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第1篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

關(guān)鍵詞：素描教學(xué)；教學(xué)方法；創(chuàng)造能力；想象能力

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2013）05-0239-01

設(shè)計素描與傳統(tǒng)素描不同，其涵蓋內(nèi)容十分廣泛，如表現(xiàn)設(shè)計素描、結(jié)構(gòu)設(shè)計素描、具象設(shè)計素描、意象設(shè)計素描、抽象設(shè)計素描等。設(shè)計素描是設(shè)計類課程的基礎(chǔ)，強調(diào)對學(xué)生構(gòu)思能力、表現(xiàn)能力、創(chuàng)造能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)，通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)剖析、透視訓(xùn)練和理性推理，使學(xué)生創(chuàng)作出兼具審美性和功用性的設(shè)計素描作品。由于設(shè)計素描的教學(xué)質(zhì)量與設(shè)計類學(xué)科學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)息息相關(guān)，所以探討其教學(xué)方法和教學(xué)手段的優(yōu)化具有重要的現(xiàn)實意義。

一、設(shè)計素描含義

設(shè)計素描是以設(shè)計概念為先導(dǎo)的素描造型形式，是以設(shè)計為教學(xué)目的而進行的各種素描實踐活動。它以比例尺、透視規(guī)律、事物形體的內(nèi)部構(gòu)造剖析、三維空間觀念及手法等方面的技巧，來表現(xiàn)新的視覺傳達與造型手法。設(shè)計素描充分結(jié)合了現(xiàn)代設(shè)計學(xué)科的特點，強調(diào)造型能力的培養(yǎng)、觀察能力的訓(xùn)練以及設(shè)計意圖的表達，適用于所有設(shè)計專業(yè)，是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。設(shè)計素描在追求完美圖形效果的同時，更側(cè)重于追求設(shè)計的適用性和實用功能，表達設(shè)計者的獨特設(shè)計意圖。

設(shè)計素描不同于繪畫素描，兩者在本質(zhì)上有著極大的區(qū)別。繪畫素描強調(diào)繪畫創(chuàng)作中的寫實能力和表現(xiàn)能力，力求使藝術(shù)造型生動、富有感染力，體現(xiàn)造型的審美作用，成為陶冶情操的精神產(chǎn)品；設(shè)計素描是在基本造型的基礎(chǔ)上，成為表達設(shè)計創(chuàng)意、交流設(shè)計方法的語言和手段，強調(diào)繪畫中創(chuàng)造性思維和設(shè)計意識的體現(xiàn)，使設(shè)計素描為設(shè)計服務(wù)，關(guān)注功能性價值的實現(xiàn)，而不是單純的藝術(shù)信息傳達。所以，設(shè)計素描以實用性為主，精神內(nèi)涵為輔。

二、當前設(shè)計素描教學(xué)存在的問題

（一）教學(xué)改革滯后

在設(shè)計素描教學(xué)中，許多教師對素描的寫實主義風格盲目崇拜，久而久之形成了單一的教學(xué)模式。現(xiàn)階段，國內(nèi)許多知名院校對設(shè)計專業(yè)的素描基礎(chǔ)課均進行了改革與創(chuàng)新，取得了良好的教學(xué)成效。然而，我國大部分院校的設(shè)計素描課程仍然延續(xù)傳統(tǒng)的素描理念，以傳授繪畫經(jīng)驗、技法、指導(dǎo)與訓(xùn)練為主，強調(diào)對客觀事物的模仿和再現(xiàn)，嚴重制約了學(xué)生想象力和創(chuàng)造力的提高，致使設(shè)計素描的教學(xué)改革嚴重滯后于設(shè)計學(xué)科類專業(yè)的發(fā)展。

（二）教學(xué)模式單一

大部分院校的設(shè)計素描教學(xué)以結(jié)構(gòu)訓(xùn)練為主要教學(xué)模式，甚至有些院校直接將設(shè)計素描視為結(jié)構(gòu)素描，沒有考慮到不同類型設(shè)計專業(yè)的實際教學(xué)需要。在服裝設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、動畫設(shè)計、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計等設(shè)計專業(yè)中，設(shè)計素描將結(jié)構(gòu)訓(xùn)練模式貫穿于始終，忽視了設(shè)計學(xué)科不同專業(yè)的指向性。同時，單一的教學(xué)模式僅僅關(guān)注于學(xué)生描繪能力、塑造能力、結(jié)構(gòu)分析能力的培養(yǎng)，而不重視學(xué)生設(shè)計意念、邏輯思維、想象能力、表現(xiàn)手法的提高，使得設(shè)計素描的基礎(chǔ)訓(xùn)練與設(shè)計專業(yè)需求相背離。

（三）教學(xué)方法和手段守舊

部分院校的設(shè)計素描教學(xué)理念落后，在教學(xué)內(nèi)容上仍以靜物寫生、人像寫生、石膏幾何形體寫生、圓雕寫生為主。課堂實踐中，教師的教學(xué)活動過于僵硬、死板，一般為教師先講解相關(guān)基礎(chǔ)知識，再以國外作業(yè)為范例，最后進入訓(xùn)練階段，這種守舊的教學(xué)方法和手段容易使學(xué)生形成思維定式，影響學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮。

三、優(yōu)化設(shè)計素描教學(xué)方法與手段

（一）改進傳統(tǒng)常規(guī)的教學(xué)方法

設(shè)計素描的傳統(tǒng)常規(guī)教學(xué)方法在一定程度上限制了學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展，使課堂教學(xué)因循守舊，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，所以必須對傳統(tǒng)常規(guī)的教學(xué)方法進行改進和創(chuàng)新。首先，打破傳統(tǒng)靜物組合方式和選擇方式。傳統(tǒng)物體組合方式包括高差異體量組合、體量類似物組合、關(guān)聯(lián)性事物組合、質(zhì)感差異組合等，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變這些固定的物體組合方式，通過倒掛、包扎、懸掛、壘積等方式對物體進行隨機性擺放，也可以讓學(xué)生參與物體的選擇，以此提高學(xué)生學(xué)習的主動性，活躍學(xué)生的思維；其次，讓學(xué)生嘗試多種素描手法和素描工具。教師可讓學(xué)生掌握設(shè)計素描的不同表現(xiàn)手法，如擦、抹、涂、貼、印等，讓學(xué)生體會不同表現(xiàn)手法所產(chǎn)生的視覺美感。教師也可讓學(xué)生嘗試使用多種繪畫工具和各種有色紙張進行設(shè)計素描，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，開闊學(xué)生的眼界，培養(yǎng)學(xué)生的審美能力和創(chuàng)新意識；再次，突破透視法則和常規(guī)構(gòu)圖的限制，讓學(xué)生明確透視不是衡量畫面美的唯一標準。教師可讓學(xué)生對畫面物體進行夸張化、平面化、扭曲的形象處理，在構(gòu)圖上采取求偏、求險、求滿、求局部、求空等形式格局，拓展學(xué)生的想象思維和創(chuàng)造思維，提高審美標準。

（二）強化創(chuàng)造能力訓(xùn)練

在設(shè)計素描教學(xué)中，教師應(yīng)當結(jié)合設(shè)計學(xué)科的專業(yè)特點，運用循序漸進的教學(xué)方法，在準確性訓(xùn)練、結(jié)構(gòu)理解性訓(xùn)練以及質(zhì)感和材料寫真訓(xùn)練等素描技巧訓(xùn)練之后，強化學(xué)生創(chuàng)造能力訓(xùn)練。教師要在學(xué)生全面了解空間、形體、結(jié)構(gòu)、材料等基本特征的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從視覺效果、視覺特征、視覺傳達的感受認知中探尋自己的造型思路，讓學(xué)生捕捉新穎的意象。在創(chuàng)造能力訓(xùn)練中，教師要強調(diào)學(xué)生自主捕捉物象的審美點和特征點，并融入自己的感受，運用多種表現(xiàn)形式和手法進行創(chuàng)作設(shè)計，展現(xiàn)具有個人特質(zhì)的審美追求。教師應(yīng)讓學(xué)生明確設(shè)計素描并不僅限于物象的模擬，而是一種更深層次的觀察和發(fā)現(xiàn)，從而更準確的把握自然物象形體的本質(zhì)特征，探尋更新穎和豐富的意象，潛移默化地提高學(xué)生的想象能力和創(chuàng)造能力。

（三）將現(xiàn)代元素融入教學(xué)

設(shè)計素描教學(xué)要重視教學(xué)方法的創(chuàng)新，使教學(xué)方法能夠滿足現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計和設(shè)計學(xué)科專業(yè)的需求，積極探尋將現(xiàn)代元素融入教學(xué)中的途徑。首先，教師可利用多媒體教學(xué)手段實施情景教學(xué)，運用先進的多媒體設(shè)備展示經(jīng)典設(shè)計，對其進行細致講解，使學(xué)生能夠全方位地研究和剖析作品，主動發(fā)掘作品的思路，進而拓展學(xué)生的設(shè)計思維，增強學(xué)生的創(chuàng)作意識；其次，學(xué)校可組織設(shè)計素描作品大賽、學(xué)術(shù)交流活動等，為學(xué)生提供相互交流、相互學(xué)習的平臺，在實踐中不斷提高學(xué)生創(chuàng)作的綜合素質(zhì)。通過多樣化的實踐活動，使學(xué)生明確設(shè)計素描是一種創(chuàng)造性的思維活動，需要積累豐富的基礎(chǔ)知識和審美素養(yǎng)，而不是簡單的模仿性活動，必須發(fā)揮思維能動性力求創(chuàng)新和突破；再次，運用理論與實踐的專題訓(xùn)練方式，使學(xué)生勇于嘗試新的創(chuàng)作手法，如可讓學(xué)生借鑒傳統(tǒng)繪畫的手法設(shè)計作品，也可讓學(xué)生嘗試不同地質(zhì)紋理在設(shè)計中的運用效果，以拓寬學(xué)生的設(shè)計思路。

（四）開展針對性的創(chuàng)作訓(xùn)練

在傳統(tǒng)的設(shè)計素描教學(xué)中，教師沿襲繪畫性素描的教學(xué)方法，通過觀察訓(xùn)練和寫生練習來培養(yǎng)學(xué)生的造型能力，限制了學(xué)生創(chuàng)作思維的拓展，使學(xué)生陷入了設(shè)計素描就是物體臨摹的誤區(qū)。所以，教師必須根據(jù)設(shè)計素描的教學(xué)目的，開展針對性的創(chuàng)作訓(xùn)練，使學(xué)生從物象的內(nèi)外構(gòu)造關(guān)系入手認知事物本質(zhì)，進而在物象中抽象出有價值的意象元素。在基本功教學(xué)方面，可劃分為結(jié)構(gòu)形態(tài)、明暗形態(tài)、質(zhì)感形態(tài)等幾個專題進行教學(xué)。在學(xué)生具備一定的造型能力之后，再開展主題素描教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。如，以某種常見物品為主題，向?qū)W生提出特定的設(shè)計訴求，讓學(xué)生根據(jù)訴求充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，創(chuàng)作出不同的設(shè)計方案。這種教學(xué)方法能夠讓學(xué)生將掌握的基本造型技能，通過想象和設(shè)計思維，運用到實踐中去，通過設(shè)計手法和藝術(shù)語言闡釋自己的意圖。此外，設(shè)計方案完成后，讓其他學(xué)生和專業(yè)教師評價學(xué)生的作品，在學(xué)生虛心接受別人建議的過程中，進一步思考作品在實用和審美方面存在的不足，進而使學(xué)生在創(chuàng)作實踐中不斷提高自己的設(shè)計能力。

四、結(jié)論

總而言之，教師要在設(shè)計素描教學(xué)中堅持以設(shè)計觀念為指導(dǎo)，對傳統(tǒng)的素描教學(xué)模式進行改革和創(chuàng)新，使設(shè)計素描教學(xué)模式與設(shè)計學(xué)科專業(yè)發(fā)展相適應(yīng)，為學(xué)生不斷提高設(shè)計專業(yè)能力奠定基礎(chǔ)。設(shè)計素描要強調(diào)為設(shè)計服務(wù)，教師在教學(xué)過程中要使學(xué)生明確設(shè)計素描是兼具實用和審美功能的表現(xiàn)形式，充分發(fā)揮學(xué)生的想象能力和創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、審美素養(yǎng)和造型能力，實現(xiàn)設(shè)計素描的教學(xué)目標。

參考文獻：

[1]楊成品.李穎婷.藝術(shù)設(shè)計專業(yè)設(shè)計素描教學(xué)的模式與方法研究[J].新課程研究（中旬刊）.2012（7）.

第2篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化；應(yīng)用

中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）24-0063-01

1.前言

在建筑設(shè)計進程當中，要求建筑師需竭盡所能，揚長避短，將實用性跟藝術(shù)性完美結(jié)合，優(yōu)化完成房屋建筑設(shè)計工作，在保障建筑質(zhì)量高質(zhì)獲取的同時盡可能降低投入成本，為此需針對建筑結(jié)構(gòu)實施合理設(shè)計，兼顧經(jīng)濟跟美觀，規(guī)避結(jié)構(gòu)僵化問題出現(xiàn)。

2.簡析結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)

2.1 步驟

構(gòu)建結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型――通常而言，一般按照三個步驟實施房屋結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化設(shè)計，第一，進行適合設(shè)計變量的優(yōu)化選擇，將直接影響設(shè)計要求的相關(guān)參數(shù)當作是變量指標，譬如說約束控制參數(shù)和目標控制參數(shù)等，其中結(jié)構(gòu)造價以損失期望為目標控制參數(shù)，結(jié)構(gòu)可靠度為約束控制參數(shù)，在設(shè)計中，針對變化范圍相對較小或者是結(jié)合結(jié)構(gòu)要求及局部設(shè)計需求綜合考慮將能夠充分滿足設(shè)計要求的參數(shù)作為是預(yù)定參數(shù)，如此一來，便能大幅度減少設(shè)計及計算、編程過程所涉及的具體工作量；第二，將對應(yīng)的目標函數(shù)確定下來，要求找到一組能夠符合對應(yīng)預(yù)定條件的截面幾何尺寸、失效概率、鋼筋截面積，使得設(shè)計總費用得以優(yōu)化降至最低；第三，將具體的約束條件確定下來，在可靠度優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)上，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計約束條件涵蓋有結(jié)構(gòu)強度約束以及尺寸約束、變形約束、構(gòu)件單元約束、應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、基于正常使用極限值之下的彈性約束至最終極限值之下的彈塑性約束等方面內(nèi)容。在具體的設(shè)計進程當中，在實際房屋結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中有效采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，通過對比房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中對應(yīng)的實際目標約束條件，確保各類型條件均能符合現(xiàn)行規(guī)范需求，盡可能實現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計。

制定結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計計算方案――一般來說，在可靠度優(yōu)化設(shè)計問題基礎(chǔ)上能夠?qū)嵤┓课萁Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，該項工作復(fù)雜程度相對較高，涉及有多約束非線性及多變量優(yōu)化問題等方面內(nèi)容，在實際的計算進程當中，一般會進行約束優(yōu)化問題向無約束問題的合理轉(zhuǎn)化并求解，相關(guān)計算方法包括有拉氏乘子法、復(fù)合形法及Powell法等多種計算方式。

有效實施程序設(shè)計――結(jié)合在可靠度基礎(chǔ)上構(gòu)建的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型及計算優(yōu)化方式，可進行多功能且具備有較快運算速度的綜合程序的有效編制。

2.2 實踐應(yīng)用

細部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計――在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，設(shè)計人員需在宏觀把控的基礎(chǔ)上給予西部設(shè)計更多重視，譬如說，異形裂縫情況，選擇鋼筋的時候，應(yīng)綜合考慮鋼筋材料的極限抗拉力值等相關(guān)因素，基于塑性要求基礎(chǔ)，擇取合適的建筑施工鋼材。譬如說為實現(xiàn)現(xiàn)澆板的良好受力，設(shè)計人員在選擇一級鋼跟冷軋帶肋鋼的時候建議選用冷軋帶肋鋼，房屋建筑的室內(nèi)設(shè)計同樣需滿足相應(yīng)基本需求，旨在確保建筑具備有良好的經(jīng)濟安全性。

地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計――在建筑地基基礎(chǔ)上設(shè)計進程當中，首先需要做到的是針對相關(guān)設(shè)計方案實施優(yōu)化選擇，若面對的建筑樁地基，則應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的地理環(huán)境進行類型選擇，旨在實現(xiàn)造價的優(yōu)化節(jié)約，對于樁端持力層而言，因為灌注樁長會受到直接影響，所以應(yīng)因地制宜地選擇正確的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。

2.3 功效

實現(xiàn)工程造價的優(yōu)化降低――在具體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計進程當中，通過對比高層住宅與多層住宅可以知道，建筑層數(shù)越多，則會產(chǎn)生越大的建筑面積，單位面積所占的土地面積則越小，能夠盡可能實現(xiàn)用地成本的優(yōu)化節(jié)約，然而伴隨著建筑層數(shù)的加大導(dǎo)致建筑的總高度隨之加大，為此需盡可能加大建筑跟建筑相互之間的距離，進而所占用的土地面積節(jié)約量跟建筑層數(shù)的不斷增加難以擁有相同比例情況。針對建筑基礎(chǔ)部分來說，其是建筑各層所共同使用的，可是伴隨著建筑層數(shù)的不斷增加，導(dǎo)致基礎(chǔ)所承受荷載不斷加大，基于此需強化增大建筑基礎(chǔ)，如此一來，雖然建筑單位面積的造價大大降低，卻未能獲取像屋蓋那樣較為明顯的效果。

實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性的合理提升――伴隨著建筑層數(shù)的逐漸增加導(dǎo)致建筑墻體面積及柱體積不斷增加，進而加大建筑結(jié)構(gòu)自身重力情況，基礎(chǔ)及柱的承載力隨之增加，建筑結(jié)構(gòu)中的電氣及水衛(wèi)管線越來越長；反之，若是建筑層數(shù)相對降低，則能夠?qū)崿F(xiàn)建筑材料的有效節(jié)約，使得建筑能夠更好地實現(xiàn)抗震效果，與此同時，降低建筑總體高度，進而縮短兩個建筑相互之間的日照距離，從間接方面實現(xiàn)實際用地的合理節(jié)約。若是建筑擁有相同面積，其各自的形狀各不相同的話，會造成建筑擁有不同的外墻周長，建筑形狀為圓形或者是跟方形較為接近的時候，其對應(yīng)的外墻周長系數(shù)則越小，外墻砌體及基礎(chǔ)、建筑內(nèi)外表面裝修則越少，與此同時，建筑所具備的受力性能獲得優(yōu)化提升，其對應(yīng)的經(jīng)濟性能有效增強。由此可見，充分實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方式的技術(shù)性，能夠使得建筑擁有使用美觀價值的同時盡可能降低投入成本，達到具體的經(jīng)濟適用、安全美觀、便捷施工需求，在房屋建筑設(shè)計中合理應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計手段，能夠順應(yīng)現(xiàn)代市場的可持續(xù)發(fā)展要求。

3.結(jié)語

綜上，在建筑工程建設(shè)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)相對較大的比例，合理采用優(yōu)化技術(shù)能夠獲取較為可觀有效的經(jīng)濟效益，要求設(shè)計人員需嚴格遵循經(jīng)濟合理、美觀適用的相關(guān)原則，精心設(shè)計，運用先進的現(xiàn)代化科技手段，擇取合理性較強的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，盡可能在降低造價的同時實現(xiàn)最大化經(jīng)濟效益的合理獲取，確保建筑的高質(zhì)完成。

參考文獻

[1] 樊劍.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].《城市建設(shè)理論研究（電子版）》，2013（24）.

[2] 呂芳.淺析房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法與應(yīng)用[J].《科技創(chuàng)新與應(yīng)用 》，2013（34）.

[3] 鄒俊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)實應(yīng)用[J].《科技傳播》，2010（19）.

第3篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 優(yōu)化方法 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計 前期設(shè)計 細部結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

在社會持續(xù)發(fā)展和生活質(zhì)量不斷提升的背景下，人們對房屋建筑的要求正在從實用性轉(zhuǎn)化為安全性和功能性，這給房屋設(shè)計提出了更高的要求，如何開展房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，如何更好地控制和管理房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作成為當務(wù)之急。當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法成為行業(yè)驗證和優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要方法，有了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法作為基礎(chǔ)，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的經(jīng)濟性和功能性就有了保障，以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用為平臺，房屋結(jié)構(gòu)在安全、實用等環(huán)節(jié)就有了根本的保證。所以，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中應(yīng)該推行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用，從房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計、細部結(jié)構(gòu)設(shè)計、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計等重點環(huán)節(jié)出發(fā)，更好地發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的優(yōu)勢，建立起房屋結(jié)構(gòu)的驗證、計算和控制新體系。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法是從理論上和經(jīng)驗上對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法進行建筑結(jié)構(gòu)的分析和認知，使建筑工程結(jié)構(gòu)得到總體的優(yōu)化，是建筑設(shè)計以及建筑工程分部得到結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設(shè)計完善。對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法行業(yè)應(yīng)該采取重視的態(tài)度，要控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點環(huán)節(jié)，例如：應(yīng)該盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異以及建筑的平面結(jié)構(gòu)盡量對稱與規(guī)則，合格的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須滿足這些基本的要求，這樣的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計意圖才能夠通過優(yōu)化的評定。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法要求在水平荷載作用下建筑物不會產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。必須在滿足建筑相應(yīng)的功能條件下，在豎直方向布置盡量讓豎直方向的相應(yīng)的承重構(gòu)件上下貫通。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了減少結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析上的難度以及經(jīng)濟性，我們應(yīng)該盡量避免使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。對豎直方向的剛度也有著相應(yīng)的要求，要求剛度的變化必須是漸變的而不是突變的，否則在剛度 突變 的地 方會出 現(xiàn)嚴 重的 應(yīng)力 集中，這不利于建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向的動力載荷作用。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的重要價值

對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行必要的優(yōu)化，在對于房屋結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計中的應(yīng)用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實用與美觀，而且還可以有效地對工程造價進行控制。對于建筑商來說，其當然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計進行比較我們可以發(fā)現(xiàn)：運用設(shè)計優(yōu)化的技術(shù)能夠降低建筑的工程造價（6%～35%）。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)能夠使得建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個單元都得到最佳的協(xié)調(diào)，并可以對材料的性能進行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關(guān)規(guī)定的安全系數(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性與實用性。

3 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的要點

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法具有實踐性和應(yīng)用性的特點，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用主要集中在如下一些主要環(huán)節(jié)。

3 . 1 前期設(shè)計環(huán)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用

房屋設(shè)計前期應(yīng)該注意應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，以此來控制房屋的結(jié)構(gòu)，并做到對設(shè)計工程造價的優(yōu)化。在房屋設(shè)計前期，方案、規(guī)劃和計劃處于初始階段，全面應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法可以顯示出房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)的忽略部分，可以使隱蔽的風險和隱患得以暴露，這有利于優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式，也有利于更高設(shè)計方案和計劃，取得經(jīng)濟、效率、效益等多方面的效果和收獲。

3 . 2 房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用

房屋細部結(jié)構(gòu)決定著房屋整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與穩(wěn)定性，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時期由于沒有具體的實物和真實的數(shù)據(jù)，很容易在房屋細部結(jié)構(gòu)計算中產(chǎn)生誤差，在各種不確定因素的影響下，導(dǎo)致房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)重大的偏差，不但容易造成房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，而且也給房屋整體結(jié)構(gòu)帶來風險。因此，應(yīng)該利用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法對房屋細部結(jié)構(gòu)展開全面地控制，使房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計得到不斷優(yōu)化，最終形成最佳的房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計效果，避免細部開裂、錯位、斷裂等問題的出現(xiàn)，全面提升房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性、經(jīng)濟性。

3 . 3 房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用

房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到房屋結(jié)構(gòu)的整體功能和穩(wěn)定，因此在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中要全面應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，對地基地質(zhì)、樁基類型、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計進行全面地控制，合理確定樁基工程的形式，把握樁身長度和直徑，優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方案，確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)和資金投入的平衡點，在全面進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提升和保證房屋整體結(jié)構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

房屋結(jié)構(gòu)是決定房屋建設(shè)質(zhì)量、房屋工程性能的基礎(chǔ)性參數(shù)，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作展 開全 面優(yōu) 化是設(shè) 計工 作的 基本 要求，同時也是工程領(lǐng)域的重要工作。采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法針對房屋結(jié)構(gòu)進行演算、重構(gòu)和優(yōu)化，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用的主要方面，應(yīng)該重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的使用，建立建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作的體系，構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用的結(jié)構(gòu)，全面提升房屋結(jié)構(gòu)的強度與性能，做到對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的有效加強。

參考文獻：

[1]佟月強，郝明.試論結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)及在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2012（8）.

[2]孫有果.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用探討[J].科技致富向?qū)В?011（26）.

[3] 鄭智 ，樂肖軍.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（4）.

[4]葉少有，尹國.基于線性規(guī)劃的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006（1）.

[5]佟月強，郝明.試論結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)及在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2012（8）

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第4篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化方法、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)用

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A 文章編號：

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)

在從事項目設(shè)計過程中，不僅要考慮其美觀實用，還要講究安全可靠。也就是在突出其適用的同時，還要緊緊抓住美觀這個環(huán)節(jié)，這就是結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。這種優(yōu)化的方法，站在建筑理論的角度，這種設(shè)計優(yōu)化，分為項目分部結(jié)構(gòu)和項目總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等兩個方面。而項目總體優(yōu)化包括了系統(tǒng)方案的設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)方案以及結(jié)構(gòu)的細部設(shè)計等。其中，也包括了選型、整體的結(jié)構(gòu)布置、受力和造價分析等。因此，在項目施工過程中，要本著一切從實際出發(fā)為原則，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，以效益為第一原則進行設(shè)計優(yōu)化。

作為項目建筑師，必須在保證安全的前提下，進行設(shè)計優(yōu)化。并且，對于一些新的模式以及結(jié)構(gòu)，要敢于嘗試。在設(shè)計時，建筑師，既要滿足自己的設(shè)計意圖，平面部分要對稱、規(guī)則外，還要盡可能地縮小中心度的差異;縱向部分，要滿足其使用功能，承重的部件要上下均勻貫通，盡可能減少設(shè)計上以及結(jié)構(gòu)上的困難，縱向的剛度要循序漸進，避免應(yīng)力過于集中。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用及實踐價值

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，分為項目分部結(jié)構(gòu)和項目總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等兩個方面。其中，分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括了基礎(chǔ)方案的優(yōu)化、房蓋系統(tǒng)的優(yōu)化、圍護部分的優(yōu)化以及細部設(shè)計的優(yōu)化等。以上部分也包含了造型、受力以及造價的分析等。并且在規(guī)范設(shè)計以及滿足其使用功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場施工情況，爭取最大化的經(jīng)濟效益。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的實踐價值

本文經(jīng)過研究與實地考察得出，作為建筑不僅要滿足其長遠的經(jīng)濟需求，在建筑投資上，也要盡可能減少支出，并且在建筑的結(jié)構(gòu)以及安全性和合理性上，做出長遠的規(guī)劃。按實際來說，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的的項目，不僅可以大大降低工程的造價，一般比原有預(yù)計可降低15%到30%。[1]可以依據(jù)合理的材料及性能，讓建筑在各個結(jié)構(gòu)層面與空間內(nèi)，達到統(tǒng)一協(xié)調(diào)和安全的目的。同時，依據(jù)優(yōu)化方案，還可以對整體建筑進行決策等。因此，工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)，是我們實現(xiàn)既經(jīng)濟又安全，既美觀又實用的唯一途徑。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與經(jīng)濟性的關(guān)系

在用地方面，很講究用地面積。一般來說，用多少地皮和房屋的設(shè)計結(jié)構(gòu)有著很大的關(guān)系，特別是對于高層建筑而言，其總的建筑面積可以被算作是各層的面積之和。由于層數(shù)的增多，其間距也必須加大，必須按照一定的比例，進行遞增。

③由于層數(shù)的關(guān)系，對建筑面積的影響也很大，但影響的程度也根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同而不同。隨著房屋層數(shù)結(jié)構(gòu)的增加，對于接觸的載荷量要求增大，出于安全的考慮，在其承重的結(jié)構(gòu)方面，墻的厚度，柱和梁的粗細等，隨著層數(shù)的增加，在承載等級以及抗震方面，都會相應(yīng)提高。這就會令房屋的造價提升。

③由于層數(shù)增高，在各個方面的投資都要相應(yīng)增加，在其結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及經(jīng)濟性上，不僅要注重安全，也要設(shè)計合理。比如，層高需要增加的基礎(chǔ)抗震能力以及承載能力，相應(yīng)水衛(wèi)以及電氣管線的增加等。房屋層面的高度，決定了材料、能源等的費用，這些都會造價產(chǎn)生影響。[2]

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法

任何一項工程要做到美觀實用，是設(shè)計以及建筑的完美結(jié)合。首先在設(shè)計上要求安全適用，在施工過程中，要經(jīng)濟美觀，同時，在建筑過程中，便于施工。而這種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，不僅從技術(shù)層面解決了建筑中遇到的難題，也提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法。使房屋達到了真正意義上的經(jīng)濟適用。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化上，主要體現(xiàn)分部的設(shè)計優(yōu)化和工程結(jié)構(gòu)中整體的優(yōu)化。

4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型

有關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)化方法，主要從在各種影響因素中，找出主要的變量參數(shù)，并以此建立函數(shù)模型，結(jié)合科學(xué)的方法，得出最優(yōu)的答案。其模型的建立主要遵循以下步驟：一是對主要變量的選擇。在通常環(huán)境下，對變量的選擇，都是基于影響較大的因素。對工程中涉及到的所有參數(shù)，按照其重要性劃分出各個等級，先進性預(yù)定參數(shù)的制定，那些影響力小的都劃到預(yù)定參數(shù)中，以便減少編程中的工作量。二是確定其目標函數(shù)。運用函數(shù)計算，找出符合條件的答案。按照條件來確定最優(yōu)方案。對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中，在約束條件的選擇上，包含了很多的內(nèi)容，比如要考慮應(yīng)力的影響、裂縫寬度、尺寸和一級強度等，在正常條件下，極限狀態(tài)到最后的終極狀態(tài)，其彈性的約束力以及約束條件等，都要符合工程項目的設(shè)計以及施工的整體要求。

4.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算方案

由于在房屋設(shè)計以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，涉及的變量較多，約束的條件也很多，因此，對于這個非線性問題，要求我們在做這個方案過程中，要能以繁化簡，把有約束條件化為無約束條件，在此基礎(chǔ)上進行各種的計算。在這方面，常用到符合型法、以及Powell法等。[3]我們只要在完成計算方案的基礎(chǔ)上，進行編程就會得到最終的優(yōu)化答案。

5 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，由于其涉及面廣，目前來說，應(yīng)用比較廣泛。利用這種優(yōu)化的方式，在不改變房屋各種性能的條件下，起到了降低成本的作用。這種房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，在項目整體設(shè)計中，都可以得到廣泛的應(yīng)用。也可以作為前提的設(shè)計，也可以用于舊房屋的改造等各種項目的各種環(huán)節(jié)。但是，在實際的應(yīng)用中，也有幾點需要注意：

5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化應(yīng)注意前期參與

由于項目的設(shè)計方案，都會影響總的投資金額。在前提方案中，這種影響尤甚。但是，由于前期方案在設(shè)計的過程中，對其結(jié)構(gòu)的可行性以及合理性，考慮的并不全面。但其設(shè)計的結(jié)果，卻可以直接影響到下一步對結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這在很大程度上，增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度。因而增加了項目的總體投資。假設(shè)在方案擬定的初期，就加進來結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計者，就可以根據(jù)建筑的不同類別，來擬定合理科學(xué)的結(jié)構(gòu)，出具完備的設(shè)計方案，從而形成一個良好的開始。

5.2 概念設(shè)計結(jié)合細部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中，對于一些概念性的設(shè)計，由于缺乏具體的量化指標，就如抗震以及防裂度等，由于其參數(shù)的不確定，在進行計算的過程中，就會出現(xiàn)與現(xiàn)實不符的情況。因此，面對這樣的問題，就需要采取概念設(shè)計，用以往的數(shù)據(jù)作參考，把人的靈活性以及智能充分發(fā)揮出來，達到最優(yōu)化的結(jié)果。

作為設(shè)計者，在對宏觀進行把握的同時，也不要忽略細部的設(shè)計。比如異形板的裂縫現(xiàn)象。在鋼筋的選擇上，也要充分考慮到它們的極限抗拉力等因素，在滿足其塑性的基礎(chǔ)上，選擇適合建筑施工用的鋼材。比如，因考慮到現(xiàn)澆板的受力，作為設(shè)計者在冷軋帶肋鋼和一級鋼進行選擇的過程中，就要選擇冷軋帶肋鋼。在房屋內(nèi)里的設(shè)計，也要滿足其最基本的要求，這樣，才能既經(jīng)濟又安全。[4]

5.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

在地基基礎(chǔ)的設(shè)計上，首先要對方案進行選擇。如果是樁地基，就需要根據(jù)施工現(xiàn)場的地理環(huán)境來選擇類型，以便節(jié)省造價。在樁端的持力層，由于影響著灌注的樁長，因此，需要因地制宜選擇適合的方案。

6 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的現(xiàn)實意義

(1)優(yōu)化設(shè)計，對于高層建筑以及多層建筑，多層相對于高層來說，在造價上以及占地面積上都有所降低。比如，屋蓋部分，一棟樓僅需要一個，和層數(shù)沒有關(guān)系。對于基礎(chǔ)，雖說是公用的，會因為層數(shù)的增加會因為承受力的加重而增加投資，但是，相對于整體造價，遠沒有房屋整體效果那么明顯。

(2)降低層數(shù)，不但可以節(jié)省物料，其抗震性能也會大大增強。此外，在對房屋平面形狀進行設(shè)計時，選擇圓形或者接近于方形的設(shè)計，其的周長也會相應(yīng)減少，在其基礎(chǔ)以及表面裝修上，都會相應(yīng)減少。而同時，其受力性及其經(jīng)濟性上，也會明顯增加。

7 結(jié)束語

建筑物不但是實用而且還要堅固美觀，這就需要建筑師發(fā)揮其長處，進行優(yōu)化設(shè)計，讓實用性與藝術(shù)性達到完美的結(jié)合。既要保證其質(zhì)量，又要節(jié)省成本，這就需要完成設(shè)計結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在其設(shè)計上，既要美觀又要兼顧，在其對稱性上，也要避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)。縱向的設(shè)計要保持貫通，在其結(jié)構(gòu)及其設(shè)計上，避免重復(fù)以及僵化，做到藝術(shù)性與實用性的完美統(tǒng)一。

參考文獻：

[1]裘繼飛.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊).2010年05期.

[2]饒遠文.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].價值工程.2010年09期.

第5篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計；方案；優(yōu)化；策略；方法

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A

引言

建筑設(shè)計的理念是著眼于持久的長期價值，它通過良好的功能與適用性的產(chǎn)品，在很長一段時間里，能夠給消費者帶來很高的價值。因此在目標要求、市場要求、銷售要求、材料要求、結(jié)構(gòu)及其要素的合理選用與商品生命周期間的配合下。形成了最佳配比和系統(tǒng)優(yōu)化的組合，避免了資源的浪費及增加無效的投入。房地產(chǎn)是一項投資大、風險高的行業(yè),企業(yè)投資必須要有一定的回報率,為了提高建筑工程投資效果,優(yōu)化建筑工程設(shè)計方案,是有效提高工程經(jīng)濟合理的關(guān)鍵。

1.建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化概述

建筑工程方案設(shè)計是依據(jù)設(shè)計任務(wù)書而編制的文件。主要由設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙、投資估算、效果圖等四部分組成。根據(jù)國家規(guī)范及地方有關(guān)工程建設(shè)政策和法令的基礎(chǔ)文件，建筑工程方案設(shè)計是建筑工程投資有關(guān)指標、定額和費用標準的的最初依據(jù)。建筑工程設(shè)計方案對建設(shè)投資有著重要的影響，通過科學(xué)的建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化能夠有效降低工程造價10%左右，同時還能夠?qū)こ淌┕こ杀尽⑹┕べ|(zhì)量起到簡介的促進作用。因此，加強現(xiàn)代建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化對提高投資使用率、提高企業(yè)綜合市場競爭力都有著重要的影響。加強建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化已經(jīng)成為現(xiàn)代工程建筑投資與建設(shè)的首要工作。

1.1建筑工程設(shè)計方案現(xiàn)狀分析

目前我國的建筑工程設(shè)計方案主要是本著對投資方要求負責的理念進行,有關(guān)部門僅對圖紙等進行簡單的審核,這就造成對建筑工程設(shè)計方案缺乏必要的考核與評價。而且投資方?jīng)]有認識到方案設(shè)計對投資的影響,僅注重投標價與標底價的差距,沒有認識到設(shè)計方案的優(yōu)化對投資的影響。因此導(dǎo)致在投標過程中方案審核不細、概算粗略、要求出圖時間緊、刻意壓低設(shè)計費用。種種原因?qū)е铝私ㄖこ淘O(shè)計方案沒有得到足夠的重視,設(shè)計方案的優(yōu)化也無從談起,最終導(dǎo)致工程投資超標的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。針對這樣的情況,建筑工程投資企業(yè)必須認識到建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化的重要性,認真審核投標方設(shè)計方案,通過對設(shè)計方案的優(yōu)化達到降低工程投資、提高工程造價管理水平的目的。

2.建筑設(shè)計方案優(yōu)化的必要性

建筑設(shè)計方案優(yōu)化是在建筑設(shè)計招標工作結(jié)束后，建設(shè)單位與中標設(shè)計單位需要立刻展開的一項重要工作，其必要性在于：1、中標設(shè)計方案有待成熟與完善方案中標并不意味著方案的完善。通常情況下，自招標文件公布至提交方案，留給設(shè)計單位的有效設(shè)計周期不會超過40天。同時，依據(jù)招投標法規(guī)，招標期間建設(shè)單位與設(shè)計單位之間除“答疑”之外不能進行其他方式的溝通，因此，在有限時間與有限交流的前提下，要求設(shè)計單位拿出能夠充分領(lǐng)悟建設(shè)單位意圖、完全滿足建設(shè)需求的方案是不現(xiàn)實的。此外為了加快進度，目前建設(shè)單位一般都采用“概念設(shè)計方案”招標。在功能布局及技術(shù)標準等方面，中標設(shè)計方案的深度難以直接銜接后續(xù)的相關(guān)設(shè)計活動，需要在設(shè)計方案優(yōu)化階段加以深化與細化。

2.1建設(shè)單位的技術(shù)要求有待明確與落實

目前的建設(shè)項目，尤其是大型復(fù)雜建設(shè)項目，面臨功能、交通、環(huán)保、景觀、法規(guī)等越來越復(fù)雜的內(nèi)外部環(huán)境條件和設(shè)計約束，在缺乏建筑設(shè)計方案雛形的情況下，建設(shè)單位很難提出明確詳細的設(shè)計要求，其在設(shè)計招標文件中對功能需求、建筑風格的描述往往是模糊的或是框架的。因此，在明確中標方案后，應(yīng)該基于中標方案的建筑布局，對各項技術(shù)要求、功能需求及設(shè)計約束進行逐一細化、優(yōu)化和協(xié)調(diào)，并最終落實和確認。

2.2集思廣益，博采眾長

中標方案僅為一家單位的設(shè)計成果，其設(shè)計思路的局限性在所 難免。而設(shè)計招標過程中，少則三家，多則十幾家單位參與設(shè)計，各投標方案的設(shè)計手法、設(shè)計亮點對開拓建設(shè)單位和中標設(shè)計單位的思路是有價值的，可以在設(shè)計方案優(yōu)化階段集思廣益、博采眾長，充分借鑒其他投標方案的優(yōu)點，對中標方案進行優(yōu)化完善。

3.建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化重點

3.1建筑工程設(shè)計方案的綜合優(yōu)化

建筑工程設(shè)計方案的優(yōu)化以工程功能需求出發(fā),以技術(shù)先進性、工程造價嚴謹性、財務(wù)審核規(guī)范性為重點,科學(xué)的進行設(shè)計方案優(yōu)化。通過對施工技術(shù)的先進性的設(shè)計,科學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)代建筑施工技術(shù),提高工程施工效率,達到降低施工成本、降低投資的目的。通過工程造價嚴謹性控制,達到工程造價對施工的指導(dǎo)目的,為施工成本控制奠定基礎(chǔ)。通過財務(wù)審核規(guī)范性對工程造價、施工資金使用等進行控制,達到工程投資的科學(xué)使用,避免職務(wù)侵占、偷工減料等情況的發(fā)生。同時科學(xué)的建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化還需要對施工過程材料進場數(shù)量、進場時間、堆放場地與堆放方法的進行設(shè)計優(yōu)化。通過科學(xué)的進場數(shù)量設(shè)計減少材料進場過多造成的場地占用、資金占用以及材料管理費用。通過科學(xué)的堆放場地設(shè)計能夠有效減少施工過程二次運輸費用,提高施工效率。通過科學(xué)的堆放方法設(shè)計優(yōu)化能夠有效的避免材料堆放不當造成的材料損失。總之,科學(xué)的建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化施工對施工全過程各項工作的充分考慮,建立現(xiàn)代化、精細化施工管理,以此達到建筑工程施工設(shè)計方案的最終目的。

3.2建筑工程設(shè)計方案的質(zhì)量優(yōu)化與管理

建筑工程設(shè)計方案的質(zhì)量優(yōu)化與管理對建筑投資企業(yè)與施工企業(yè)都有著重要的意義,是為了提高工程設(shè)計質(zhì)量、滿足設(shè)計規(guī)范要求、達到高標準工程的關(guān)鍵。建筑工程設(shè)計方案的質(zhì)量優(yōu)化是通過人員優(yōu)化、項目設(shè)計管理優(yōu)化以及科學(xué)的統(tǒng)籌安排來完成的系統(tǒng)工作。設(shè)計人員必須具有較高的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ),并對每個設(shè)計人員的專業(yè)項目進行整合,是專業(yè)人員的強項得到發(fā)揮,以此提高設(shè)計方案質(zhì)量的提高。項目設(shè)計管理過程要抓住重點與關(guān)鍵點、對項目設(shè)計的方案圖、施工圖、預(yù)算等進行重點控制,以此提高建筑工程設(shè)計方案質(zhì)量。設(shè)計過程中還要通過優(yōu)化統(tǒng)籌安排工作、提高設(shè)計效率與各環(huán)節(jié)的交接,對交叉工作進行統(tǒng)籌安排。通過設(shè)計工作的統(tǒng)籌安排提高設(shè)計工作效率、縮短設(shè)計時間。對于工程設(shè)計中需使用新技術(shù)、新材料的,還要加強對可行性的分析與驗證,對比同類工程中新技術(shù)新材料使用情況確保工程質(zhì)量。設(shè)計部門或企業(yè)還要加強自身設(shè)計人員綜合水平與素質(zhì)的優(yōu)化,通過在職學(xué)習、交流等方式提高設(shè)計人員的綜合水平,有針對性的對專長人員進行培訓(xùn)。

4.如何提高我國建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化水平

建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化水平的提高不僅僅是提高投資方對設(shè)計方案的認識,還要通過國家主管部門提高監(jiān)管力度、提高設(shè)計監(jiān)理推廣、完善有關(guān)法規(guī)、強化綜合性設(shè)計方案優(yōu)化等多方面工作共同提高我國建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化水平。通過建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化不能夠單純的強調(diào)節(jié)約投資,應(yīng)從綜合性考慮出發(fā),注重設(shè)計的科學(xué)性、技術(shù)的先進性,以提高設(shè)計價值目標為基礎(chǔ)、總體效益為出發(fā)點,達到建筑工程設(shè)計方案優(yōu)化效果。

建筑設(shè)計方案的優(yōu)化管理對設(shè)計項目的方案有著重要的意義,建筑設(shè)計方案的確定不僅僅是為了評選好的方案,優(yōu)化選取方案不是目的,重要的是在建筑設(shè)計方案運行中進行優(yōu)化管理。當建筑設(shè)計方案選取后,按專業(yè)部分進行優(yōu)化、細化、量化而后運行。建筑設(shè)計方案優(yōu)化管理,旨在于打破舊的、固定不變的教條,采取積極地動態(tài)管理方法。建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理,在于建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化與管理。建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化關(guān)鍵在于建筑設(shè)計思想目標的確立,建筑設(shè)計思想的優(yōu)以及專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)水平。因此,建筑工程設(shè)計部門或企業(yè)必須注重人才的培養(yǎng),通過人才培養(yǎng)提高建筑工程設(shè)計方案質(zhì)量、提高優(yōu)化水平,以此提高企業(yè)的綜合市場競爭力。

5.結(jié)語

現(xiàn)代建筑工程設(shè)計方案要求的提高對建筑工程施工企業(yè)有關(guān)部門的工作人員提出了更高的要求,要求施工企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員不斷提高專業(yè)技術(shù)與管理水平,以全過程、全面性施工管理理念對就建筑工程設(shè)計方案進行審核與優(yōu)化,積極與設(shè)計單位進行溝通,為提高投資效率、提高施工質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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第6篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

Abstract： This paper showed a dynamic model of describing the motion of plunger according to hydraulic pressure shaft effusion back and the plunger by resistance. Oil set pressure in plunger gas lift can carry out quantitative description by a set of production testing results. Put forward a more perfect shaft effusion mechanism， especially considering the liquid back and liquid accumulation as well as height of the plunger when shutting well. Compared with the traditional constant hydraulic model， the new method has higher precision， resistance coefficient of piston motion in four different phases is obtained， through the dynamic model and combining with actual material.

關(guān)鍵詞： 柱塞；氣舉；排水；優(yōu)化

Key words： piston；gas lift；drainage；optimization

中圖分類號：TE3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）33-0040-02

0 引言

柱塞氣舉是間歇舉升的一種特殊方式，利用一個金屬柱塞提供一個可供舉升液體的表面。與其他舉升方式相比，它有幾個優(yōu)點：排水穩(wěn)定，良好時氣井產(chǎn)量達到最大。當氣體供應(yīng)充足時不需要封裝。本文著重研究表面沒有額外氣體注入的柱塞氣舉方式。

Foss和 Goal通過對六十年代中期Hacksma相關(guān)研究成果和他們在1972年的研究成果總結(jié)出了第一個靜態(tài)力學(xué)模型。1982年，Lea建立了第一個動態(tài)模型，1988年Avery和Evans聯(lián)系ipr曲線做出了一個普遍適用的柱塞氣舉模型，1992年Chacin和Schmidt et al.使用整個系統(tǒng)的質(zhì)量和動量平衡研究了柱塞在間歇氣舉中的作用進行了研究，1982年時white對有柱塞和沒柱塞的經(jīng)典間歇氣舉模型進行了柱塞氣舉特點的研究，研究結(jié)果令人驚訝，當柱塞中間有洞時液體的回落率最低。由此可得知，那種對柱塞只是一種移動分隔物的描述是錯誤的，不可取的。

1985年Mower和Lea et al.引入了實驗室模擬井（735英寸224米深）測量數(shù)據(jù)，是關(guān)于13種不同柱塞的氣體滑動液體回落以及柱塞上升下降速度的資料實驗假設(shè)條件為：①油壓不變；②柱塞下落速度恒定；③柱塞上升舉液和液體累積穩(wěn)定；④所以這種優(yōu)化設(shè)計方法不可靠。該研究方法提供了一種描述柱塞舉升的動態(tài)模型以及優(yōu)化設(shè)計方法。

1 井口油壓套壓典型曲線的分析

對井口壓力的研究是研究柱塞運動的基礎(chǔ)。圖1顯示的是在一次循環(huán)中油套壓力變化，資料來自中國四川。可以將其劃分為兩個階段：關(guān)井階段和開井階段。

1.1 關(guān)井時期：油壓從A點經(jīng)B點到達C點。AB段增加迅速，這是因為突然關(guān)井會使高速氣體突然停止流動，動能變?yōu)閴耗堋Ｓ捎跉怏w存在彈性，所以氣體速度減小是呈梯度的。圖1中的b點代表著這種彈性壓縮的結(jié)束bc段壓力線性上升這是因為地層流體涌入井眼造成的。對于套壓，呈直線緩慢增加。

如果我們記錄下時間和油套壓力，可由以下等式確定：

pc（t）=pco（t）+Kcvt，（0？燮t？燮t1）（1）

pt（t）=pto（t）+Kt1t，（0？燮t？燮tb）（2）

pt（t）=ptb（t）+Kt2（t-tb），（tb？燮t？燮t1）（3）

其中：t=某一關(guān)井時間，s；t1=總關(guān)井時間，s；pco=起始套壓，Mpa；pto=起始油壓，Mpa；ptb=點b處油壓，Mpa。

上述等式中，Kc1，Kt1以及Kt2分別是套壓線AB和BC段的斜率，分別為：

Kc1=■（4）

Kf1=■（5）

Kf2=■（6）

其中：Pc1=關(guān)井結(jié)束時的套壓，Mpa；Pt1=關(guān)井結(jié)束后的油壓，Mpa。

1.2 開井時期：與關(guān)井時期相似，套壓隨時間呈線性關(guān)系緩慢減小，如下：

pc（t）=pc1-Kc2t（7）

Kc2=■（8）

其中：t2=總開井時間，s；t=開井持續(xù)時間，s。

油壓變化較復(fù)雜，可分為三部分：CDE，ESF，F(xiàn)G。

CDE：當井口突然打開，油管中的高壓氣體流入地面管線中，套壓顯著減小。當井口壓力降至Psp時，井口壓力會保持平穩(wěn)，直到液體柱塞到達井口。E點代表著液柱頂端到達井口。CD段可由下式表示：

p■（t）=f■e■+f■（9）

其中：t=開井持續(xù)時間，s；f1、f2、f3=與pt1和psp有關(guān)的系數(shù)。

ESF：在ES時期，液柱逐漸離開井口。

點E到F壓力的增加主要是由于井口液相摩擦阻力的增加。

對油管及環(huán)空中的液面高度還有被舉升上去的液柱高度我們稍后將會說明在不同情況下柱塞運動的阻力系數(shù)可以由實驗室測得，也可以通過現(xiàn)場資料與模型的對比得到。在此我們使用的是后一種方法。

2 液相累積以及柱塞高度

Lea對高氣液比氣井進行了研究，得出了液相累積的特點。在此我們使用了他的一些模型公式，并在其基礎(chǔ)上做了修改。尤其是考慮了關(guān)井時期液相在油管以及還空中的運移以及井筒中的液體回落。一般來說，油管中的液面高于環(huán)空中的從圖1中的壓力分布曲線上看，可以用以下公式計算這兩個液面高度：

Mower 和 Lea et al.做出了十三種商業(yè)柱塞的測試曲線，每一種柱塞都有一對曲線，如果石油工程師們不知道用哪一種柱塞，可以使用這十三種曲線的平均值，因此，通過聯(lián)立柱塞動態(tài)模型，我們可以求出任一種液體漏失系數(shù)。

在打開時期的套管關(guān)閉，地層流體進入井筒，由于機理不同，兩種流體以不同方式進入井筒。

3 排水柱塞氣舉的優(yōu)化設(shè)計

排水氣舉的終極目的是獲得最大產(chǎn)量，應(yīng)該考慮兩個方面：一個是舉升頻率，N應(yīng)當越大越好，比如說，如果柱塞在到達井口后立即關(guān)井則產(chǎn)量很小，所以開井時間必須合適。除此之外，必須注意的是必須保證柱塞在上行階段必須到達井口而下行時必須停在井底。

在最優(yōu)化時，以井口油壓套壓為研究對象的話可以分出四種方案：

①關(guān)井直至達到最大油壓套壓，然后開井直至油壓套壓達到最小值；

②關(guān)井至某一油壓套壓，開井直到油壓套壓達到最小值；

③關(guān)井至最大油壓套壓，然后開井到某一油壓套壓，整個循環(huán)過程耗時小于一；

④關(guān)井至某一油壓套壓，然后開井到某一油壓套壓，整個循環(huán)過程耗時小于一。

在進行優(yōu)化設(shè)計之前，我們應(yīng)該進行開井關(guān)井測試，關(guān)井時間必須足夠長以便于得出最大油套壓力，開井時間也一樣。對應(yīng)時間應(yīng)當記下來。要是沒有現(xiàn)成資料也可以用臨近相似井的資料求出阻力系數(shù)，若是這里沒用過柱塞氣舉則必須進行測試確定動態(tài)模型。

4 結(jié)論

本文展示了一種可以根據(jù)油壓套壓井筒積液液體回落以及柱塞所受阻力來描述柱塞的運動的動力模型。測量了油套壓動態(tài)曲線并對其進行定量分析。新模型較傳統(tǒng)的恒定油壓模型相比有著更高的精確度，通過動態(tài)模型并且結(jié)合實際資料，求取四種不同相中柱塞運動時的阻力系數(shù)。得出了一種更好的液體累積模型，可以計算液柱長度。為確保產(chǎn)量建立了一個優(yōu)化模型，并討論了排水氣井氣舉優(yōu)化的原則和方法。

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第7篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

關(guān)鍵詞：仿生；橋梁設(shè)計；應(yīng)用

一、仿生法的涵義

仿生法是人類對自然界生物自身形式或其運動狀態(tài)進行模仿，利用其相似性來發(fā)明創(chuàng)造的一種學(xué)科。就目前而言，仿生法已經(jīng)被應(yīng)用到很多學(xué)科中，包括生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等，并在各自領(lǐng)域均發(fā)揮了重要的作用。自然界是一切生物的起源地，可以發(fā)現(xiàn)，自然界蘊含著宇宙的智慧，也正因如此，自然界中生物的組成結(jié)構(gòu)往往比科學(xué)發(fā)明更先進。仿生法將自然界的智慧與各個學(xué)科相結(jié)合，更好的推動了科學(xué)的發(fā)展。在橋梁設(shè)計領(lǐng)域，橋梁設(shè)計師把感性層次的的自然智慧轉(zhuǎn)化為可以度量的理性數(shù)據(jù)，經(jīng)過總結(jié)分析形成一門系統(tǒng)的橋梁學(xué)科，以指導(dǎo)橋梁設(shè)計人員的橋梁設(shè)計工作。

橋梁設(shè)計是工程質(zhì)量的前期保證，一是關(guān)系到后期的施工，二是關(guān)系到人們的安全使用問題。橋梁設(shè)計師作為橋梁設(shè)計的主體，對橋梁設(shè)計的質(zhì)量以及安全都起到關(guān)鍵作用，而設(shè)計師的設(shè)計理念更是對橋梁的外觀和結(jié)構(gòu)起到?jīng)Q定性的作用。仿生法作為一門先進的學(xué)科，已經(jīng)被應(yīng)用到各行各業(yè)，并得到了很好的反響，因此，一個具有仿生法理念的橋梁設(shè)計師必然會更好地實現(xiàn)橋梁功能與造型的不斷創(chuàng)新，這對于推動我國橋梁事業(yè)順利發(fā)展具有十分重要的意義。

二、仿生法的理念與實踐

經(jīng)過億萬年的生物進化，各種生命結(jié)構(gòu)已經(jīng)呈現(xiàn)出非常合理化的狀態(tài)。它們具有小巧、靈敏、高效的特點，現(xiàn)在很多科學(xué)領(lǐng)域都引入了仿生法，仿生法理念為科學(xué)領(lǐng)域提供了新的思路和方法、概念，通過對仿生法理念的應(yīng)用各學(xué)科都取得了顯著的研究成果。仿生法由于研究角度不同分類也不同，本文從宏觀和微觀兩類來研究仿生法。宏觀仿生法主要研究生物體（包括動物、植物、微生物、人類）和自然界物質(zhì)存在的外部造型、表宏觀仿生面紋理、力學(xué)構(gòu)造特點、生物材料性能、生物的運動方式、行為規(guī)律、視覺意象等，微觀仿生法則研究生物體內(nèi)部微觀系統(tǒng)，重點研究生物體能量轉(zhuǎn)換、內(nèi)部神經(jīng)反應(yīng)機理、信息傳遞處理和行為調(diào)控能力以及適應(yīng)環(huán)境的生存能力等。在工程研究中，主要是研究生命系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)或功能如何應(yīng)用到工程技術(shù)中來實現(xiàn)其價值。通過研究資料分析仿生在工程中應(yīng)用的可行性，然后建立模型，再通過計算機技術(shù)，分析、模擬、仿效生命系統(tǒng)，最后設(shè)計、制造出工程結(jié)構(gòu)。

三、仿生法在橋梁設(shè)計與優(yōu)化中的應(yīng)用

人源于自然，因此從潛意識里對自然有一種難以言說的親近感和歸屬感，因此在橋梁設(shè)計工作中，很多思路和理念都來自于自然界，如果仔細觀察目前的橋梁，可以發(fā)現(xiàn)，有些橋梁造型與自然界的某些事物具有驚人的相似性，這也從另外一個角度說明仿生法在橋梁設(shè)計中已經(jīng)占據(jù)著重要的地位。仿生法可以分為宏觀仿生和微觀仿生兩大類，同樣的，在橋梁設(shè)計中亦包含以上兩類。然而，不管是宏觀仿生還是微觀仿生，按照應(yīng)用來分，均大致可分為三個層面，即功能機理仿生、形態(tài)仿生以及結(jié)構(gòu)仿生。

（一）仿生法在橋梁功能機理中的應(yīng)用

仿生法中研究的生物，主要指的就是自然界中的動植物，而對動植物的機理研究又是仿生法的重要內(nèi)容之一。機理研究主要研究與動植物相關(guān)的力學(xué)、動植物的運動形式以及植物的能量轉(zhuǎn)換等。事實上，這類仿生人們很早以前就已經(jīng)參與研究，例如參照鳥類的翅膀來對飛機兩翼進行設(shè)計。值得注意的是，科學(xué)發(fā)明與自然生物之間雖然有很多通性，但是畢竟存在著一定的差異，因此仿生法的發(fā)展并不只是一個純粹模仿的短期過程，而必須經(jīng)歷一個不斷糾偏和調(diào)整的長期階段才能達到較為理想的效果。

顯而易見，橋梁在使用階段，橋梁的可靠性和耐久性對橋梁自身的正常使用起著決定性作用，為了確保橋梁使用階段的質(zhì)量和安全，在橋梁設(shè)計階段就必須全面考慮到這些影響因素，并尋找出解決方案。研究表明，參照動植物的機理來進行橋梁設(shè)計可以有效地解決橋梁設(shè)計問題，一個成功案例是德國一所大學(xué)的生物研究，研究人員對某種巨型植物的剛度進行試驗，發(fā)現(xiàn)這種巨型植物能夠調(diào)整自身的結(jié)構(gòu)和形態(tài)來適應(yīng)外界的壓力，于是研究人員得到靈感，將此原理應(yīng)用于大跨度橋梁的橋墩和橋塔，使得設(shè)計出來的橋梁能夠很好地協(xié)調(diào)各個方面的壓力，從而發(fā)明出有生命特征的大跨度橋梁，對當代橋梁設(shè)計的創(chuàng)新起到了很好的推動作用。

（二）仿生法在橋梁形態(tài)上的應(yīng)用

最早的仿生法橋梁設(shè)計師對仿生橋梁的設(shè)計是一種純粹的模仿，設(shè)計出來的橋梁形象怪異，甚至有些脫離實際，造成施工難度很大，有的根本無法與施工技術(shù)相匹配。隨著設(shè)計人員設(shè)計理念的成熟，橋梁設(shè)計師漸漸意識到，仿生法在橋梁建筑中的應(yīng)用，需要立足于實際狀況進行設(shè)計，脫離實際的形態(tài)仿生是完全沒有應(yīng)用價值的，也是完全沒有意義的。例如，盡管自然界中很多的生物形態(tài)具有很好的仿效價值，然而在實際的橋梁施工中，則很容易面臨負荷超重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有可靠的施工技術(shù)等問題，因此在橋梁設(shè)計中，必須根據(jù)現(xiàn)實需求科學(xué)合理地運用仿生法理論，嚴格分析其可行性，確定其實際可行了之后才能進行橋梁的設(shè)計工作。

（三）仿生法在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

如果注意觀察，可以發(fā)現(xiàn)在生物界中，有許多動物的骨骼結(jié)構(gòu)、植物的外形結(jié)構(gòu)均對橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計有很好的參考作用。另外，隨著生物學(xué)科的迅速發(fā)展，生物知識不斷在日常生活中普及，人們也逐漸認識到了自然界中更多的生物結(jié)構(gòu)形態(tài)，而這些結(jié)構(gòu)形態(tài)無疑為橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了更多的設(shè)計思路，如果可以將這些生物結(jié)構(gòu)應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)，則橋梁設(shè)計必定會有愈加廣闊的發(fā)展空間。自然界的生物充滿了宇宙的智慧，許多結(jié)構(gòu)均有完美的對稱性和實用性，一旦將這些原則恰當?shù)剡\用到橋梁設(shè)計中，那么必定可以設(shè)計出低耗能、高質(zhì)量并擁有美好外觀的新型橋梁。

結(jié)束語

大自然是一位充滿智慧的導(dǎo)師，擁有無窮無盡的知識讓人類去挖掘和學(xué)習。可以發(fā)現(xiàn)，日常生活中各種產(chǎn)品的設(shè)計靈感均或多或少受到大自然的啟示。同樣，橋梁設(shè)計中仿生法的應(yīng)用對于我國橋梁設(shè)計的發(fā)展將起到不可低估的推動作用，這種新型的設(shè)計理念為橋梁設(shè)計師們提供了和諧、新穎的設(shè)計思路，也是我國“科技強國、創(chuàng)新強國”戰(zhàn)略在橋梁事業(yè)中的具體實踐。

參考文獻

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第8篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)；設(shè)計優(yōu)化；控制方法

目前各國都對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)控制進行了一系列相關(guān)的規(guī)定，我國抗震規(guī)范以及高規(guī)對扭轉(zhuǎn)效應(yīng)控制的具體規(guī)定也在逐步的完善，鑒于這種情況，有大部分的研究工作者以及結(jié)構(gòu)工程師都進一步思考和分析了這個問題，從而給建筑結(jié)構(gòu)抗扭設(shè)計提供了一些參考意見。

1、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)概述

在以往的經(jīng)驗中，我們發(fā)現(xiàn)，大部分的建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞等情況都是由扭轉(zhuǎn)造成的，因此，要想減小建筑結(jié)構(gòu)遭受地震破壞的程度，就需要加強結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抗扭能力，這也是目前結(jié)構(gòu)設(shè)計中一項非常重要的概念。

建筑布置的不合理往往會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，所以要想控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，在建筑的布置等方面就要盡可能的合理。抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)該遵循滿足平、立面簡單對稱的原則，盡可能的減少凸出和凹進等等復(fù)雜的平面，平面的剛度也應(yīng)該盡可能的保持均勻。

2、建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)原因分析

外來干擾：當發(fā)生地震時，由于地面質(zhì)量間存在著差別性的運動，從而使地面在產(chǎn)生平動分量的同時，還產(chǎn)生了轉(zhuǎn)動分量，結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)的原因正是由于轉(zhuǎn)動分量的迫使。但是，地震觀測的工作條件比較復(fù)雜和艱難，所以目前來說，扭轉(zhuǎn)分量的相關(guān)理論和計算方法還不是十分的成熟，部分的技術(shù)在實際工作中也沒有得到解決，所以，現(xiàn)在的抗震規(guī)范大多都沒有將地震扭轉(zhuǎn)分量的計算考慮進去。我國的規(guī)范考慮了這方面的影響，并給出了明確的規(guī)定：當不規(guī)則結(jié)構(gòu)進行扭轉(zhuǎn)耦連計算時，可以將平行于地震作用方向的兩個邊的地震作用效應(yīng)和一個適當?shù)脑龃笙禂?shù)進行相乘，在通常情況下，短邊可以取1.15，長邊可以取1.05，如果扭轉(zhuǎn)的剛度比較小的話，那么增大系數(shù)最小應(yīng)該是1.3。

建筑結(jié)構(gòu)本身原因：如果建筑結(jié)構(gòu)的剛度中心不能夠重合質(zhì)量中心，那么在地震的作用下就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動。如果建筑結(jié)構(gòu)各層的剛度中心可以重合質(zhì)量中心，但整個建筑的質(zhì)量中心并沒有在同一條軸線上，就也會受到地面運動的扭轉(zhuǎn)分量、活荷載的偏心以及其他相關(guān)復(fù)雜因素的影響，從而形成結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動。如果平面剛度不均勻，也會造成建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)破壞，影響平面剛度均勻狀況的主要因素是剪力墻的布置是否合理。

建筑結(jié)構(gòu)布置分析：在平面布置方面，如果是處于地震區(qū)中的建筑，采用圓形、方形或矩形平面為最好，同時也可以采用橢圓形、扇形、正六邊形、正八邊形等。三角形的平面雖然看起來也比較的簡單和對稱，但是它并不是沿主軸方向都對稱，這樣的話，地震時就容易產(chǎn)生比較強烈的扭轉(zhuǎn)振動，所以，建筑應(yīng)該盡量避免在地震區(qū)采用三角形。此外，在地震區(qū)內(nèi)建筑也不適宜采用有較長翼縫的，象L、U、H、T、以及十字形等平面，因為這類平面在地震發(fā)生之后也容易產(chǎn)生各種程度的變形，從而加強地震帶來的災(zāi)害程度。

在立面布置方面，處于地震區(qū)的建筑的立面也應(yīng)該盡量的采用矩形或者梯形等比較均勻的幾何形狀，盡量不要采用有著突然變化的立面形狀，因為那種形狀突變的立面形象很可能會引起質(zhì)量和剛度的劇烈變化，在地震的強力作用下，該突變部位就會因為塑性變形的集中效應(yīng)而加重破壞的程度。特別應(yīng)該注意的是，倒梯形建筑和大底盤形狀的建筑盡量不能出現(xiàn)在地震區(qū)，雖然倒梯形建筑的建筑風格比較時尚，看起來比較的美觀，但是它的質(zhì)量、剛度和強度上有著嚴重的分布不均勻等狀況，不符合抗震設(shè)計的原則；比如，它的上部質(zhì)量大，下部質(zhì)量小，從而使重心偏高，這樣就會將傾覆的力矩增加；還有下部的剛度小，而上部的剛度大，那么就會增加底層的薄弱程度；根據(jù)以往的經(jīng)驗，在地震時，有許多的大底盤建筑，容易在底層裙房與高層主樓相連處發(fā)生剛度突變等現(xiàn)象，從而使主樓底部樓層處于相對脆弱的狀態(tài)，這樣就會使其容易發(fā)生塑性變形集中效應(yīng)，從而造成破壞。

3、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)性質(zhì)分析

在地震荷載的作用下，建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞時，就會加大建筑抗推剛度較弱的一側(cè)位移，從而使它的剪力持續(xù)增大，加重破壞程度；如果是平面的剛度不均勻，一端的剛度很小，而另一端的剛度卻很大，那么，在地震荷載的作用下，樓板會跟著沒有剪力墻的一端柱子的塌落而落下。如果是結(jié)構(gòu)單元兩端之間的質(zhì)量和鋼度有著很大差別的話，在地震的作用下也會發(fā)生扭轉(zhuǎn)，從而在鋼筋混凝土柱上出現(xiàn)交叉裂縫等。還有就是某些建筑的每層平面布置也不相同，有些柱子會有上下錯位或者形狀長邊方向發(fā)生改變等情況，這些都可能會造成發(fā)生地震的時候，上層會因為底層柱發(fā)生折斷而整體出現(xiàn)塌落等情況。如果是結(jié)構(gòu)平面形狀不規(guī)則發(fā)生了破壞，那么交叉斜裂縫可以超過100毫米。通過研究單一受扭構(gòu)件的破壞我們發(fā)現(xiàn)，少筋及超筋構(gòu)件發(fā)生了脆性形式的破壞，而且是如果沒有發(fā)生明顯的塑性變形，而適筋構(gòu)件以脆性形式遭受了破壞，這種破壞還是突發(fā)性的，具有比較明顯的塑性變形，這種情況對于整體建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞來講，具有突發(fā)性的破壞，塑性的變形量比較的小，這就屬于脆性破壞的范疇。

4、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制措施

扭轉(zhuǎn)不規(guī)則在平面不規(guī)則類別是排前位：根據(jù)以往發(fā)生的地震災(zāi)害可以證明，不規(guī)則的平面和質(zhì)量剛度偏心以及扭轉(zhuǎn)剛度太弱的結(jié)構(gòu)，在地震的作用下，會受到嚴重的破壞。在實際的工程建設(shè)中，由于各種各樣的原因，大部分建筑結(jié)構(gòu)的平面布置和豎向布置都不能滿足規(guī)范中要求的標準，所以，在以后的建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該優(yōu)化和調(diào)整抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)布置，從而限制結(jié)構(gòu)的平面扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

在建筑物的盡可能的布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)：根據(jù)力學(xué)的基本概念，構(gòu)件離質(zhì)量中心越遠，構(gòu)件的抗扭剛度就越大，因此，要在建筑物的多布置一些抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，從而，既可以不增加抗側(cè)力構(gòu)件的數(shù)量，又可以顯著的增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。除了在建筑物布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之外，還可以調(diào)整結(jié)構(gòu)的周期比等方法來實現(xiàn)這個目的，比如采用削弱核芯筒風度的方法來實現(xiàn)等。

抗側(cè)力結(jié)構(gòu)布置必須均勻和對稱：在高層建筑設(shè)計中，一定要遵循均勻、分散和對稱的原則，來布置抗側(cè)力構(gòu)件，從而使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心盡可能的與剛度中心接近。

盡可能加大現(xiàn)有周邊抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度：除了采用在最大位移處布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)來加大結(jié)構(gòu)的抗扭力度之外，還可以加大原來的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度來加大結(jié)構(gòu)的抗扭力度。方法有：可以將原來建筑物的單向剪力墻布置成多邊形剪力墻，還要盡可能的延長，但是在外立面的轉(zhuǎn)角處應(yīng)該盡可能的避免開窗，更加不能開轉(zhuǎn)角窗；可以采取加厚離質(zhì)心較遠處剪力墻的厚度來實現(xiàn)等。

裙房部分防止上下層剛度偏心：通常在高層設(shè)計中，主樓能夠滿足有關(guān)控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的要求，但是裙房部分卻不能滿足，這是因為結(jié)構(gòu)的上下剛度偏心較大，所以可以采取增加裙房部分剛度的方法來解決這個問題。

5、結(jié)語

本文主要通過分析建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的成因，強調(diào)建筑抗扭設(shè)計在抗震中的作用，并且根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的成因提出了設(shè)計的優(yōu)化的建議和一些控制方法。

參考文獻

第9篇：優(yōu)化設(shè)計與優(yōu)化方法范文

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源； 組織流程； 模糊PID控制； 混合協(xié)議

中D分類號： TN711?34； TP391 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）14?0068?04

Abstract： Aiming at the complexity of organization process of network learning resources， optimal design of the organization flow is carried out to improve the efficiency of learning resource scheduling. Accordingly， a network learning resource organization flow optimization control method based on fuzzy PID control is proposed in this paper. The constraint parameter and the control objective function for organization flow control of network learning resources are determined first， and then the hybrid protocol for CDMA collaborative scheduling is adopted for the organization flow balanced configuration of network learning resources. The fuzzy PID neural network control model is used for analysis on the optimal solution characteristics of organizational process control objective function to implement process optimization. The simulation test results show that the network learning resource organization process can save the task cost of learning resource scheduling， reduce the time delay and improve the efficiency of resource allocation.

Keywords： network learning resource； organizational process； fuzzy PID control； hybrid protocol

0 引 言

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，采用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習方法進行遠程教育學(xué)習成為未來教育發(fā)展的一個重要方向。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習的方式具有多樣性，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源規(guī)模龐大，需要在交互信息構(gòu)架模式下進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化，提高學(xué)習用戶對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源的共享和利用效率[1?2]。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源在進行組織分配和調(diào)度中，數(shù)據(jù)發(fā)送和傳輸?shù)膹姸容^大，受到延時和丟幀等因素的影響，導(dǎo)致學(xué)習效率受到影響，研究網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程的優(yōu)化方法對提高學(xué)習資源的利用效率和分配有效性方面具有重要意義。

1 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制模型

1.1 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化的約束參量分析

基于上述假設(shè)條件，本文構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制的約束參量模型由加權(quán)系數(shù)構(gòu)成。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習中硬件資源訪問控制模型，硬件資源的存儲接口通過軟件資源的擴展通道進行信息融合，得到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化的約束參量模型描述為：

式中：為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程的信任評估的階數(shù)，可以設(shè)定為任意實數(shù)；表示網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程的最小連通集；為流程控制的躍階響應(yīng)。

1.2 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制目標函數(shù)

根據(jù)上述控制約束參量分析，進行控制目標函數(shù)構(gòu)建，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制中傳輸節(jié)點融合數(shù)據(jù)的時間序列模型描述為：

式中：為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源傳輸信道的選擇權(quán)值；為學(xué)習資源分配的互信息函數(shù)；為時延估計。由于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源發(fā)送和傳輸?shù)男畔⒘枯^大，在進行資源分配中容易出現(xiàn)誤差擾動，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程分配進程管理中采用自適應(yīng)誤差補償方法，得到信息流的分層能耗參量為：

式中：表示組織流程的多徑分量；為傳輸信道的振蕩幅值；為路由引擎的鏈路估計值。

采用Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方法，進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程分配，設(shè)計轉(zhuǎn)發(fā)引擎、路由引擎和路由信息列表[6]，得到在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程的鏈路轉(zhuǎn)發(fā)模型如圖1所示。

根據(jù)圖1所示的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程的鏈路轉(zhuǎn)發(fā)模型，在每個時幀節(jié)點的競爭窗口內(nèi)進行PID模糊控制，得到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源配置的隨機數(shù)序列分量：

設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源分布式組織流程調(diào)度的概念格節(jié)點，基于Internet的Web架構(gòu)模式，得到多個資源配置任務(wù)流集合的計算核函數(shù)為：

初始化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程的調(diào)度子集為。通過訓(xùn)練集進行特征分類，構(gòu)建資源組織分布的分類屬性集：

式中：表示網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源分布空間的維數(shù)；為節(jié)點交換數(shù)據(jù)時間序列。利用已知的隨機碼得到簇頭節(jié)點的加權(quán)向量β，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制目標函數(shù)為：

式中，是k沿堆棧指針的狀態(tài)分布慣性矢量，滿足：

對待分配的嵌入式網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源信息流進行慣性加權(quán)控制，添加擾動補償慣性系數(shù)ω，由式（8）可知：

通過上述構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制目標函數(shù)，進行組織流程控制目標函數(shù)的最優(yōu)解特征分析，提高學(xué)習資源的組織流程優(yōu)化控制效率。

2 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)

2.1 CDMAf同調(diào)度混合協(xié)議設(shè)計

在上述進行了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制約束參量和被控目標函數(shù)分析的基礎(chǔ)上，進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化設(shè)計。本文提出一種基于模糊PID控制的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化控制方法。采用CDMA協(xié)同調(diào)度的混合協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源的組織流程均衡配置，CDMA協(xié)同調(diào)度混合協(xié)議設(shè)計描述如下：

提取網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程信息流的時間序列為，通過結(jié)構(gòu)相似度分析，得到不同權(quán)限的用戶進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源分配的CDMA協(xié)同調(diào)度傳遞函數(shù)為：

式中，為從網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源應(yīng)用服務(wù)層獲得的信息特征維度。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源的特征分布空間中，嵌入維數(shù)，得：

混合協(xié)議中緩存集合及緩存對象的跳鄰節(jié)點滿足。采用CDMA協(xié)同調(diào)度混合協(xié)議得到多個不同權(quán)限的用戶頻繁訪問數(shù)據(jù)集，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程分布的多元參量二項式表示為，進一步采用信道訪問積分融合方法進行尺度修正，得到學(xué)習資源組織流程穩(wěn)態(tài)調(diào)度的收斂尺度滿足正態(tài)分布，即滿足，采用自適應(yīng)博弈規(guī)劃。對進入緩存的數(shù)據(jù)對象進行可靠性估計和緩存單元網(wǎng)格分區(qū)評估，得到狀態(tài)特征統(tǒng)計量，根據(jù)正態(tài)分布特性，得到CDMA協(xié)同調(diào)度混合協(xié)議下的博弈函數(shù)滿足：

根據(jù)設(shè)計的CDMA協(xié)同調(diào)度混合協(xié)議，進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化設(shè)計。

2.2 基于模糊PID控制的資源組織流程優(yōu)化設(shè)計

采用模糊PID控制方法進行資源組織流程優(yōu)化控制設(shè)計，進行組織流程控制目標函數(shù)的最優(yōu)解特征分析。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程配置和訪問控制的流程如下：

算法：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程資源配置周期性更新

輸入：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源配置和軟件資源調(diào)度的模糊PID控制的邊界條件。

輸入：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程分配的時間間隔的取值為1，執(zhí)行資源配置任務(wù)的任務(wù)流集合以及在優(yōu)化調(diào)度模式下的執(zhí)行效率狀態(tài)變化。

輸入：在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程樹插入一個指針，得到。

（1） 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源配置的狀態(tài)響應(yīng)函數(shù)計算資源調(diào)度模型的組織流程分配PID神經(jīng)元積分狀態(tài)，查詢資源信息服務(wù)和數(shù)據(jù)目錄，初始化；

（2） 假設(shè)是任務(wù)請求的個文件，結(jié)合等待隊列中的請求數(shù)量，將優(yōu)先級屬性的值更新為；

（3） 找到存儲副本R的最佳站點，搜索所有的資源，采用模糊PID控制方法進行堆棧更新，更新頻率為f，將插入副本R的排序表。操作結(jié)束，得到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源副本被放置在最佳站點（BSE），執(zhí)行組織流程的時間設(shè)為。

綜上分析，得到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程的設(shè)計流程如圖2所示。

3 實驗測試分析

為了測試本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化模型在提高管理和控制網(wǎng)絡(luò)學(xué)習軟件資源調(diào)度和配置中的性能，進行仿真實驗。實驗平臺為通用PC機，CPU為Intel? Core（TM） i7?2600，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程配置中輸入硬件資源的編譯數(shù)據(jù)共18位，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源訪問節(jié)點數(shù)的變化范圍為220～1 024，閾值設(shè)為，首先進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源信息特征采樣頻率為15 Hz。根據(jù)上述仿真參量設(shè)定，得到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源配置的數(shù)據(jù)采樣時域波形。

以上述采樣數(shù)據(jù)為測試樣本集，進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化控制。圖3為采用本文方法和傳統(tǒng)方法進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化配置控制的誤差分析對比結(jié)果。從圖3得知，采用本文方法進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源的硬件資源和軟件資源配置的控制誤差較低，能以更快的時間收斂到零，從而降低延時，提高學(xué)習資源分配效率，具有優(yōu)越性。

4 結(jié) 語

本文研究了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化配置方法，提高學(xué)習資源調(diào)度的效率，提出一種基于模糊PID控制的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程優(yōu)化控制方法。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程控制的約束參量和控制目標函數(shù)，采用CDMA協(xié)同調(diào)度的混合協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源的組織流程均衡配置，采用模糊PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型進行組織流程控制目標函數(shù)的最優(yōu)解特征分析，實現(xiàn)流程優(yōu)化。采用該網(wǎng)絡(luò)學(xué)習資源組織流程能節(jié)省學(xué)習資源調(diào)度的任務(wù)開銷，降低延時，提高學(xué)習資源分配效率，降低資源配置控制誤差，具有較高應(yīng)用價值和前景。

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