Важное место занимают вопросы оптимального проектирования и в области разработки устройств индукционного нагрева металла. Постановка задач оптимального проектирования индукционных нагревательных установок и методы их решения также весьма обширны. В одном случае алгоритмы, а, следовательно, и результаты оптимизации опираются только на предшествующий опыт и не содержат в строгой форме ни одного критерия оптимальности, в другом используется строгая математическая постановка задачи оптимального проектирования и точный метод ее решения.
При оптимальном проектировании предполагается наличие формализованных критериев оптимизации и математических моделей проектируемых устройств. Наиболее общим критерием оптимизации является технико-экономический критерий эффективности всей проектируемой системы. Обобщенный критерий в большинстве случаев включает в себя ряд частных критериев, поэтому задача оптимального проектирования является задачей многокритериальной оптимизации. Частные критерии обычно отражают процессы различной физической природы, протекающие в системе, и являются несоизмеримыми. Важно среди частных критериев выделить наиболее существенные. В этом случае можно, проводя последовательно по степени их значимости оптимизацию и используя, например, метод последовательных уступок, найти значение параметров проектируемой системы, которые удовлетворяли бы всем частным критериям. Другой подход позволяет значительно упростить решение задачи. Он заключается в том, что выбирается единственный превалирующий критерий, по которому производится оптимизация, а остальные конкурирующие показатели превращаются в ограничения.
При индукционном нагреве цилиндра пластикации в качестве важнейшего используется критерий, который обеспечивает получение требуемой температуры по длине цилиндра в заданных пределах.
При решении задач оптимального проектирования индукционного нагрева к температурному распределению предъявляются вполне определенные требования по точности достижения заданного распределения. Задача оптимизации режимов индукционного нагрева становится корректной лишь при задании допустимой области конечных состояний объекта, отвечающей требуемой точности нагрева.
Для решения задачи оптимального проектирования разработана методика оптимизации. В основу положена процедура зондирования пространства параметров проектируемой индукционной нагревательной установки с применением так называемых ЛПτ - последовательностей, которые обладают наилучшими характеристиками равномерности среди всех известных в настоящее время равномерно распределенных последовательностей.
Использование в качестве регулируемых параметров, пространственно-временной функции распределения мощности источников внутреннего тепловыделения позволяет повысить эффективности работы индукционной нагревательной установки для нагрева материального цилиндра.