Στη μηχανολογία, ειδικά για την ανάπτυξη σύνθετων προϊόντων, οι βιομήχανοι συστηματοποιούν την εικονική κατασκευή πρωτοτύπων του προϊόντος. Για τα σύνθετα προϊόντα, αυτά τα εργαλεία ανάπτυξης περιορίζουν τη χρήση φυσικών πρωτοτύπων και εξασφαλίζουν καλύτερη γνώση της ανάπτυξης. Οι διαθέσιμες υπολογιστικές δυνάμεις, σε συνδυασμό με αυτές των ψηφιακών εργαλείων προσομοίωσης, ενθαρρύνουν φυσικά τους κατασκευαστές να εφαρμόσουν προσεγγίσεις βελτιστοποίησης προϊόντων και διαδικασιών. Οι πρόσφατες εξελίξεις στους αλγόριθμους βελτιστοποίησης τώρα ανοίγουν το δρόμο για πολλές αποτελεσματικές βιομηχανικές εφαρμογές για τα λεγόμενα «συνεχή» ή καθαρά «διακριτικά» προβλήματα βελτιστοποίησης. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες κατηγορίες προβλημάτων βελτιστοποίησης για τα οποία οι διαθέσιμοι αλγόριθμοι εξακολουθούν να μην παρέχουν τις αναμενόμενες επιδόσεις: ως εκ τούτου, απαγορευτικός χρόνος υπολογισμού ασύμβατος με τους χρόνους ανάπτυξης ενός βιομηχανικού προϊόντος, οι βέλτιστες λύσεις δεν είναι ικανοποιητικές. Στόχος αυτού του έργου είναι να ανταποκριθεί σε αυτό το πρόβλημα προτείνοντας συγκεκριμένους αλγορίθμους. Οι αλγόριθμοι αυτοί θα σχεδιαστούν έτσι ώστε να λαμβάνονται υπόψη οι ιδιαιτερότητες των προβλημάτων βελτιστοποίησης στη μηχανολογία, που προσδιορίζονται από μια μελέτη του πλαισίου και των μοντέλων που χρησιμοποιούνται στη μηχανική.