M5260 教學大綱表

教學大綱表 (109學年度第2學期)

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課程名稱 Course Title	(中文) 最佳設計分析 (英文) Optimun Design Analysis			開課單位 Departments	機械與材料工程研究所
				課程代碼 Course No.	M5260
授課教師 Instructor	吳俊瑩
學分數 Credit	3.0	必/選修 core required/optional	選修	開課年級 Level	研究所
先修科目或先備能力(Course Pre-requisites)：線性代數微積分
課程概述與目標(Course Overview and Goals)：培養學生將工程問題化為數學模型選擇適當最佳化方法最後找出最佳設計的能力, 同時了解傳統方法(數學規劃法)與非傳統方法(演化式計算與仿生計算)的最佳化搜尋外, 對單目標, 多值域, 及多目標搜尋方法有基本了解及應用能力.
教科書(Textbook)	J.S. Arora Introduction to Optimum Design 2nd Ed., Elseiver Academic Press, 2004
參考教材(Reference)	S.S.Rao Engineering Optimizaton Theory and Practice 3rd Ed., John-Wiley & Sons, 1996

課程大綱 Syllabus			學生學習目標 Learning Objectives	單元學習活動 Learning Activities	學習成效評量 Evaluation	備註 Notes
序 No.	單元主題 Unit topic	內容綱要 Content summary	學生學習目標 Learning Objectives	單元學習活動 Learning Activities	學習成效評量 Evaluation	備註 Notes
1	Introduction of optimization & applications	最佳化的目的, 問題及方法的歸類, 工程應用簡介	了解最佳化應用
2	Basic mathematical concepts	local and global minimma, gradient vector, Hessian matrix, Taylor's expansion, quadratic form, necessary and sufficient conditions	屬學基礎
3	Single-variable minimization	step size, search direction, bisection method, golden section method, polynomial approximation method	1D 搜尋
4	Numerical method for unconstrained optimization	search direction, step size zero-order method, first-order method, and second-order method	多變數搜尋
5	Introduction of constrained optimization problem	necessary condition, sufficient condition, KKT conditions, Lagrange Multiplie	多變數限制條件搜尋
6	constrained optimization problem	KKT conditions, Lagrange Multiplier	多變數限制條件理論解
7	Linear programming & simplex method	standart LP definition, Basic concept of LP,	線性規劃基礎
8	Linear programming & simplex method	Simplex method, Two-phase simplex method	線性規劃數值方法
9	期中考	考試	強化最佳化理論
10	numerical method for constrained optimization problem	basic concept, sequential LP, qadratic programming, constrained steepest descent	非線性限制條件問題
11	numerical method for constrained optimization problem	penalty function method & descent function	非線性最佳化
12	Genetic Algorithm	concept, algorithm, and applications of genetic algorithms	了解基因演算法的架構原理及應用
13	Differential Evolution and Particle Swarm	concpet, algorithm, applications of differential evolution and particle swarm	學習DE及PSO原理及應用
14	Artificial Immune Algorithm	concpet, algorithm, applications of artificial immune algorithm	學習類免疫演算法的原理,架構及應用
15	multi-objective optimization	concpet and applications of multi-objective algorithm	學習多目標最佳化的概念及應用
16	engineering optimization	optimization function of CAE programs integration of commercial CAE programs with optimization programs	CAE軟體的最佳化功能整合CAE軟體自動化設計及最佳化
17	Semester Project Report	project report	應用最佳化於工程問題的專題報告

教學要點概述：
1.自編教材 Handout by Instructor：
□ 1-1.簡報 Slids
□ 1-2.影音教材 Videos
□ 1-3.教具 Teaching Aids
□ 1-4.教科書 Textbook
□ 1-5.其他 Other
□ 2.自編評量工具/量表 Educational Assessment
□ 3.教科書作者提供 Textbook

成績考核 Performance Evaluation：期中考：30% 其他評量：10% 報告：40% 作業：20%

教學資源(Teaching Resources)：
□ 教材電子檔(Soft Copy of the Handout or the Textbook)
□ 課程網站(Website)
扣考規定：http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504