KNAW

Research

Robust Design Optimization with Advanced Evolutionary Algorithms

Pagina-navigatie:


Update Research data


Title Robust Design Optimization with Advanced Evolutionary Algorithms
Period 02 / 2008 - 02 / 2012
Status Current
Dissertation Yes
Research number OND1336436
Data Supplier NWO

Abstract

In the last decade Evolutionary Algorithms have advanced to efficient and reliable problem solvers for single- and multiobjective nonlinear optimization tasks. Advanced features, like de-randomized self-adaptation of strategy variables, niching, the incorporation of online-learned landscape models (metamodels), and robust parallelization strategies contributed to this. However, there is still a gap between theory and practice that prevents the widespread use of such techniques in industry. Industry?s main needs are robust design optimization tools, i.e., tools that can deal with various uncertainties that are intrinsic to the production processes, such as vagueness of the problem definition (i.e. fuzzy constraints), and noise on the input and output variables of the system to be optimized. The goal of this proposal is to adapt advanced evolutionary algorithms for the task of robust design optimization. By adopting an integrated approach, the new methods will allow addressing these various problems in combination and simultaneously. The Natural Computing Group of LIACS has a long standing experience in algorithm design and performance assessment. Moreover it has many cooperation partners in academia, scientific institutes and industry, offering it the unique opportunity to combine theoretical and practical research. Hence the proposed research will include theoretical parts, such as the establishment of performance metrics and algorithm analysis based on stochastic process and order theory, as well as a practical part, where the new methods will be validated on real-world applications, such safety design for the automotive industry based on crash-test simulations and design of molecule alignment by pulsed lasers based on physical experimentation.

Abstract (NL)

In de afgelopen paar decennia heeft Natural Computing, als tak van wetenschap, een hoge vlucht genomen. Dit specialisme heeft een heel scala aan algoritmen aangedragen die geïnspireerd zijn (maar niet noodzakelijkerwijs getrouw overgenomen) door mechanismen die de natuur "gebruikt" bij het zoeken naar optimale oplossingen en bij het streven naar evenwichten. Deze methoden hebben het mogelijk gemaakt om problemen op te lossen waar voorheen geen hoop op oplossingen bleek te bestaan (zoals bij voorbeeld vanwege de onmogelijkheid van het berekenen van expliciete oplossingen of vanwege het feit dat de rekentijden te lang zijn in het geval van verfijnde modellen).In de industrie en in de wetenschap zijn veel design problemen gekenmerkt door een vaagheid in de eisen, en ook door ruis (noise). Ook de computer-modellen van processen zijn bij benadering gegeven. Tot op heden is er in Natural Computing weinig aandacht geweest voor deze zeer vaak voorkomende problemen in de praktijk. De Natural Computing Group van LIACS heeft de unieke mogelijkheid en expertise om de theorie aan te laten sluiten bij de praktijk. Het onderzoek van LIACS concentreert zich op evolutionary computing, multi-criteria design algoritmen, en modelleren/classificeren met kunstmatige intelligentie. De wetenschaplijke methoden (die o.a. ontwikkeld zijn door LIACS) worden al in zeer belangrijke projecten in de industrie en in interdisciplinaire, wetenschappelijke projecten door LIACS gebruikt. In het onderzoek van het voorgestelde project worden geavanceerde evolutionaire optimalisatie methoden toegepast voor problemen in robust design. Het onderzoek bestaat uit interessante theoretische vraagstukken, zoals het definiëren en bestuderen van ordeningsstructuren of gegevens met ruis en het ontwerp van algorithmen en performance maten voor deze. Aan de andere kant wordt het theoretisch onderzoek gevalideert in de door LIACS gedragen multidisciplinaire projekten in robust design, zoals de moleculaire alignment met lasers (met potentiële toepassingen in de geneeskunde) en de optimalisatie van de crash veiligheid voor de automobiel industrie.

Related organisations

Related people

Supervisor Prof.dr. T.H.W. Bäck
Doctoral/PhD student Drs. J.W. Kruisselbrink

Go to page top
Go back to contents
Go back to site navigation