"优化设计"与汽车产品


常有网友提问,他们有时看到汽车或其他产品的宣传广告中提到"优化设计"这个名词。什么是"优化设计"?是不是标有"优化设计"的产品一定比其他产品好?经过"优化设计"的产品是不是就是最好的?

任何一项设计,都可以有许多不同的方案,对应同一种方案的参数,又可以有许多不同的数值。例如汽车的前照灯,外型可方可圆,灯泡可采用卤素灯、石英灯、组合灯……构成不同的方案,通过"方案优化"选定一种最好的方案。在每一方案中,又有外型尺寸、灯泡功率等需要确定的参数,通过"参数优化"来确定一组最好的参数。

从广义上说,任何一位设计师在做一项设计的时候总是选择他认为是最好的方案,都有某种程度上的"优化",因此他可以说他的产品是经过"优化"的。但是现在一般采用的是狭义的优化概念,就是利用现代的数学成果建立数学模型,用计算机进行计算,求出最优解的方法。
无论何种意义上的优化,都有一个共同的特点,就是相对性。这个相对性有两方面的意义,一是优化是相对某种目标的,目标不同优化的结果不同。另一方面是在大多数的情况下,优化的结果并不是最优的,只能是相对好的。

首先谈一下优化的目标。我们对产品的期望是多方面的,如最经济、最耐用、最安全……。相应地也有不同的优化设计目标,这些目标往往是互相抵触的,如成本最低的方案不一定是最耐用的方案。虽然可以把不同的目标综合在一起考虑,但由于侧重点不同,最优解也是不同的。因此,经过"优化设计"的产品是不是你需要的,关键在于你的目标是不是与产品设计者的目标相同。

再谈谈优化结果的相对性问题。任何一项设计都涉及很多参数,数学模型是很复杂的,现有的计算方法不能保证在所有情况下都能得到最优的的结果,只能找到相对好的结果。因此,一般来说经过"优化设计"的产品,对应相应的优化目标是较好的,但不一定是最好的,这个"最好"可能是存在的,但是还没有找到。

此外,随着科技的发展,时间的推移,当时的"优化设计",现在可能遭到淘汰,会被更好的"优化设计"所代替,现在的"优化设计",将来也可能会被淘汰。因此,"优化设计"往往只是针对某时期的产品而言,具有相对性。

综上所述,“优化设计”的“优”是相对某个目标而言的;由于计算方法的限制,实际上找到的可能仅是“较优”的;经过优化设计的产品对于相应的评价指标在一定的时期内可能比其他同类产品具有一定的优势。

最后必须说明,对于现代汽车这样高技术含量的产品,主要功能部件的设计是离不开优化方法的,但是不一定是宣传广告中所表示出来的意思。因此,不能单凭是否有"优化设计"的字眼来判断产品的质量。

梅林(教授)
2001年10月5日

▲返回