего найти ответы на следующие вопросы:

-Что значит плучше41?

-Что конкретно нужно улучшить?

-За счет чего можно добиться улучшения, что можно изменить?

-В каких пределах можно производить изменения?

Отвечая на первый вопрос, необходимо сформулировать критерий оптимальности, т.е. определить те признаки и предпочтения, по которым следует провести сравнительную оценку альтернатив и выбрать среди них наилучшую с точки зрения поставленной цели оптимизации. Именно с этой точки зрения можно ответить на второй вопрос: что конкретно нуж­ но улучшить? Это может быть повышение производительности станка или срока службы технического устройства, снижение массы конструкции летательного аппарата или затрат на его производство и т.п.

Для ответа на два последних вопроса необходимо распо­ лагать математической моделью объекта оптимизации. Эта модель описывает объект при помощи соотношений между ве­ личинами, характеризующими его свойства. Обычно хотя бы часть этих величин можно изменять в некоторых пределах, что и порождает множество альтернатив, среди которых и предстоит выбрать наилучшую. Изменяемые при оптимиза­ ции величины, входящие в математическую модель объекта оптимизации, называют параметрами оптимизации, а со­ отношения, устанавливающие пределы возможного изменения этих параметров, — ограничениями. Эти ограничения могут быть заданы в форме равенств или неравенств. Их называют соответственно ограничениями типа равенства или огра­

ничениями типа неравенства.