DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE OPTIMIZACIÓN MULTIOBJETIVO PARA PROBLEMAS DE INGENIERÍA CON INCERTIDUMBRE

2022

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Blasco Ferragud Francesc Xavier

En multitud de áreas científicas y tecnológicas los problemas de diseño se plantean como problemas de optimización. Sin embargo, en su aplicación real, las soluciones óptimas pueden tener un valor limitado debido a la incertidumbre provocada por la desviación, respecto del proceso real, de los modelos, datos y predicciones utilizados en el problema de optimización. En la práctica, esta incertidumbre puede disminuir significativamente la calidad de una solución óptima o incluso hacerla inviable. Adicionalmente, en muchos problemas de optimización, surgen diferentes objetivos a optimizar al mismo tiempo, lo que se conoce como problemas de optimización multiobjetivo. La combinación de estos dos aspectos: optimización multiobjetivo e incertidumbre en los elementos que conforman el planteamiento del problema, dificultan la aplicabilidad de las soluciones obtenidas. Esta propuesta trata de avanzar en el desarrollo de herramientas para la resolución de problemas de optimización multiobjetivo cuando se contemplan incertidumbres en los modelos y datos utilizados en el problema. Resumiendo mucho, por una parte, se pretenden desarrollar nuevos algoritmos de optimización multiobjetivo que incluyan las incertidumbres. Esto va a requerir extender el concepto de dominancia entre soluciones a dominancia entre conjuntos de soluciones y, trabajar con conjuntos de soluciones va a requerir previsiblemente de cambios importantes en las metodologías actuales para reducir el coste computacional. Por otra parte, será necesaria también la adaptación de las herramientas de ayuda a la selección de las soluciones finales. En la parte tecnológica y de validación de los desarrollos científicos se van ha aplicar los algoritmos desarrollados para la obtención de frentes de Pareto en problemas con incertidumbres, así como las herramientas de análisis de dichos conjuntos de soluciones, en diferentes ámbitos de la ingeniería de sistemas. En concreto, en esta propuesta se va a enfocar el uso de las herramientas desarrolladas en dos tipos de procesos tecnológicamente relevantes que presentan un alto grado de incertidumbre, a saber, los sistemas microCHP (Micro-Combined Heat and Power System) basados en pilas de combustible tipo PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell), y más específicamente, en el diseño del sistema de gestión de la energía (EMS, Energy Management System) para este tipo de sistemas; y en el diseño de metamateriales en el campo de la acústica (pantallas acústicas y difusores de sonido).