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:
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

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.

ερευνητικεσ δραστηριοτητεσ

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.

Περιγραφη ενοτητων εργασιας

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1

ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ αλΓΟΡΙΘΜΩΝ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ

Διερεύνηση και ανάπτυξη αλγορίθμων τόσο αυτών που απαιτούν τον υπολογισμό της παραγώγου της αντικειμενικής συνάρτησης όσο και αυτών που δεν τον απαιτούν. Σκοπός είναι η μελέτη της ευρωστίας των αλγορίθμων και η υπολογιστική τους συμπεριφοράς σε ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων βελτιστοποίησης όπου αντιμετωπίζει ένας μηχανικός.

Π1.1

Έκθεση προόδου σχετικά με τους αλγορίθμους.

Μ18 EMΠ-ISAAR

Π1.2

Παρουσίαση σε συνέδριο.

Μ12 EMΠ-ISAAR

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2

ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Σκοπός είναι η εύρεση των βέλτιστων παραμέτρων μιας δεδομένης κατασκευής με συγκεκριμένο γεωμετρικό σχήμα, συνοριακές συνθήκες και φορτίσεις, οι οποίες ικανοποιούν ορισμένα κρίσιμα κριτήρια σχεδιασμού όπως ελαχιστοποίηση τάσεων, μετακινήσεων, κτλ. Οι μεταβλητές σχεδιασμού σε αυτού του είδους τα προβλήματα βελτιστοποίησης μπορεί να είναι οι γεωμετρικές διαστάσεις της κατασκευής, οι ιδιότητες των υλικών, κ.λπ.

Π2.1

Εφαρμογή της διαδικασίας παραμετρικής βελτιστοποίησης στο HP-OCP.

Μ24 ACE

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3

ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟιΗΣΗ ΣΧΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Η δημιουργία αποτελεσμάτων, τα οποία δίνουν την πρώιμη μορφή κατασκευών σε όλο το εύρος των προβλημάτων πολιτικού μηχανικού.

Π3.1

Εφαρμογή της διαδικασίας βελτιστοποίησης τοπολογίας στο HP-OCP.

Μ24 ACE

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4

ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ

Μεγιστοποίηση απόδοσης αλγορίθμων βελτιστοποίησης για την αντιμετώπιση προβλημάτων ρεαλιστικής κλίμακας.

Π4.1

Εφαρμογή μεθόδων παράλληλης επεξεργασίας στο HP-OCP.

Μ24 ACE

Π4.2

Παρουσίαση σε συνέδριο.

Μ24 EMΠ-ISAAR

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ (HP-OCP)

Στην ΕΕ5 θα πραγματοποιηθεί η ανάπτυξη του λογισμικού πακέτου βελτιστοποίησης που θα καλύπτει τις απαιτήσεις για την κάθε κατηγορία προβλήματος από τους επιμέρους αλγορίθμους που αναφέρθηκαν στις ΕΕ1-ΕΕ4. Το λογισμικό θα αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο βελτιστοποίησης για τον μηχανικό που καλείται να σχεδιάσει από κάποιο μικρό αντικείμενο όπως ένα μηχανολογικό εξάρτημα έως μια μεγάλη κατασκευή όπως ένα κτίριο ελεύθερης αρχιτεκτονικής μορφής.

Π5.1

Λογισμικό HP-OCP.

Μ30 ACE

Π5.2

Παρουσίαση σε συνέδριο.

Μ30 EMΠ-ISAAR

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ (BENCHMARK CASES)

Στην ΕΕ6 θα πραγματοποιηθεί η πιστοποίηση του εμπορικού λογισμικού που θα αναπτυχθεί στην ΕΕ5, μέσω της εφαρμογής του σε τυπικά παραδείγματα που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών πολιτικού , αεροναυπηγού και μηχανολόγου μηχανικού.

Π6.1

Παρουσίαση σε συνέδριο.

Μ24 EMΠ-ISAAR

Π6.2

Δημοσίευση σε διεθνές περιοδικό.

Μ30 EMΠ-ISMR

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 7

ΜΕΛΕΤΗ ΣΚΟΠΙΜΟΤΗΤΑΣ – ΕΡΕΥΝΑ ΑΓΟΡΑΣ & ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Στρατηγική Ανάλυση της αγοράς και προσδιορισμός βασικών επιδόσεων και οικονομικών παραμέτρων.

Π7.1

Ανάλυση συγκριτικής αξιολόγησης.

Μ24 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Π7.2

Ανάλυση αγοράς, εμποδίων/κινδύνων & τρόπων αντιμετώπισης.

Μ24 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

 Π7.3

Πλάνο αξιοποίησης αποτελεσμάτων – Επιχειρηματικό Σχέδιο Δράσης (1η έκδοση & τελική έκδοση).

Μ20, Μ30 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 8

ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΕΜΠΟΡΙΚΕΣ ΕΚΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΜΜΕ

Συμμετοχή των ΜΜΕ σε εμπορικές εκθέσεις και διεθνή fora

Π.8.1

Συμμετοχή σε εμπορικές εκθέσεις και διεθνή fora.

Μ20 – Μ30 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Ολιστικη Υπολογιστικη Πλατφορμα Βελτιστοποιησης Υψηλων Επιδοσεων

Με τη συγχρηματοδότηση της Ελλάδας και της Ευρωπαϊκής Ένωσης.

Ειδική Υπηρεσία Διαχείρισης Επιχειρησιακού Προγράμματος Ανταγωνιστικότητα
Επιχειρηματικότητα και Καινοτομία (ΕΥΔ ΕΠΑνΕΚ).

Ειδική Υπηρεσία Διαχείρισης και Εφαρμογής Δράσεων στους τομείς
Έρευνας, Τεχνολογικής Ανάπτυξης και Καινοτομίας
(ΕΥΔΕ ΕΤΑΚ)

βελτιστοποιηση

μεγαλυτερο.γρηγοροτερο.δυνατοτερο

επικοινωνια

plugins προσ υλοποιηση

για ETABS

για SAP2000

για SCADA Pro

ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ