Difference between revisions of "User talk:Tianrhs"

From ccitonlinewiki
Jump to: navigation, search
 
(3 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
 
Dalam melakukan kalkulasi mengoptimasi desain dari tank hydrogen, pertama2 kita harus bisa menentukan 3 hal pokok yang menjadi parameter kita dalam pengoptimasian:
 
Dalam melakukan kalkulasi mengoptimasi desain dari tank hydrogen, pertama2 kita harus bisa menentukan 3 hal pokok yang menjadi parameter kita dalam pengoptimasian:
 +
 
1. Desain Variabel
 
1. Desain Variabel
 +
 
Variabel desain merujuk pada parameter atau variabel yang dapat diubah atau dioptimalkan dalam suatu proses desain. Variabel desain mempengaruhi karakteristik atau performa suatu sistem atau produk yang sedang dirancang. Dalam konteks desain, variabel desain dapat mencakup berbagai faktor seperti dimensi, bahan, bentuk, konfigurasi, struktur, dan lain sebagainya. Dalam konteks persoalan kita, saya menentukan volume, tekanan, dan cost efficiency sebagai parameter utk desain variabel
 
Variabel desain merujuk pada parameter atau variabel yang dapat diubah atau dioptimalkan dalam suatu proses desain. Variabel desain mempengaruhi karakteristik atau performa suatu sistem atau produk yang sedang dirancang. Dalam konteks desain, variabel desain dapat mencakup berbagai faktor seperti dimensi, bahan, bentuk, konfigurasi, struktur, dan lain sebagainya. Dalam konteks persoalan kita, saya menentukan volume, tekanan, dan cost efficiency sebagai parameter utk desain variabel
  
 
2.Fungsi Objektif
 
2.Fungsi Objektif
 +
 
Fungsi objektif (objective function) adalah sebuah fungsi matematis yang harus dioptimalkan dalam suatu masalah optimisasi. Tujuan dari fungsi objektif adalah untuk mengukur performa, efisiensi, atau kualitas dari solusi yang dicari dalam konteks permasalahan tertentu. Dalam konteks permasalahan ini, obj (x) akan digunakan untuk mengevaluasi apakah desain yang dimiliki melewati 500K IDR dengan dasar volume dan tekanan pada tank. Biaya termasuk biaya hidrogen (per kilogram) dikalikan dengan volume dan densitas hidrogen, serta biaya material tangki (per kilogram) dikalikan dengan volume.
 
Fungsi objektif (objective function) adalah sebuah fungsi matematis yang harus dioptimalkan dalam suatu masalah optimisasi. Tujuan dari fungsi objektif adalah untuk mengukur performa, efisiensi, atau kualitas dari solusi yang dicari dalam konteks permasalahan tertentu. Dalam konteks permasalahan ini, obj (x) akan digunakan untuk mengevaluasi apakah desain yang dimiliki melewati 500K IDR dengan dasar volume dan tekanan pada tank. Biaya termasuk biaya hidrogen (per kilogram) dikalikan dengan volume dan densitas hidrogen, serta biaya material tangki (per kilogram) dikalikan dengan volume.
  
 
3. Constraint
 
3. Constraint
 +
 
Konstrain (constraint) merujuk pada batasan atau pembatas yang harus dipatuhi dalam mencari solusi optimal. Konstrain digunakan untuk membatasi ruang pencarian solusi agar memenuhi persyaratan atau kriteria tertentu yang diinginkan. Ada beberapa jenis konstrain, konstrain geometri, konstrain biaya, konstrain kinerja. Dalam konteks soal kita, Fungsi konstrain constraint(x) memeriksa apakah tekanan melebihi batas tekanan. Fungsi konstrain biaya cost_constraint(x) memeriksa apakah total biaya melebihi batas biaya sebesar 500k IDR.
 
Konstrain (constraint) merujuk pada batasan atau pembatas yang harus dipatuhi dalam mencari solusi optimal. Konstrain digunakan untuk membatasi ruang pencarian solusi agar memenuhi persyaratan atau kriteria tertentu yang diinginkan. Ada beberapa jenis konstrain, konstrain geometri, konstrain biaya, konstrain kinerja. Dalam konteks soal kita, Fungsi konstrain constraint(x) memeriksa apakah tekanan melebihi batas tekanan. Fungsi konstrain biaya cost_constraint(x) memeriksa apakah total biaya melebihi batas biaya sebesar 500k IDR.
  
Line 15: Line 19:
  
 
-Constants
 
-Constants
density_h2 = 70.85       # Density of hydrogen (kg/m^3)
+
 
cost_h2 = 1.5           # Cost of hydrogen ($/kg)
+
density_h2 = 70.85       Density of hydrogen (kg/m^3)
cost_material = 1.2     # Cost of tank material ($/kg)
+
 
pressure_limit = 8       # Pressure limit (bar)
+
cost_h2 = 1.5             Cost of hydrogen ($/kg)
cost_limit = 35         # Cost limit ($)
+
 
 +
cost_material = 1.2       Cost of tank material ($/kg)
 +
 
 +
pressure_limit = 8       Pressure limit (bar)
 +
 
 +
cost_limit = 35           Cost limit ($)
  
 
-Objective function
 
-Objective function
 +
 
def objective(x):
 
def objective(x):
 +
 
     volume, diameter, thickness = x
 
     volume, diameter, thickness = x
     length = volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2)) # Calculate length based on volume and diameter
+
 
 +
     length = volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2))   Calculate length based on volume and diameter
 +
 
 
     cost = cost_h2 * density_h2 * volume + cost_material * volume * length
 
     cost = cost_h2 * density_h2 * volume + cost_material * volume * length
 +
 
     return cost
 
     return cost
  
 
Constraint functions
 
Constraint functions
 +
 
def pressure_constraint(x):
 
def pressure_constraint(x):
 +
 
     volume, diameter, thickness = x
 
     volume, diameter, thickness = x
     length = volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2)) # Calculate length based on volume and diameter
+
 
 +
     length = volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2))   Calculate length based on volume and diameter
 +
 
 
     pressure = pressure_limit - (volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2) * thickness))
 
     pressure = pressure_limit - (volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2) * thickness))
  
Line 37: Line 55:
  
 
def cost_constraint(x):
 
def cost_constraint(x):
 +
 
     return objective(x) - cost_limit
 
     return objective(x) - cost_limit
  
 
-Initial guess
 
-Initial guess
x0 = np.array([0.01, 0.01, 0.01]) # Initial guess for volume, diameter, and thickness
+
 
 +
x0 = np.array([0.01, 0.01, 0.01])   Initial guess for volume, diameter, and thickness
  
 
-Bounds for volume, diameter, and thickness
 
-Bounds for volume, diameter, and thickness
 +
 
bounds = [(0, None), (0, None), (0, None)]
 
bounds = [(0, None), (0, None), (0, None)]
  
 
-Constraints
 
-Constraints
 +
 
pressure_constr = {'type': 'ineq', 'fun': pressure_constraint}
 
pressure_constr = {'type': 'ineq', 'fun': pressure_constraint}
 +
 
cost_constr = {'type': 'ineq', 'fun': cost_constraint}
 
cost_constr = {'type': 'ineq', 'fun': cost_constraint}
 +
 
constraints = [pressure_constr, cost_constr]
 
constraints = [pressure_constr, cost_constr]
  
 
-Optimization
 
-Optimization
 +
 
result = minimize(objective, x0, method='SLSQP', bounds=bounds, constraints=constraints)
 
result = minimize(objective, x0, method='SLSQP', bounds=bounds, constraints=constraints)
  
 
- Extract optimized values
 
- Extract optimized values
 +
 
opt_volume, opt_diameter, opt_thickness = result.x
 
opt_volume, opt_diameter, opt_thickness = result.x
 +
 
opt_length = opt_volume / (np.pi * ((opt_diameter / 2) ** 2))
 
opt_length = opt_volume / (np.pi * ((opt_diameter / 2) ** 2))
  
 
- Print optimized values
 
- Print optimized values
 +
 
print(f"Optimized Volume: {opt_volume} m^3")
 
print(f"Optimized Volume: {opt_volume} m^3")
 +
 
print(f"Optimized Diameter: {opt_diameter} m")
 
print(f"Optimized Diameter: {opt_diameter} m")
 +
 
print(f"Optimized Thickness: {opt_thickness} m")
 
print(f"Optimized Thickness: {opt_thickness} m")
 +
 
print(f"Optimized Length: {opt_length} m")
 
print(f"Optimized Length: {opt_length} m")
  
Line 66: Line 97:
  
 
setelah program dilakukan run, didapatkan  
 
setelah program dilakukan run, didapatkan  
 +
 
Optimized Volume: 0.29694876042766083 meter^3
 
Optimized Volume: 0.29694876042766083 meter^3
 +
 
Optimized Diameter: 0.19785008828415787 meter
 
Optimized Diameter: 0.19785008828415787 meter
 +
 
Optimized Thickness: 1.2073387849232942 meter
 
Optimized Thickness: 1.2073387849232942 meter
 +
 
Optimized Length: 9.658710263937978 meter
 
Optimized Length: 9.658710263937978 meter
  
 
Sekian dan terimakasih
 
Sekian dan terimakasih

Latest revision as of 10:01, 5 June 2023

Dalam melakukan kalkulasi mengoptimasi desain dari tank hydrogen, pertama2 kita harus bisa menentukan 3 hal pokok yang menjadi parameter kita dalam pengoptimasian:

1. Desain Variabel

Variabel desain merujuk pada parameter atau variabel yang dapat diubah atau dioptimalkan dalam suatu proses desain. Variabel desain mempengaruhi karakteristik atau performa suatu sistem atau produk yang sedang dirancang. Dalam konteks desain, variabel desain dapat mencakup berbagai faktor seperti dimensi, bahan, bentuk, konfigurasi, struktur, dan lain sebagainya. Dalam konteks persoalan kita, saya menentukan volume, tekanan, dan cost efficiency sebagai parameter utk desain variabel

2.Fungsi Objektif

Fungsi objektif (objective function) adalah sebuah fungsi matematis yang harus dioptimalkan dalam suatu masalah optimisasi. Tujuan dari fungsi objektif adalah untuk mengukur performa, efisiensi, atau kualitas dari solusi yang dicari dalam konteks permasalahan tertentu. Dalam konteks permasalahan ini, obj (x) akan digunakan untuk mengevaluasi apakah desain yang dimiliki melewati 500K IDR dengan dasar volume dan tekanan pada tank. Biaya termasuk biaya hidrogen (per kilogram) dikalikan dengan volume dan densitas hidrogen, serta biaya material tangki (per kilogram) dikalikan dengan volume.

3. Constraint

Konstrain (constraint) merujuk pada batasan atau pembatas yang harus dipatuhi dalam mencari solusi optimal. Konstrain digunakan untuk membatasi ruang pencarian solusi agar memenuhi persyaratan atau kriteria tertentu yang diinginkan. Ada beberapa jenis konstrain, konstrain geometri, konstrain biaya, konstrain kinerja. Dalam konteks soal kita, Fungsi konstrain constraint(x) memeriksa apakah tekanan melebihi batas tekanan. Fungsi konstrain biaya cost_constraint(x) memeriksa apakah total biaya melebihi batas biaya sebesar 500k IDR.

Setelah menentukan 3 hal diatas, saya melakukan proses kalkulasi tersebut melalui PYTHON, berikut hasil codingannya:

import numpy as np from scipy.optimize import minimize

-Constants

density_h2 = 70.85 Density of hydrogen (kg/m^3)

cost_h2 = 1.5 Cost of hydrogen ($/kg)

cost_material = 1.2 Cost of tank material ($/kg)

pressure_limit = 8 Pressure limit (bar)

cost_limit = 35 Cost limit ($)

-Objective function

def objective(x):

   volume, diameter, thickness = x
   length = volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2))   Calculate length based on volume and diameter
   cost = cost_h2 * density_h2 * volume + cost_material * volume * length
   return cost

Constraint functions

def pressure_constraint(x):

   volume, diameter, thickness = x
   length = volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2))   Calculate length based on volume and diameter
   pressure = pressure_limit - (volume / (np.pi * ((diameter / 2) ** 2) * thickness))
   return pressure

def cost_constraint(x):

   return objective(x) - cost_limit

-Initial guess

x0 = np.array([0.01, 0.01, 0.01]) Initial guess for volume, diameter, and thickness

-Bounds for volume, diameter, and thickness

bounds = [(0, None), (0, None), (0, None)]

-Constraints

pressure_constr = {'type': 'ineq', 'fun': pressure_constraint}

cost_constr = {'type': 'ineq', 'fun': cost_constraint}

constraints = [pressure_constr, cost_constr]

-Optimization

result = minimize(objective, x0, method='SLSQP', bounds=bounds, constraints=constraints)

- Extract optimized values

opt_volume, opt_diameter, opt_thickness = result.x

opt_length = opt_volume / (np.pi * ((opt_diameter / 2) ** 2))

- Print optimized values

print(f"Optimized Volume: {opt_volume} m^3")

print(f"Optimized Diameter: {opt_diameter} m")

print(f"Optimized Thickness: {opt_thickness} m")

print(f"Optimized Length: {opt_length} m")


setelah program dilakukan run, didapatkan

Optimized Volume: 0.29694876042766083 meter^3

Optimized Diameter: 0.19785008828415787 meter

Optimized Thickness: 1.2073387849232942 meter

Optimized Length: 9.658710263937978 meter

Sekian dan terimakasih