Optimización mono- y multi-objetivo de estructuras metálicas mediante algoritmos evolutivos y el operador renacimiento

Abstract

La combinación de una reinicialización de la población, además de una reducción del espacio de búsqueda y la longitud del cromosoma conforman el operador renacimiento, aplicado cuando la convergencia de la población presenta estancamiento. La reducción de la longitud del cromosoma y del espacio de búsqueda implican una mejora en la velocidad de convergencia así como en la precisión de las soluciones obtenidas aprovechando la explotación de las mejores soluciones obtenidas durante la evolución del algoritmo. La reinicialización de la población introduce un componente de diversidad potenciando la exploración cuando el algoritmo se ha estancado. Este operador permite la obtención de soluciones de mayor precisión, aumentando la velocidad de convergencia. Integrando parte del campo de aplicación de los algoritmos evolutivos en ingeniería estructural, se presentan en este articulo casos test de un problema estructural de optimización de pórticos metálicos donde se minimiza el peso restringido de la estructura, tomando en cuenta restricciones de esfuerzos, desplazamientos y pandeo; todo ello con aplicación del operador renacimiento, mostrando resultados tanto de optimización continua (áreas de perfiles con cualquier valor real) como discreta (empleando perfiles discretos reales normalizados) comparando el uso del renacimiento frente a su ausencia. Se introduce un renacimiento autoadaptativo, aplicado en sucesión continua tantas veces como se aprecia estancamiento. La introducción de soluciones de alta calidad en la población inicial de problemas de optimización evolutivos multiobjetivo o multicriterio es una posible vía para la obtención de frentes finales mejorados. Se propone el operador renacimiento para proporcionar este tipo de soluciones. Se muestra un caso test ejemplo en un problema multicriterio estructural donde además del peso restringido se tiene en cuenta el numero de distintos tipos de perfiles, comparando los frentes de no dominancia obtenidos en el caso de incluir, o no, la solución mediante el operador renacimiento.