Optimizacija pri avtomatizaciji načrtovanja elektronskih vezij

Opis predmeta

(I) Definicija pojmov in opis optimizacijskih postopkov. Neomejeni postopki: gradientni postopki prvega in drugega reda, direktni postopki, metahevristični postopki. Omejeni postopki: omejitve parametrov, uporaba kazenskih funkcij. Definicija občutljivosti analognih vezij, vloga občutljivosti pri gradientnih postopkih. Optimizacija topologije.

(II) Parameterska optimizacija. Definicija meril in oblikovanje kriterijske funkcije. Lastnosti kriterijske funkcije. Nominalna optimizacija. Vpliv parametrov okolja in naključnih variacij procesa izdelave. Optimizacija preko vogalnih točk. Analiza najslabšega primera. Izplen in optimizacija izplena. Demonstracija postopkov z računalniškim orodjem.

(III) Srednje velik optimizacijski primer iz industrijskega okolja, ki ga je še mogoče obravnavati na posameznih delovnih postajah. Uporaba paralelizacije v postopku optimizacije. Individualna optimizacija večjega analognega sklopa z uporabo paralelnega računalnika in analiza rezultatov.

Cilji in kompetence

Teoretična znanja na področju optimizacije analognih elektronskih vezij. Pridobiti praktične izkušnje pri delu s orodjem za optimizacijo vezij.

Metode poučevanja in učenja

Individualne konzultacije, vodeno seminarsko delo, samostojno projektno delo.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem izpitu naj bi bili študenti zmožni:

določiti eksplicitno omejen paramerterski prostor za podan načrtovalski problem
oblikovati ustrezno kriterijsko funkcijo za podan načrtovalski problem
kriterijski funkciji dodati ogliščne točke za podan načrtovalski problem
izbrati primerno optimizacijsko metodo za podan načrtovalski problem
na enem računalniku samostojno pognati preprost načrtovalski primer z uporabo orodja PyOPUS
sodelovati pri skupinskem delu optimiziranja večjega vezja z PyOPUS na računalniški farmi

Reference nosilca

BÜRMEN, Arpad, FAJFAR, Iztok. Mesh adaptive direct search with simplicial Hessian update. Computational optimization and applications. [Print ed.]. 2019, vol. 74, str. 645-667. [COBISS.SI-ID 12715348]
ROJEC, Žiga, BÜRMEN, Arpad, FAJFAR, Iztok. Analog circuit topology synthesis by means of evolutionary computation. Engineering applications of artificial intelligence, ISSN 0952-1976. [Print ed.], Apr. 2019, vol. 80, str. 48-65, ilustr. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0952197619300119, doi: 10.1016/j.engappai.2019.01.012. [COBISS.SI-ID 12361044]
FAJFAR, Iztok, PUHAN, Janez, BÜRMEN, Arpad. Evolving a Nelder-Mead algorithm for optimization with genetic programming. Evolutionary computation, 2017, vol. 25, no. 3. [COBISS.SI-ID 11276628]
BÜRMEN, Arpad, OLENŠEK, Jernej, TUMA, Tadej. Mesh adaptive direct search with second directional derivative-based Hessian update. Comput Optim Appl, Springer 2015, DOI 10.1007/s10589-015-9753-5

BÜRMEN, Arpad, PUHAN, Janez, TUMA, Tadej. Grid Restrained Nelder-Mead Algorithm. Computational optimization and applications, 2006, [Online ed.], [17] str. [COBISS.SI-ID 5222996]

Temeljni viri in literatura

TUMA, Tadej, BÜRMEN, Arpad Circuit Simulation with SPICE OPUS, Theory and Practice. Springer, 2009, Approx. 480 p. 158 illus., Hardcover ISBN: 978-0-8176-4866-4. [COBISS.SI-ID 7248980]