设计方案的优化方法包括试验法、经验类比法、优化计算法等。

1．试验法

设计参数的确定可以通过试验的方法，找出较为合理的数值。这种方法虽然可靠，但试验次数多、过程长。如果设计的参数多，并且相互关联、相互影响时，通过试验的方法来优化设计参数是比较困难的。

2．经验类比法

设计者往往参照相同或类似产品的成熟设计方案，初步确定有关参数，然后通过分析和校核—调整—校核—调整，反复多次，以达到优化方案的目的。

3．优化计算法

如果要设计制造一个体积为5m³，长度不小于4m的货箱（图3.88），考虑到制造的成本，应尽量减少材料的使用，也就是使货箱的表面积最小。

在进行方案优化时，对约束条件［g（x）］进行分析：钢板的耗费量与货箱的表面积成正比。如果货箱不带上盖，设货箱长、宽、高分别为x₁、x₂、x₃，则可写出解决问题的数学模型。

图3.88　货箱模型

设计变量为：x₁、x₂、x₃

设计目标为：minf（x）=x₁x₂+2（x₁x₃+x₂x₃）

约束条件为：

g₁（x）= x ₁-4≥0

g₂（x）=x₂＞0

g₃（x）= x ₃＞0

h（x）=x₁x₂ x ₃-5=0

该模型的求解可以用图解法，也可以借助计算机，用数学迭代的方法求出各个未知数。

在优化计算法中，除了通过建立约束方程组求解最优参数外，还可以利用仿真分析软件对三维模型添加虚拟约束，分析模型结构的缺陷，为设计者提供优化参考。

小贴士

限于我们的知识范围，还无法深刻理解或实施这样的计算，等我们进入大学学习阶段后，类似的分析方法可以帮助我们解决很多实际问题。努力学习吧！

利用仿真分析软件进行优化时必须结合丰富的实践经验，否则其优化结果仅止于计算机，无法在实际中运用。