ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΩΣ ΠΡΟΣ το ΦΥΣΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ & ΤΙΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ

Αντικειμενο και Στοχοι του Εργου

Μεθοδολογια Υλοποιησης του εργου

Περιγραφη ενοτητων εργασιας και παραδοτεων

Αντικειμενο και Στοχοι του εργου

Το λογισμικό HP-OCP θα αποτελέσει την πρώτη προηγμένη πλατφόρμα βελτιστοποίησης στον κόσμο, εξασφαλίζοντας στους μελετητές και κατασκευαστές σημαντική μείωση του κατασκευαστικού κόστους (υλικών και εργασίας), σύμφωνα με τις απαιτούμενες προδιαγραφές ασφάλειας, ποιότητας, αξιοπιστίας, και απόδοσης. Λύσεις βελτιστοποίησης χρησιμοποιούν εκτεταμένα οι κλάδοι της αεροναυπηγικής και της αυτοκινητοβιομηχανίας εδώ και χρόνια, όμως στον χώρο των κτιριακών κατασκευών και υποδομών δεν υπάρχει διεθνώς αντίστοιχη λύση.
Επίσης στη βιομηχανία των κατασκευών υπάρχει επιτακτική ανάγκη για αυξημένη ικανότητα σχεδιασμού έργων υψηλής ποιότητας και ασφάλειας.
Το λογισμικό HP-OCP που θα αναπτυχθεί στα πλαίσια του παρόντος έργου έχει στόχο να καλύψει το κενό αυτό, προσφέροντας ολιστική προσέγγιση βελτιστοποίησης όσον αφορά στο σχεδιασμό και στο στάδιο εφαρμογής πραγματικών κατασκευών όπως, κτίρια, γέφυρες ή πιο σύνθετες κατασκευές πολιτικού μηχανικού. Τα πλεονεκτήματα του HP-OCP θα περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα ενσωματωμένων δυνατοτήτων, καθώς και ευκολίας χρήσης της εφαρμογής καλύπτοντας τους κλάδους της βελτιστοποίησης διαστάσεων, τοπολογίας και παραμετρικής βελτιστοποίησης.
Το λογισμικό αυτό θα έχει τη δυνατότητα συνδυασμού με λογισμικά δομικής ανάλυσης και σχεδιασμού κατασκευών όπως το ήδη ανεπτυγμένο από την ACE Hellas λογισμικό SCADA Pro, το ETABS, κ.λπ. Η εκμετάλλευση της δομής του η οποία θα βασίζεται στο Building lnformation Modelling (ΒΙΜ) δίνει τη δυνατότητα εύκολης διασύνδεσης του λογισμικού βελτιστοποίησης με λογισμικά ανάλυσης/διαστασιολόγησης, σκοπεύοντας στη βελτιστοποίηση, ανάλυση και σχεδιασμό δομών και κατασκευών.

Σκοπός του HP-OCP είναι να προσφέρει ένα πλήρες υπολογιστικό πακέτο στο τομέα της βελτιστοποίησης κατασκευών σε έργα Πολιτικού Μηχανικού (η διαδικασία της οποίας φαίνεται στην επόμενη εικόνα), το οποίο θα υλοποιεί τους παρακάτω επιμέρους στόχους:

Στοχοι

καθοδηγηση

Την καθοδήγηση του μελετητή μηχανικού στο σχεδιασμό της βέλτιστης κατασκευαστικής λύσης.

αυτοματοποιηση

• Την πλήρη αυτοματοποίηση της διαδικασίας, από την αρχική σύλληψη της ιδέας ως τον τελικό σχεδιασμό και τη δημιουργία της κατασκευής.

εξοικονομηση

Την εξοικονόμηση οικονομικών πόρων (15-30%) μέσω της δημιουργίας καινοτόμων κατασκευών σε συνδυασμό με ορθή επιλογή υλικών και γεωμετρικών χαρακτηρισ τικών, με απώτερο στόχο την μείωση κόστους, την αύξηση της αντοχής και την εργονομία της κατασκευής.

μοντελα

Την εύκολη παραγωγή πρωτότυπων μοντέλων για πειραματική χρήση και παρουσίαση, τα οποία μπορούν να υλοποιηθούν είτε μέσω CNC εργαλειομηχανών, είτε με μεθόδους προσθετικής κατασκευής (π.χ. 3D Printing).

το επίπεδο τεχνολογικής ετοιμότητας της προτεινόμενης εφαρμογής {TRL) είναι ίσο με 4

θεωρητικο υποβαθρο

L

Το θεωρητικό υπόβαθρο των μεθόδων που απαιτούνται για την υλοποίηση των στόχων έχει θεμελιωθεί τόσο σε ερευνητικό επίπεδο όσο και σε πειραματικό. Συνεπώς, το επίπεδο τεχνολογικής ετοιμότητας της προτεινόμενης εφαρμογής {TRL) είναι ίσο με 4.

L

Μέσω της χρηματοδότησης από το συγκεκριμένο πρόγραμμα, θα δοθεί η δυνατότητα στην κοινοπραξία να προχωρήσει στη ανάπτυξη και διασύνδεση των παραπάνω εφαρμογών σε ένα πακέτο υπό την τεχνολογία ΒΙΜ και στη διάθεσή του στην αγορά ως ολοκληρωμένη λύση για τον ερευνητή, σχεδιαστή, αναλυτή, μηχανικό {TRL 9).

Μεθοδολογια Υλοποιησης του Εργου

φασεισ

Φαση 1

Το πρώτο στάδιο για την εφαρμογή των στόχων που έχουν τεθεί, είναι η διερεύνηση και η εφαρμογή αλγορίθμων βελτιστοποίησης, παράλληλα με την βιβλιογραφική έρευνα.

Θα γίνει διατύπωση του συνόλου των προβλημάτων βελτιστοποίησης (παραμετρική, τοπολογίας, σχήματος) καθώς και η μαθηματική τους θεμελίωση.

Φαση 2

Επόμενο βήμα είναι η ανάπτυξη υπολογιστικού κώδικα σε ερευνητικό επίπεδο σε γλώσσα matlab, ο οποίος θα επιλύει τα προβλήματα που έχουν διατυπωθεί.

Στη συνέχεια για να επιτευχθούν βέλτιστες ταχύτητες λειτουργίας του λογισμικού θα αναπτυχθεί κώδικας σε γλώσσα C++.

Φαση 3

Στη συνέχεια θα πραγματοποιηθούν παραδείγματα, προερχόμενα από την βιβλιογραφία και από υφιστάμενη ερευνητική δραστηριότητα του εργαστηρίου ώστε να προκύψει η επαλήθευση της ορθότητας του προγράμματος.

Σε αυτό το στάδιο θα γίνει η βελτιστοποίηση του κώδικα, από άποψη υπολογιστικού κόστους, ώστε να ενισχυθεί η ταχύτητα και η ευρωστία του.

Ταυτόχρονα θα πραγματοποιηθούν κατασκευαστικά σενάρια για προβλήματα με μεγάλο όγκο δεδομένων προκειμένου να διασφαλιστεί η δυνατότητα επίλυσης πολύπλοκων και μεγάλης κλίμακας κατασκευών.

Επιπλέον θα χρησιμοποιηθούν τεχνικές παράλληλου προγραμματισμού τόσο με χρήση πολλαπλών επεξεργαστών όσο και με χρήση καρτών γραφικών, για περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης του προγράμματος.

Φαση 4

Στο τελικό στάδιο θα πραγματοποιηθεί η προσαρμογή όλων των προαναφερθέντων υπολογιστικών εργαλείων σε ένα εργονομικό γραφικό περιβάλλον.

Πιο συγκεκριμένα θα αναπτυχθεί ένα εύχρηστο και φιλικό προς το χρήστη γραφικό περιβάλλον (GUI) για τη χρήση του προτεινόμενου λογισμικού.

Η μακροχρόνια δράση και η εμπειρία της ACE Hellas σε αντίστοιχα προγράμματα, σε συνδυασμό με το υψηλό ακαδημαϊκό υπόβαθρο της σχολής Πολιτικών Μηχανικών εγγυάται την ορθή λειτουργία και ανάπτυξη του προτεινόμενου λογισμικού

Φαση 5

Στην τελική φάση του έργου θα πραγματοποιηθεί η μαζική προσέγγιση των πιθανών πελατών μέσω ενεργειών προώθησης και επίδειξης του αναπτυχθέντος λογισμικού.

Η ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ μαζί με την ACE Hellas θα αναλάβουν τη διάχυση των αποτελεσμάτων και την προώθηση του λογισμικού.

προηγμενη πλατφορμα

“

ερευνητικεσ δραστηριοτητεσ

ομαδοποιηση ενοτητων εργασιασ

Διερεύνηση αλγορίθμων βελτιστοποίησης

(ΕΕ1)

Παραμετρική βελτιστοποίηση κατασκευών

(ΕΕ2)

Βελτιστοποίηση σχήματος και τοπολογίας κατασκευών

(ΕΕ3)

Ανάπτυξη λογισμικού βελτιστοποίησης (HP-OCP)

(ΕΕ5)

Μελέτη Σκοπιμότητας – Ερεύνα Αγοράς & Αξιοποίησης Αποτελεσμάτων

(ΕΕ7)

Παράλληλη επεξεργασία και βέλτιστος σχεδιασμός

(ΕΕ4)

Παραδείγματα πιστοποίησης (benchmark cases)

(ΕΕ6)

Συμμετοχή σε Εμπορικές Εκθέσεις για ΜΜΕ

(ΕΕ8)

Το υπολογιστικό πρόγραμμα που θα αναπτυχθεί θα έχει πολλές και διαφορετικές εφαρμογές στην αγορά.
Η παραμετρική βελτιστοποίηση είναι χρήσιμο εργαλείο για τον μηχανικό προκειμένου να παράξει και να υλοποιήσει μια κατασκευή τόσο στον τελικό σχεδιασμό όσο και στην διαστασιολόγηση.
Αυτή η μέθοδος βρίσκει εφαρμογή τόσο σε κατασκευές πολιτικού μηχανικού , όπως στις κτιριακές κατασκευές, όσο και σε αντικείμενα που συναντώνται στη βιομηχανία, π.χ. ανταλλακτικά αυτοκινήτων και άλλων μηχανολογικών εξαρτημάτων.
Η βελτιστοποίηση τοπολογίας εφαρμόζεται σε παρόμοια είδη προβλημάτων, επιτυγχάνοντας όμως πιο εξεζητημένες μορφές.