Optimierung & Kosten / CO2-Emissionsabschätzung für RFEM 6 / RSTAB 9

Produktbeschreibung

  • Finite Elemente in der Baustatik-Praxis

Modelloptimierung mittels künstlicher Intelligenz (KI)

Weitere Querverweise

Newsletter

Erhalten Sie regelmäßig Informationen über Neuigkeiten, praktische Tipps, geplante Events, Aktionen und Gutscheine.

Wirklich tolle Software

„Ich nutze diese Gelegenheit einmal, um mich bei Ihnen und Ihrem Team für eine wirklich tolle Software zu bedanken. Wir bekommen nach all den gemeinsamen Jahren immer noch jeden Tag neu präsentiert, was Ihr Produkt alles kann und wir genießen die Anwendung wirklich sehr!

Auf weitere gemeinsame Zeiten!“

Kundenprojekte

Kundenprojekte realisiert mit Dlubal-Produkten

Interessante Kundenprojekte, die mit Dlubal-Statiksoftware realisiert wurden.

Das zweiteilige Add-On Optimierung & Kosten / CO2-Emissionsabschätzung findet zum einen für parametrisierte Modelle und Blöcke über die künstliche-Intelligenz-Technik (KI) der Partikelschwarmoptimierung (PSO) passende Parameter zur Einhaltung üblicher Optimierungskriterien. Zum anderen schätzt dieses Add-On die Modellkosten bzw. CO2-Emissionen durch Vorgabe von Stückkosten bzw. -emissionen je Materialdefinition für das Strukturmodell ab.


1

Leistungsmerkmale

  • Künstliche-Intelligenz-Technik (KI): Partikelschwarmoptimierung (PSO)
  • Strukturoptimierung nach minimalem Gewicht oder Verformung
  • Nutzung beliebig vieler Optimierungsparameter
  • Vorgabe von Variablenbereichen
  • Optimierung von Querschnitten und Materialien
  • Parameter-Definitionstypen
  • Optimierung | Aufsteigend bzw. Optimierung | Absteigend
  • Anwendung von parametrischen Modellen und Blöcken
  • Code-basierte JavaScript-Parametrisierung von Blöcken
  • Optimierung mit Berücksichtigung der Bemessungsergebnisse
  • Tabellarische Darstellung der besten Modell-Mutationen
  • Echtzeitdarstellung der Modellmutationen im Optimierungsprozess
  • Modellkostenschätzung durch Vorgabe von Stückpreisen
  • Ermittlung des Treibhauspotentials GWP bei der Verwirklichung des Modells durch Schätzung des CO2-Äquivalents
  • Vorgabe von gewichts-, volumen- und flächenbasierten Stückeinheiten (Preis und CO2e)
2

Eingabe

Die Strukturoptimierung ist in den Programmen RFEM bzw. RSTAB ein Abschluss der parametrischen Eingabe und ist ein paralleler Prozess neben der eigentlichen Modellberechnung mit all seinen regulären Berechnungs- und Bemessungsdefinitionen. Das Add-On geht davon aus, dass das Modell bzw. der Block mit einem parametrischen Zusammenhang aufgebaut ist und in der Gesamtheit von globalen Steuerparametern mit dem Typ „Optimierung“ kontrolliert wird. Diese Steuerparameter erhalten zur Abgrenzung des Optimierungsbereichs eine untere und obere Grenze und eine Schrittweite. Zur Findung optimaler Werte für die Steuerparameter ist ein Optimierungskriterium (z. B. minimales Gewicht) mit Auswahl einer Optimierungsmethode (z. B. Partikelschwarmoptimierung) anzugeben.

Die Kosten- und CO2-Emissionsschätzung ist in den Materialdefinitionen geregelt. Beide Optionen sind individuell in jeder Materialdefinition einzeln aktivierbar. Die Schätzung basiert hierbei auf einer Stückkosten- bzw. Stückemissions-Einheit für Stäbe, Flächen und Volumenkörper. Dabei können die Stückeinheiten jeweils per Gewicht-, Volumen- oder Flächeneinheit angegeben werden.

3

Berechnung

Für den Optimierungsprozess stehen zwei Methoden zur Findung optimaler Parameterwerte nach einem Gewichts- oder Verformungskriterium zur Verfügung.

Die effizienteste Methode zur Findung guter Parameterwerte unter Einsatz von wenig Berechnungszeit ist die naturnahe Partikelschwarmoptimierung (PSO). Diese künstliche-Intelligenz-Technologie (KI) weist eine starke Analogie zu dem Verhalten von Tierschwärmen auf der Suche nach einem Rastplatz auf. In solchen Schwärmen gibt es viele Individuen (vgl. Optimierungslösung – z. B. Gewicht) die gerne in einer Gruppe bleiben und der Gruppenbewegung folgen. Mit der Annahme, dass jedes einzelne Schwarmmitglied ein Rastbedürfnis auf einem optimalen Rastplatz (vgl. beste Lösung – z. B. niedrigstes Gewicht) hat und dieses Bedürfnis mit Annäherung zum Rastplatz steigt, wird das Schwarmverhalten auch durch die Eigenschaften des Raums (vgl. Ergebnisdiagramm) beeinflusst. Der PSO-Prozess in RFEM bzw. RSTAB geht hier ähnlich vor. Der Berechnungslauf startet mit einem Optimierungsergebnis aus einer zufälligen Belegung der zu optimierenden Parameter und ermittelt immer wieder neue Optimierungsergebnisse mit variierten Parameterwerten, die auf der Erfahrung der bereits vorher getätigten Modellmutationen basieren, bis die vorgegebenen Anzahl von möglichen Modell-Mutationen erreicht ist.

Alternativ steht im Programm noch eine Stapelverarbeitungsmethode zur Verfügung. Diese Methode versucht, sämtliche möglichen Modell-Mutationen durch eine zufällige Vorgabe der Werte für die Optimierungsparameter bis zum Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von möglichen Modell-Mutationen zu prüfen.

Beide Varianten kontrollieren nach der Berechnung einer Modellmutation auch die jeweils aktivierten Bemessungsergebnisse der Add-Ons und speichern die Variante bei einer Auslastung < 1 mit zugehörigem Optimierungsergebnis und Wertebelegung der Optimierungsparameter ab.

Die geschätzten Gesamtkosten und -emission ermitteln sich aus den jeweiligen Summen der einzelnen Materialien. Dabei setzen sich die Summen der Materialien aus den gewichtsbasierten, volumenbasierten und flächenbasierten Teilsummen der der Stab-, Flächen- und Volumenelemente zusammen.

4

Ergebnis

Beide Optimierungsmethoden geben am Ende des Prozesses aus den gespeicherten Daten eine Modellmutationsliste mit Angabe des kontrollierenden Optimierungsergebnisses und der zugehörigen Wertebelegung der Optimierungsparameter aus. Diese Liste ist absteigend organisiert und zeigt an der obersten Stelle die angenommene beste Lösung, bei welcher mit der ermittelten Wertebelegung das Optimierungsergebnis dem Optimierungskriterium am nächsten liegt und sämtliche Add-On-Ergebnisse eine Auslastung < 1 aufweisen. Weiter stellt das Programm mit Abschluss der Analyse die Wertebelegung der optimalen Lösung bei den Optimierungsparametern in der globalen Parameterliste ein.

Die Materialdialoge zeigen in den Registern „Kostenschätzung“ und „Abschätzung der CO2-Emissionen“ die einzelnen Schätzsummen der zugeordneten Stäbe, Flächen und Volumen je Gewichts-, Volumen- und Flächeneinheit einzeln an. Zudem weisen diese Register die Gesamtkosten und -emission aller zugeordneten Materialien aus.

Ihre Vorteile

RFEM

  • Parameteroptimierung von Smart Blocks basierend auf einem JS-Code
  • KI-basierter Optimierungsprozess, der das Ergebnis der FE-Analyse verwendet, um die nachfolgende Mutation zu bestimmen
  • Optimierung von parametrisierten Strukturmodellen für die kleinste Modellauslenkung, den niedrigsten Preis, das niedrigste Gewicht oder das Extrem eines benutzerdefinierten Parameters
  • Berücksichtigung der definierten Design Checks während des Optimierungslaufs
  • Einfache Vorgabe von Einheitspreisen und CO2-Emissionen über die Material- und Querschnittseigenschaften des Modells
  • Tabellarische Ausgabe der Kosten- und CO2-Emissionsschätzung

Handbuch zu Optimierung & Kosten / CO2-Emissionsabschätzung für RFEM 6 / RSTAB 9

Handbücher

Preis

Preis
1.650,00 EUR

Die Preise gelten für den Einsatz der Software in allen Ländern.

RFEM 6
Gebäude aus Brettsperrholz (BSH)

Bemessung

Mit dem Add-On Mehrschichtige Flächen bekommt der Anwender die Möglichkeit, mehrschichtige Flächenaufbauten zu definieren. Die Berechnung kann mit und ohne Berücksichtigung des Schubverbundes erfolgen.

Erstlizenzpreis
1.250,00 EUR