Dit overkwam mij laatst bij het ontwerp van een ondergrondse parkeergarage. Een project met lange rijen op trek en druk belastte palen, in totaal circa 400 stuks. In zes weken tijd mocht ik een methode ontwikkelen om systematisch palen uit het ontwerp te rekenen en hiermee een kostenbesparing te realiseren. Een schitterende case voor geautomatiseerde optimalisatie.

Na die zes weken bleek dat de door mij gekozen aanpak, met een genetisch optimalisatiealgoritme als centrale spil, niet werkte. Daar waren twee redenen voor. De eerste was mijn foutieve aanname dat ik een computer niet hoefde te leren wat de stappen zijn om tot een verbeterd palenplan te komen. De tweede reden het gigantisch aantal mogelijke paalposities, dat de zoektocht met genetische optimalisatie te langdurig maakt. De achteraf geraadpleegde literatuur bleek het overigens met me eens te zijn, wat het niet makkelijker maakte om te accepteren dat wat ik wilde niet kon.

Na dagenlang malen (ook herkenbaar denk ik) besloot ik dat het voor paaloptimalisatie beter is om uit te gaan van de intelligentie van de ontwerper. Ik zou voortaan werken met een bestaand palenplan, waarna met slimme algoritmes de ruwe kanten worden bijgevijld.

Het resultaat is een tooltje dat u in onderstaande video ziet. Een gebouw met funderingsbalken en vloervelden is door de constructeur gemodelleerd in een EEM-model. Het palenplan wordt nu stapsgewijs verbeterd, waarbij de paalbelasting evenrediger over de palen wordt verdeeld. Op die manier krijgen alle palen in het uiteindelijke plan dezelfde dimensies en kan het totaal aantal palen worden gereduceerd. Deze optimalisatie vindt plaats doordat per iteratie voor elke paal wordt gezocht naar de meest dichtstbijzijnde locatie met de grootste (negatieve) verplaatsing. Vervolgens wordt elke paal individueel iets naar die locatie geschoven. Daarna herhaalt de berekening zich totdat de optimale situatie is bereikt.

Met veel minder rekentijd kan zo een gunstiger palenplan worden ontworpen, door alle aanwezige palen zoveel mogelijk uit te nutten. Hoewel deze aanpak (nog) voorbij gaat aan een flink aantal zaken, zoals onderlinge paalafstand en verschillen in draagvermogen, is het een mooie eerste stap voor het systematisch verbeteren van funderingsontwerpen. En naar een situatie waarbij we vaker het gevoel hebben daadwerkelijk het onderste uit de kan te hebben gehaald!