Ta funkcjonalność jest dostępna dla wybranych parametrycznych szablonów połączeń zawartych w predefiniowanym zestawie IDEA StatiCa. W wersji 26.0 prognozowanie obsługuje tylko ograniczoną liczbę szablonów, ale zakres ten będzie stopniowo rozszerzany w kolejnych wersjach.
Dla obsługiwanych szablonów prognozowany stopień wykorzystania jest wyświetlany bezpośrednio w widoku, co daje natychmiastową informację o spodziewanej nośności bieżącej konfiguracji. Wyświetlana wartość jest oszacowaniem wygenerowanym przez model uczenia maszynowego.
Metoda prognozowania
Prognozowany stopień wykorzystania opiera się na modelu uczenia maszynowego wytrenowanym na dużym zbiorze danych z wcześniej obliczonych wariantów połączeń. Dla każdego obsługiwanego szablonu parametrycznego automatycznie wygenerowano dziesiątki tysięcy modeli o różnych kombinacjach parametrów.
Wszystkie te modele zostały w pełni obliczone przy użyciu standardowej analizy IDEA StatiCa Connection. Na podstawie wyników wytrenowano model uczenia maszynowego, który przewiduje stopień wykorzystania szablonu dla nowych kombinacji parametrów, które nie były wcześniej jawnie obliczane.
Takie podejście zapewnia szybkie oszacowanie stopnia wykorzystania połączenia bez konieczności wykonywania pełnych obliczeń po każdej zmianie parametru.
Sposób wyznaczania prognozy
Dla każdego obsługiwanego szablonu parametrycznego model uczenia maszynowego uwzględnia geometrię i parametry szablonu oraz składowe obciążenia zastosowane podczas treningu.
Gdy użytkownik zmienia parametr szablonu (np. grubość blachy, rozmiar śruby lub odległości od krawędzi), prognozowany stopień wykorzystania jest aktualizowany natychmiast. Dzięki temu użytkownik może szybko ocenić, czy bieżąca konfiguracja jest bliższa, czy dalsza od spodziewanej nośności.
Korzyści dla użytkownika z prognozowanego stopnia wykorzystania
Dzięki prognozowanemu stopniowi wykorzystania użytkownik może optymalizować konfigurację połączenia bez wielokrotnego uruchamiania pełnych obliczeń. Prognoza zapewnia natychmiastową informację zwrotną podczas zmiany parametrów.
Gdy użytkownik jest zadowolony z prognozowanego stopnia wykorzystania, ostateczna weryfikacja musi być zawsze wykonana przez uruchomienie standardowych obliczeń naprężenie-odkształcenie. Tylko obliczony wynik odzwierciedla rzeczywiste sprawdzenie normowe według wybranej normy.
Takie podejście znacząco przyspiesza proces projektowania, ponieważ nie ma już potrzeby weryfikowania obliczeniami każdego pośredniego wariantu rozwiązania.
Wyświetlana prognoza w widoku
Jeśli w projekcie zdefiniowano wiele efektów obciążenia, prognozowany stopień wykorzystania wyświetlany w widoku zawsze odpowiada efektowi obciążenia, w którym połączenie osiąga najwyższy stopień wykorzystania. Prognozy dla pozostałych efektów obciążenia nie są wyświetlane jednocześnie.
Podobnie, gdy w jednym modelu połączenia użyto dwóch lub więcej szablonów parametrycznych, prognozowany stopień wykorzystania wyświetlany w widoku odzwierciedla najbardziej wykorzystany szablon, a nie stopień wykorzystania złącza jako całości, ponieważ interakcja między połączonymi szablonami nie jest uwzględniana.
Prognozowane stopnie wykorzystania dla poszczególnych szablonów można wyświetlić, zaznaczając każdy szablon osobno. Pozwala to użytkownikowi ocenić szacowany stopień wykorzystania każdego szablonu niezależnie, pamiętając jednak, że wyświetlana wartość nie odzwierciedla łącznej pracy całego modelu połączenia.
Ograniczenia
Prognozowany stopień wykorzystania ma zapewniać szybkie oszacowanie podczas projektowania połączeń. Interpretując wyświetlaną wartość, należy zrozumieć założenia przyjęte podczas trenowania modelu uczenia maszynowego oraz wynikające z nich nieodłączne ograniczenia.
Prognozowany stopień wykorzystania podlega następującym ograniczeniom:
1 Uwarunkowania dotyczące obciążenia
- Ograniczona liczba składowych obciążenia – Trening każdego szablonu obejmował tylko dwie lub trzy składowe obciążenia (np. N, Vz i My). Pozostałe składowe obciążenia nie są uwzględniane w prognozie. Jeśli te składowe decydują o pracy połączenia, prognozowany stopień wykorzystania może znacząco różnić się od wyniku obliczeń.
- Tylko element łączony – Prognoza uwzględnia wyłącznie obciążenia przyłożone do elementu łączonego. Obciążenia działające na element podpierający nie są uwzględniane. Jeśli element podpierający jest znacząco obciążony, wynik obliczeń może być wyraźnie mniej korzystny niż prognoza.
2 Założenia modelowania
- Założone spoiny czołowe (CJP) – Modele trenowano przy założeniu spoin czołowych (CJP). Wymiar spoiny nie jest więc odzwierciedlony w prognozowanym stopniu wykorzystania. Jeśli o nośności decyduje spoina, prognoza może znacząco różnić się od wyniku obliczeń. Automatyczne projektowanie spoin z nadwytrzymałością, dla pełnej nośności, minimalnej ciągliwości lub oszacowania nośności jest dostępne w menu kontekstowym elementu projektu.
- Dla śrub pracujących na docisk zawsze zakłada się płaszczyznę ścinania w gwincie.
- Wymagane domyślne ustawienia projektu – Prognozowany stopień wykorzystania daje wiarygodne wyniki tylko wtedy, gdy ustawienia projektu odpowiadają tym, które zastosowano podczas treningu. Oznacza to, że należy stosować domyślne ustawienia projektu, w szczególności współczynniki bezpieczeństwa, ustawienia siatki, domyślne długości i podział na segmenty.
3 Dostępność
- Tylko dla norm projektowych EN i AISC.
- Szablony zakotwień nie są trenowane
- Tylko po wybraniu analizy naprężenie-odkształcenie.
- Wymagane jest połączenie z Internetem.
4 Modyfikacje szablonu
- Zmiany na karcie Developer i w schemacie konstrukcyjnym – Jeśli użytkownik zmodyfikuje szablon na karcie Developer (np. usunie parametry lub zmieni granice parametrów) albo wybierze inny element podpierający, prognoza staje się niedostępna. W takich przypadkach algorytm nie może kontrolować, jak bardzo zmodyfikowane połączenie różni się od oryginalnego, wytrenowanego szablonu.
- Zmiany geometrii – Niektóre z nich nie zostały jeszcze odzwierciedlone w prognozowanym stopniu wykorzystania. Na przykład zmiany kąta lub mimośrodu osi elementu łączonego nie są uwzględniane, a w takich przypadkach prognozowany stopień wykorzystania może znacząco różnić się od wyniku obliczeń.
- Dodatkowe operacje – Jeśli do szablonu zostanie dodana dodatkowa operacja (np. usztywnienie), prognozowany stopień wykorzystania nadal będzie wyświetlany, ale wpływ tej operacji nie jest uwzględniony w prognozie.
5 Wiele szablonów
- Gdy w jednym modelu połączenia użyto wielu szablonów, stopień wykorzystania każdego szablonu można prognozować osobno. Jednak ich wzajemna interakcja nie jest uwzględniana.
Składowe obciążenia uwzględnione przez szablon są wymienione pod efektami obciążenia — na przykład "Template 1 considers only Vz and My of Member B1".
Dolne i górne granice zbioru treningowego są pokazane przy samych parametrach, a wartości spoza tego zakresu są oznaczone na czerwono. Wartość nadal obowiązuje — jest oznaczona, a nie zablokowana.
Uwagi końcowe
Prognozowany stopień wykorzystania należy zawsze traktować jako oszacowanie. Narzędzia uczenia maszynowego nie mogą zastąpić pełnych obliczeń konstrukcyjnych wykonanych przez inżyniera.
Prognoza może zapewnić znaczną oszczędność czasu podczas optymalizacji połączeń, umożliwiając szybkie porównanie różnych konfiguracji parametrów.
Wymienione ograniczenia będą stopniowo się zmniejszać wraz z rozwojem procesu uczenia maszynowego i zbiorów danych treningowych. Jednocześnie liczba obsługiwanych szablonów parametrycznych z funkcją prognozowania będzie nadal rosnąć.
Wprowadzono w IDEA StatiCa w wersji 26.0, zaktualizowano w wersji 26.1.
