Page 41 - חוברת תקצירים מכונות תשפ״ד

חוברת תקצירים | מחזור כ״ה תשפ״ד
עדן הורוביץ
edenava11@gmail.com hvuhsg2009@gmail.com
שימוש בבינה מלאכותית ואנליזת אלמנט סופי לאופטימיזציית מבנה פשוט
ME-24-27 מנחים ד"ר אלעד פריאל
מר ניצן רום
בן עבדו
בעיות הנדסיות מורכבות כוללות פרמטרים רבים כמו גאומטריה, כוחות, מאמצים, עיבורים ושקיעות, מה שמוביל לעלייה במורכבות החישובים. שיטות חישוביות מתקדמות כמו אנליזת אלמנט סופי משמשות לפתרון בעיות הנדסיות מורכבות.עם זאת, פתרון בעיה הנדסית בעזרת שיטת האלמנט הסופי, מחייבת מידול הגיאומטריה, הכתבת תנאי שפה מתאימים ולבסוף פתרון נומרי של המשוואות השולטות. כל אלו דורשים זמן ומשאבים. בנוסף, כאשר יש צורך לפתור בעיות מרובות פרמטרים לקבלת פתרון אופטימלי בהיבט של ממדים גיאומטריים, תנאי שפה, או תכונות חומר. יש צורך לבצע חישובים רבים עד לזיהוי הפרמטרים האופטימאליים. רשתות נוירונים מציעות פתרון לבעיות מרובות פרמטרים. הן מדמות את פעילות המוח האנושי ומספקות כלי לפתרון בעיות מורכבות על ידי זיהוי דפוסים בקשרים בין פרמטרים. כאשר מנסים לחשוב על שתי השיטות, שאלות עולות בנוגע ליכולת רשתות נוירונים להתמודד עם בעיות הנדסיות שהיו נפתרות עד כה בעזרת אלמנט סופי. שאלות כגון האם רשתות נוירונים יכולות להחליף את השיטה המסורתית ולספק פתרונות מדויקים יותר ומהר יותר? לטובת ביצוע המחקר, בוצע סקר ספרות על שני הנושאים. כבעיית בוחן להשוואה בין השיטות נבנה מודל של קורה בעלת גאומטריה משתנה הנתונה לעומס כפיפה. על גאומטריה זו בוצעו מאות חישובי אנליזת אלמנט סופי כאשר בכל חישוב מספר פרמטרים גיאומטריים בקורה שונו. שינוי פרמטרים אלו שינה את שדה המאמצים והשקיעות המתקבל בקורה. תוצאות החישובים שימשו לאפיון שלושה משתנים עיקריים: המאמץ המקסימאלי, מיקום המאמץ המקסימאלי בקורה, השקיעה המקסימאלית. אוסף התוצאות החישוביות שימש לאימון רשת נוירונים שפותחה ב.MATLAB נבחנו תצורות רשת (ארכיטקטורות) שונות, כאשר בכל הרצה בדקנו את הדיוק של התוצאות. לאחר בחינת התוצאות של כלל הארכיטקטורות שהיו, הבחנו בכך שלרשת הייתה הצלחה לחזות את מיקומי המאמץ המקסימלי בטווח דיוק של 82-95%. עם זאת, הרשת התקשתה בחיזוי המאמצים המקסימליים והשקיעות כאשר השגיאה היחסית הנמדדת על נתוני הבדיקה בשקיעה הינה 11.4% ובמאמצים הינה 6.9% .לכן, פיצלו את הרשת ל3 רשתות נפרדות, וכל רשת ניסתה לחזות פלט אחר. לקבלת התוצאות הטובות ביותר עבור חיזוי המאמץ והשקיעה, נדרשנו להשתמש בארכיטקטורות שהותאמו לכל פרמטר. על פי התוצאות שהתקבלו מכלל הרשתות שנבדקו, ניתן להסיק שהרשת מצליחה להתמודד חלקית עם המשימה שהוגדרה לה. הרשת מצליחה לחזות את מיקומי המאמצים המקסימליים בקורה, אך עם זאת עדין קיימים פערים משמעותיים בחיזוי המאמצים המקסימליים והשקיעות. על כן, נדרש המשך מחקר לטובת דיוק החיזויים ולקבלת
רשת אופטימלית עבור הבעיה. מילות מפתח: רשת נוירונים, אלמנט סופי, בינה מלאכותית
תקציר:
41
איור 2. רשת נוירונים
איור 1 . אנליזת אלמנט סופי