什麼是設計最佳化

設計最佳化（Design Optimization）是一種工程和科學領域的技術，用於尋找設計變量（design variables）的最佳組合，以滿足特定的性能目標和限制條件。最佳化設計的目標是通過調整設計參數，提高產品的性能、效率、可靠性和降低成本。

最佳化設計的過程通常包括以下幾個步驟：

定義目標函數：確定要最佳化的性能指標，例如產品的重量、成本、強度或能效等。
設定限制條件：確定設計變量可以變化的範圍以及任何必須滿足的工程或物理限制。
選擇設計變量：識別可以調整的設計參數，例如尺寸、材料、形狀或工藝參數等。
建立數學模型：建立一個或多個目標函數和限制條件之間的數學關係，這通常涉及計算流體動力學（CFD）、結構分析、熱力學或經濟分析等工具。
使用最佳化算法：應用數學算法來搜尋設計空間，尋找滿足所有限制條件且目標函數值最小的設計方案。這些算法包括梯度下降、遺傳算法、粒子群優化、模擬退火等。
評估結果：分析最佳化算法產生的設計方案，並可能需要進一步的實驗或分析來驗證其可行性。

最佳化設計可以用於各種工程和科學領域，包括結構工程、航空航天、機械工程、電子設計、化學工程和生物工程等。隨著計算能力的提高和最佳化算法的不斷發展，最佳化設計已經成為現代產品開發和工程設計中不可或缺的一部分。