試驗優化

試驗優化

所謂最優化,簡單地說,就是高效率地找出問題在一定條件下的最優解。試驗優化就是在這種最優化思想指導下,通過廣義試驗(包括實物試驗與非實物試驗)進行最優設計的一種優化方法,也是應用數學的一個新興分支。它從不同的優良性出發,合理設計試驗方案,有效控制試驗干擾,科學處理試驗數據,全面進行優化分析,直接實現優化目標,已成為現代優化技術的一個重要方面。

基本簡介


在現代社會中,實現過程和目標的最優化,已成為解決科學研究、工程設計、生產管理以及其他方而實際問題的一項雖要原則。
長期以來在試驗領域中,特別是對於多因素試驗,傳統的試驗方法往往只能被動地處理試驗數據,而對試驗方案及試驗過程的優化,常常顯得無能為力。這不僅造成盲目地增加試驗次數,而且往往不能提供充分可靠的信息,以致達不到預期的目的,造成人力、物力和時間的大量浪費。
近代創立和發展起來的試驗優化法,將優化思想和要求貫穿於試驗的全過程,從此試驗才真正走上科學的軌道,使試驗領域發生了深刻的變化,也有力地促進了現代優化技術的發展。
現代優化技術主要分為三個方面:優化控制、優化設計與優化試驗。
目前常用的優化技術有直覺優化、進化優化、試驗優化、價值分析優化和數值計算優化。但實際上,這些優化方法不是屬於直接優化,就是局於間接優化。試驗優化是一種直接優化法。
具體地說,設計試驗方案時,不僅使方案具有一定的優良性,也使試驗點大大減少,但少量實施的試驗點卻能獲取豐賞的試驗信息,得出全面的結論;實施試驗方案時,能有效地控制試驗干擾,提高試驗精度;處理試驗結果時,通過簡便的計算及分析,可以直接獲得較多的優化成果。
顯然,試驗優化既是全過程優化,又是多目標優化。
對於多快好省地進行多因素試驗,對於構造各種線性與非線性數學模型,對於科學研究中發現新規律、實際生產中探尋新工藝、產品開發中進行優質設計、管理科學中尋求最佳決策等,試驗優化都是一種非常有效的數學工具。
一切設計、控制與決策,都必須首先從信息載體中獲取有用的信息。我們現在正處於控制論時化,當信息成為價值手段,知識、信息和技術成為重要的生產力時,試驗優化能夠滿足時代的需要。因為試驗優化實際上是一門關於信息的量的科學,運用試驗優化技術,可以既快又省地獲取既多又好的信息,並能科學地分析和利用已獲取的信息。
通常,試驗是指實物試驗。但對於試驗優化,常常進行的是廣義試驗。凡是能獲取信息的有效的科學手段和方法,都可作為廣義試驗的試驗方法。因此試驗優化不僅是提高獲取信息效率的一種現代技術,也是適用面很廣的一種通用技術。