一、多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化在建筑工程設(shè)計中的應(yīng)用

1.多學(xué)科的耦合

在正常的情況下，想要將整體性的最優(yōu)解獲得，每一個學(xué)科都會是互相獨立的，耦合關(guān)系不會存在。那么，就該把系統(tǒng)之中的目標(biāo)擬定成學(xué)科目標(biāo)中的增函數(shù)。所以，想要將學(xué)科與學(xué)科之間的耦合實現(xiàn)，一定要開展協(xié)同優(yōu)化。需要利用學(xué)科之間由于耦合的關(guān)系降低概率的情況，讓最優(yōu)化得到促進。這樣的方式可以利用學(xué)科等級的相應(yīng)優(yōu)化，在對系統(tǒng)級進行協(xié)調(diào)的過程中，通過松弛因子將其實現(xiàn)。進行組合優(yōu)化的具體目標(biāo)就是在能源以及結(jié)構(gòu)的可行解空間當(dāng)中尋求共同解的空間，因為沖突性是耦合參數(shù)具備的。所以，共同解的空間當(dāng)中不可以將最優(yōu)解有所展現(xiàn)，只能夠?qū)?yōu)化解的空間獲取。因此，設(shè)計人員一定要按照實際的需要，在總體投資成本以及空間所耗費的運營成本中找尋平衡點。MDO則會將可靠、直觀的可視化替代方案以及數(shù)據(jù)支持找出，從而找尋出較為適合的設(shè)計方案。

2.建筑模型的建立

所謂的建筑模型所指的就是建筑的信息模型，是利用對象化的數(shù)字物體進行表現(xiàn)和描述真實世界中的建筑構(gòu)件。參數(shù)建模方面主要是用行為模型與關(guān)系數(shù)據(jù)庫，進行表現(xiàn)和動態(tài)捕捉所需要的建筑信息。由于應(yīng)用了參數(shù)化技術(shù)的建筑模型，會具備著真實的屬性和行為，參數(shù)化模型還能夠智能識別構(gòu)件之間的規(guī)則以及構(gòu)件之間的特征。因此，會讓構(gòu)件保持真實性的關(guān)系狀態(tài)。同時在對建筑構(gòu)件進行管理方面，會將設(shè)計中的智能性有效保持，對設(shè)計工作中的重復(fù)性大大減少。想要讓建筑模型擁有充足的靈活性和柔軟性、對人類的智能參與有所滿足，多學(xué)科的產(chǎn)品一般都會將產(chǎn)品設(shè)計的對象樹建立健全，其中所包含的設(shè)計對象分別包含目標(biāo)、方法、約束、參數(shù)集合四部分。

3.劃分模塊

按照建筑工程項目作用在設(shè)計階段，應(yīng)該包含到的相關(guān)要求以及多個學(xué)科特性，要把原系統(tǒng)劃分為幾個子系統(tǒng)。獨立求解這一系列子系統(tǒng)應(yīng)該放在首位，同時要開展優(yōu)化流程。再分析耦合每個子系統(tǒng)之間的對應(yīng)關(guān)系，在最后進行協(xié)調(diào)整體的耦合變量。這樣才可以對每個子系統(tǒng)的目標(biāo)相應(yīng)滿足，運用這樣的方式可以獲得總體的最優(yōu)解。

二、在建筑工程設(shè)計中應(yīng)用多學(xué)科設(shè)計的優(yōu)勢

建筑工程項目在設(shè)計的階段，傳統(tǒng)的方式會包含三個階段，設(shè)計建議會先提出，再開展詳盡的分析，最后將決策做出。

（1）建筑工程項目的專業(yè)設(shè)計是會根據(jù)業(yè)主的相關(guān)需求，將對應(yīng)的設(shè)計方法和原則有所確定。

（2）按照建筑工程項目中對施工圖紙的設(shè)計，從中取得相應(yīng)的信息，接著將不同學(xué)科的分析模型建立健全。

（3）建筑工程項目的設(shè)計人員與工程師，需要明確其能否與建設(shè)的理念相對應(yīng)。

在設(shè)計的階段，需要對設(shè)計方案嚴(yán)格關(guān)注，不應(yīng)該只是分析整體的項目。傳統(tǒng)的設(shè)計中，許多的時間都會在執(zhí)行和管理信息中付出較多的時間，可是在評價方面使用的時間較少。可是若對MDO正確利用，工程項目在設(shè)計的過程中，就會按照幾個方法開展主要流程：參數(shù)的選擇要按照設(shè)計的空間要求進行，接著分析這些參數(shù)，利用參數(shù)化的CAD將對應(yīng)的幾何模型建立健全。對于設(shè)計集合模型階段的多個學(xué)科開展綜合性質(zhì)的分析流程，將結(jié)果得出之后，再對材料、設(shè)備的成本、用量進行計算。對新參數(shù)配置的選擇方面需要合理控制，最后就可以利用優(yōu)化器將空間最優(yōu)的位置反饋出來。MDO讓工程師不用按照經(jīng)驗來控制每一項參數(shù)，只輔助相應(yīng)的參數(shù)和規(guī)則就能夠達(dá)到效果，從而合理的解析其結(jié)果。

三、結(jié)語

根據(jù)以上的論述，MDO技術(shù)作用在建筑工程技術(shù)當(dāng)中具備著一定的應(yīng)用優(yōu)勢。對所進行的循環(huán)設(shè)計時間合理縮短，讓整體的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化充分實現(xiàn)，有助于開發(fā)出可操作性的高端替代方案。還可以對建筑工程的管理組織機構(gòu)有所優(yōu)化，顯示出工程當(dāng)中的變更和沖突。并且還能夠?qū)⑿畔⒆詣踊瘜崿F(xiàn)，將決策科學(xué)性有所提升。在建筑設(shè)計過程中對于MDO的應(yīng)用，對于繁瑣參數(shù)以及拓?fù)鋱D有所確定。還有對運算時間的掌握都是相關(guān)技術(shù)人員需要挑戰(zhàn)的，力求通過MDO技術(shù)讓應(yīng)用分析建筑工程設(shè)計的過程更加順暢。

作者：張曉寧 單位：泰安市東方建筑設(shè)計有限公司