편리한 인간생활을 추구하기 위하여 개발된 각종 제품들은 각기 고유한 성능을 제공하기 위하여 설계되었다. 그리고 각 제품이 제공해야 할 성능은 하나 이상일 경우가 대부분이지만, 각 성능의 중요도는 각기 다르다. 예를 들어 에어컨의 주된 성능은 더운 날 실내온도를 원하는 수준으로 낮추어 주는 것이다. 하지만 에어컨의 기술 발전과 사람들의 욕망이 지속적으로 증가함에 따라 저소음, 공기 정화, 저가격 등과 같은 부가적인 성능들이 주요시 되고 있다.
이러한 성능들을 가장 잘 만족시키는 제품을 설계하는 일을 최적설계(optimum design)라고 부르고, 가장 최적으로 만족시키고자 설계한 성능을 특별히 목적함수(objective function)로 정의하고 있다. 특정한 제품의 개발에는 많은 성능들이 고려되지만, 해당 설계업무 시 고려의 대상이 되는 성능만이 목적함수에 해당된다. 따라서 해당 제품의 개발 목표에 따라 목적함수가 달라지게 되며, 각 목적함수 내에 포함되어 있는 세부 성능들의 상대적인 중요도도 달라질 수 있다.
하나 이상의 세부성능들로 구성된 목적함수를 특별히 다목적 함수(multiobjective function)라고 부르며, 일반적으로 각 세부성능에 가중치(weighting factor)를 곱하여 대수적으로 합한 값으로 정의된다.
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