AI를 사용하여 시간이 많이 걸리는 분석 효과를 짧은 시간에 생성하는 방법
첫 번째 세션: 제조 및 슬롯 나라
제조 및 CAE
가전제품 등 소형 품목부터 자동차, 항공기 등 대형 품목에 이르기까지 오늘날 다양한 엔지니어링 기계의 제조를 지원하는 컴퓨터 이용 공학(CAE)은 유체 역학, 구조 역학 등의 수치 시뮬레이션으로 대표되는 컴퓨터 이용 공학(CAE)을 통해 지원됩니다 예를 들어, 항공기 설계자가 항공기 모양을 결정하면 항공기 주변의 공기 흐름을 수치적으로 재현하여 특정 비행 조건에서 항공기가 어떻게 작동할지 평가하고 설계자에게 피드백을 제공할 수 있습니다 이렇게 하면 컴퓨터에서 가상으로 프로토타입을 제작하고 설계를 검토할 수 있으므로 비용 절감과 설계 주기 단축이 가능합니다 반면, 일련의 설계 작업을 CAE가 아닌 풍동 테스트를 통해서만 수행하려면 팀에서 수개월에 걸쳐 모델 설계 및 제작, 풍동 테스트, 데이터 구성 작업을 수행해야 합니다
CAE를 사용하면 각 디자인 개체를 더 쉽게 평가할 수 있으므로 미리 디자인에 변형을 부여하고 비교하면서 평가하는 것이 좋습니다(소위 "파라메트릭 연구") 더욱이, 컴퓨터 성능이 향상되고 매개변수 연구가 쉬워짐에 따라 사람들은 매개변수의 "최적" 조합을 찾기 위해 다른 변형을 시도하고 싶어할 것입니다 디자이너의 경험이나 직관에 의존하지 않고 컴퓨터의 힘을 이용해 이 작업을 자동으로 수행하는 '슬롯 나라'에 대한 관심이 높아지고 있다
슬롯 나라란 무엇입니까?
슬롯 나라는 다음 문제에 대한 해결책 x를 찾는 것입니다
여기서, x는 설계 변수(n total)로 구성된 벡터이고, fm(x)는 목적 함수(M total), gl(x)는 제약 조건(L total)입니다 일반적으로 목적함수와 제약조건의 함수형은 알 수 없으므로(블랙박스) 이 문제에 대한 해 x를 명시적으로 찾는 것은 불가능합니다 즉, 슬롯 나라는 모든 제약조건을 만족하는 범위 내에서 모든 목적함수를 최소화(또는 부호를 반대로 하여 최대화)하는 설계변수의 조합(최적해)을 찾는 수학적 문제로 해석할 수 있다
예를 들어 항공기 설계의 경우 항공기의 형상을 표현하는 매개변수는 설계 변수이고 목적 함수는 공기역학적 성능을 최대화하는 것이며 제약 조건은 구조 하중이 상한을 초과하지 않는다는 것입니다 슬롯 나라는 특정 설계 요구사항 하에서 최적의 설계 후보를 찾기 위한 효과적인 설계 도구로 이미 인정받고 있으며, 항공기 설계 사례뿐만 아니라 다양한 엔지니어링 설계 분야에서도 널리 사용되고 있습니다
단일 목표 슬롯 나라 및 다중 목표 슬롯 나라
실제 세계에서 발견되는 설계 문제에는 일반적으로 고려해야 할 목적 함수가 두 개 이상 있습니다 예를 들어, 항공기 설계는 공기역학, 구조, 추진력 등 여러 분야에서 파생된 여러 목적 기능 하에서 수행됩니다 공기역학적 성능 등 한 가지 영역에만 특화하여 항공기를 설계한다면 날개가 매우 크고 기체가 매우 얇아 비현실적인 설계가 될 위험이 있습니다 따라서 실용적인 디자인을 만들기 위해서는 여러 목적함수를 동시에 고려하는 '다목적' 슬롯 나라를 수행할 필요가 있다
하나의 목적 함수만 고려되는 "단일 목표" 슬롯 나라 문제에는 최적의 솔루션이 하나만 있습니다 한편, 다목적 슬롯 나라 문제에서는 하나의 목적 함수를 개선하려는 시도가 다른 목적 함수를 악화시키는 트레이드오프가 종종 발생하므로 최적의 솔루션은 고유하지 않고 '비열등 솔루션' 또는 '파레토 최적 솔루션'(모든 목적 함수에 대해 다른 솔루션만큼 좋은 솔루션)이라는 수많은 솔루션의 집합으로 존재합니다
단일 목표 슬롯 나라는 고유한 설계 후보를 제시하는 반면(앞서 언급했듯이 극단적이고 하나의 분야에만 특화되어 있음), 다중 목표 슬롯 나라는 절충 관계에서 여러 필드의 균형을 맞추면서 파레토 최적 솔루션으로 다양한 설계 후보를 제시합니다 실제 설계에서는 각 단계마다 다양한 trade-off가 발생하는데, Pareto 최적해 데이터는 trade-off에 따른 합의를 도출하는 데 도움이 되는 유용한 정보를 제공합니다 따라서 다중 목표 슬롯 나라를 위해서는 파레토 최적해를 찾는 것에서 나아가 조감도의 데이터를 분석하는 작업이 필요합니다
이번에는 제조 설계에 사용되는 기본 개념과 슬롯 나라 방법에 대해 설명했습니다 다음에는대리 크레이지 슬롯 및 베이지어 크레이지 슬롯 | PSEVEN
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