Probabilistisches Design ist eine Disziplin innerhalb Ingenieur-Design. Es handelt sich hauptsächlich mit der Berücksichtigung der Auswirkungen von zufällige Variabilität nach der Leistung eines Engineering -System Während der Entwurfsphase. Typischerweise hängen diese Effekte mit Qualität und Zuverlässigkeit zusammen. Daher ist das probabilistische Design ein Werkzeug, das hauptsächlich in Bereichen verwendet wird, die sich mit Qualität befassen und Verlässlichkeit. Zum Beispiel Produktdesign, Qualitätskontrolle, Systemtechnik, Maschinendesign, Tiefbau (besonders nützlich in Grenzzustandsdesign begrenzen) und Herstellung. Es unterscheidet sich vom klassischen Ansatz zum Design, indem es eine kleine Ausfallwahrscheinlichkeit annimmt, anstatt die zu verwenden Sicherheitsfaktor. [1][2]
Beispiel anzeigen statistische Einmischung Verteilungen der angewandten Last und Stärke, was zu einigen Ausfällen führt[3]
Bei Verwendung eines probabilistischen Ansatzes für das Design betrachtet der Designer nicht mehr an jede Variable als einzelne Wert oder Zahl. Stattdessen wird jede Variable als als angesehen Wahrscheinlichkeitsverteilung. Aus dieser Perspektive prognostiziert das probabilistische Design den Variabilitätsfluss (oder Verteilungen) durch ein System. Durch die Berücksichtigung dieses Flusses kann ein Designer Anpassungen vornehmen, um den Fluss zufälliger Variabilität zu verringern und die Qualität zu verbessern. Befürworter des Ansatzes behaupten, dass viele Qualitätsprobleme in den frühen Entwurfsphasen und zu stark verringerten Kosten vorhergesagt und behoben werden können.
Das Ziel des probabilistischen Designs
In der Regel besteht das Ziel des probabilistischen Designs darin, das Design zu identifizieren, das die kleinsten Auswirkungen der zufälligen Variabilität aufweist. Dies könnte die einzige Designoption von mehreren sein, die sich als am robustesten befinden. Alternativ könnte es die einzige verfügbare Entwurfsoption sein, jedoch mit der optimalen Kombination von Eingangsvariablen und Parametern. Dieser zweite Ansatz wird manchmal als bezeichnet Robustifikation, Parameterdesign oder Design für Six Sigma
Verwendete Methoden
Im Wesentlichen konzentriert sich das probabilistische Design auf die Vorhersage der Auswirkungen der zufälligen Variabilität. Einige Methoden, die verwendet werden, um die zufällige Variabilität einer Ausgabe vorherzusagen, umfassen:
Ang und Tang (2006) Wahrscheinlichkeitskonzepte im Ingenieurwesen: Schwerpunkt auf Anwendungen für das Zivil- und Umweltingenieurwesen. John Wiley & Sons. ISBN0-471-72064-x
Ash (1993) Das Wahrscheinlichkeitsunterrichtsbuch: Ein intuitiver Kurs für Ingenieure und Wissenschaftler (Und alle anderen). Wiley-ieee Press. ISBN0-7803-1051-9
Clausing (1994) Gesamtqualitätsentwicklung: Ein Schritt-für-Schritt-Leitfaden für die gleichzeitige gleichzeitige Engineering. Die Amerikanische Gesellschaft der Maschinenbauingenieure. ISBN0-7918-0035-0
B. Dodson, P. Hammett und R. Klerx (2014) Probabilistisches Design für Optimierung und Robustheit für Ingenieure John Wiley & Sons, Inc. ISBN978-1-118-79619-1
Cederbaum G., Elishakoff I., Aboudi J. und Librescu L., zufällige Schwingung und Zuverlässigkeit von Verbundstrukturen, Technomic, Lancaster, 1992, xiii + S. 191; ISBN0 87762 865 3
Elishakoff I., Lin Y.K. und Zhu L.P., probabilistische und konvexe Modellierung akustisch angeregter Strukturen, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 1994, viii + S. 296; ISBN0 444 81624 0
Elishakoff I., probabilistische Methoden in der Theorie der Strukturen: Zufällige Stärke von Materialien, zufällige Vibration und Knick, Weltwissenschaftlicher, Singapur, ISBN978-981-3149-84-7, 2017
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