Równoległe algorytmy ewolucyjne w optymalizacji konstrukcji

Artykuł prezentuje zastosowanie równoległych algorytmów ewolucyjnych w optymalizacji konstrukcji. Zaproponowano i przetestowano wielowątkowe algorytmy ewolucyjne w dwóch wariantach, synchronicznym i asynchronicznym oparte na klasycznym algorytmie ewolucyjnym (AE). W obydwu wariantach testowano działanie algorytmów z wykorzystaniem pojedynczego wieloprocesorowego komputera oraz z wykorzystaniem wielokomputerowego klastra obliczeniowego. Eksperymenty obliczeniowe wykonano dla różnych zadań jedno i wielokryterialnej optymalizacji konstrukcji, w tym modelowanych metodą elementów skończonych (MES). Przeprowadzono obliczenia między innymi dla układu dwóch sprężyn obciążonych zmienną siłą, belki wielostopniowej, płyty o złożonym układzie obciążeń. Wygenerowane wyniki wskazują, iż zastosowanie przetwarzania równoległego umożliwia zwiększenie efektywności obliczeń ze względu na dokładność i czas obliczeń oraz uniezależnia wyniki optymalizacji od niewłaściwie dobranych parametrów algorytmu ewolucyjnego.

---

This paper presents the application of parallel evolutionary algorithms for design optimization. There are two versions synchronous and asynchronous multithreads evolutionary algorithms proposed and tested. In both variants all experiments were done using a single multiprocessor computer and a computing cluster. Computational experiments were carried out for various single and multi-criteria design optimization problems, including modeled by finite element method (FEM). As examples there were considered and presented three problems, the set of two springs, the 6-th step beam and the plate with holes. Generated results indicate that the use of parallel processing can increase the efficiency of computation due to the accuracy and the computation time.