Funkcja celu

Produkty projektowane z myślą o poprawie komfortu życia muszą spełniać określone wymagania funkcjonalne. W praktyce większość z nich realizuje jednocześnie wiele funkcji użytkowych, z których każda może mieć inną wagę w zależności od oczekiwań użytkownika oraz założeń projektowych.

Na przykład głównym zadaniem klimatyzatora jest obniżanie temperatury pomieszczenia w gorące dni. Wraz z rozwojem technologii coraz większe znaczenie mają jednak również inne aspekty, takie jak energooszczędność, niski poziom hałasu czy koszt eksploatacji.

Proces projektowania, którego celem jest znalezienie najlepszego rozwiązania spełniającego różne wymagania, określa się mianem projektowania optymalnego. W tym kontekście funkcja celu (ang. objective function) jest matematycznym zapisem kryterium lub zestawu kryteriów podlegających optymalizacji.

Składniki funkcji celu

Funkcja celu może uwzględniać różne parametry projektowe, takie jak:

• masa konstrukcji
• poziom naprężeń lub odkształceń
• zużycie energii
• koszt wykonania
• poziom hałasu lub poziom drgań

Choć podczas projektowania analizuje się wiele cech produktu, tylko parametry bezpośrednio uwzględnione w procesie optymalizacji stają się składnikami funkcji celu. W zależności od przyjętych założeń projektowych funkcja celu może zmieniać się zarówno pod względem doboru parametrów, jak i przypisanych im wag.

Funkcja celu wielokryterialna

Gdy funkcja celu obejmuje wiele różnych kryteriów jednocześnie, mówimy o funkcji celu wielokryterialnej (multi-objective function), która często przyjmuje postać ważonej sumy poszczególnych składników. W niektórych przypadkach stosuje się również funkcje logarytmiczne w celu lepszego odwzorowania różnic skali pomiędzy parametrami.