Разработка любого технического устройства или системы является задачей выбора конкретного варианта среди множества допустимых вариантов проекта. Задачи структурного синтеза (задачи выбора) проектных решений требуется решать в автоматизированных системах проектирования (САПР), управления, логистической поддержки производства.

В современных САПР структурный синтез преимущественно выполняется в режиме взаимодействия разработчика с ЭВМ. При этом принципиальные решения, определяющие облик, конструкцию или схему изделия, принимает человек, а компьютер используется для анализа и оценки этих решений.

По мере усложнения технических изделий возможности человека в принятии не только оптимальных, но и вообще рациональных решений становятся все более ограниченными. Кроме того, во многих практически важных задачах проблематичным оказывается не только определение наилучшего варианта проекта, но и нахождение хотя бы одного из допустимых вариантов. В связи с этим возрастает актуальность автоматического решения задач структурного синтеза.

Поскольку синтез проектных решений в большинстве случаев – задача творческая, не имеющая очевидной формализации, то полное исключение человека из процесса принятия решений нецелесообразно, да и не всегда возможно. И хотя в отдельных приложениях известны методы и программные средства автоматического принятия проектных решений (примерами могут служить синтез технологических процессов механической обработки деталей или решение задач компоновки и размещения оборудования), в большинстве предметных областей автоматизация идет по пути лишь перераспределения проектных операций между разработчиком и компьютером в сторону более существенного участия ЭВМ в решении задач, ранее считавшихся творческими.

По мере развития техники и технологий растет доля сложных задач проектирования и управления, для решения которых применение традиционных методов проблематично. Поэтому все большее внимание уделяется применению методов искусственного интеллекта.

Для задач структурного синтеза применяют следующие интеллектуальные системы и технологии:

Среди методов структурного синтеза эволюционные вычисления занимают ведущее место. Эволюционные вычисления – это бионическое направление, которое использует принципы эволюции, перенятые из природы, но упрощённые до такой степени, чтобы их можно было реализовать в компьютерных моделях.

В настоящее время изучаются и развиваются четыре основные группы эволюционных методов – генетические методы (Genetic Algorithms — GA), генетическое программирование, методы поведения "толпы" (Particles Swarm Optimization — PSO) и методы "колонии муравьев" (Ant Colony Optimization — ACO). В настоящее время в системах автоматизированного проектирования и управления наибольшее внимание среди них уделяется генетическим методам, часто именуемыми по традиции генетическими алгоритмами

Начало применению генетических алгоритмов для решения задач оптимизации положил Д.Холланд в 1975 г. [1]. Фундаментальный вклад в развитие GA внес Д.Гольдберг [2]. В дальнейшем генетические алгоритмы успешно применялись для различных задач синтеза конструкций, составления расписаний, маршрутизации транспортных средств, компоновки оборудования, раскроя материалов и др.