XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego1 CCT Builder - Aplikacja do optymalizacji parametrów modeli materiałowych Gołąb Rafał, Klimek Tomasz, Jaworski Łukasz Koło Naukowe METALsoft Opiekun koła dr inż. Łukasz Rauch Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej

Plan prezentacji 1. Motywacja 2. Analiza odwrotna 3. Metoda simpleks 4. Wykresy CCT 5. Fortran i C++ 6. Interfejs programu 7. Podsumowanie 8. Plany na przyszłość 9. Bibliografia XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego2

Motywacja Symulacja MES MODEL MATERIAŁOWY Wiarygodna symulacja rzeczywistego procesu produkcji metali ParametrymodeluParametrymodelu Dane z eksperymentu Minimalizacja kosztów i czasu XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego3

Analiza odwrotna Analiza odwrotna prowadzi do minimalizacji różnic pomiędzy wynikami eksperymentalnymi a wartościami obliczonymi w symulacji numerycznej. Etapy analizy: doświadczenie model numeryczny rozwiązania zadania bezpośredniego (MES) – symulacja doświadczenia – UWZGLĘDNIA ZAKŁÓCENIA WYSTĘPUJĄCE W DOŚWIADCZENIU procedury optymalizacyjne (Simpleks) XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego4

DaneeksperymentalneDaneeksperymentalne x nowe parametry modelu modelu Analiza odwrotna ProblembezpośredniProblembezpośredni Obliczenia funkcji celu (x) Obliczenia funkcji celu (x) (x)? minimalizacja (x) ze wzg. na x minimalizacja (x) ze wzg. na x Parametry wejściowe Warunki procesu Parametry wejściowe Warunki procesu x Optymalne parametry procesux procesu XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego5

Metoda simpleks Metoda rozwiązywania programów liniowych Metoda iteracyjna – ciągła poprawa wstępnego rozwiązania Dowolna liczba zmiennych Wyznaczanie wartości funkcji celu w wierzchołkach simpleksu Punkty o gorszej wartości funkcji celu są odrzucane Dane wejściowe Znalezienie rozwiązania dopuszczalnego Sukcesywna poprawa rozwiązania Rozwiązanie optymalne XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego6

Analiza odwrotna Metoda Simpleks XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego7

Wykresy CCT Continuous Cooling Transformation Diagram Wykres fazowy stosowany przeważnie przy obróbce cieplnej stali Określa jakie zmiany fazowe nastąpią przy danej prędkości chłodzenia materiału Elementy wykresu: Linie z prędkościami chłodzenia Wartości eksperymentalne i obliczone faz XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego8

Wykresy CCT XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego9

Fortran i C++ Subroutine Optimize(kod,L_doswiadczen,OptParams,Coeff, Subroutine Optimize(kod,L_doswiadczen,OptParams,Coeff, Composition,Parameters,DataDilat, Composition,Parameters,DataDilat, Results,ObjFun,iter,nerror) Results,ObjFun,iter,nerror) !DEC$ ATTRIBUTES DLLEXPORT :: Optimize !DEC$ ATTRIBUTES DLLEXPORT :: Optimize !DEC$ ATTRIBUTES ALIAS:'Optimize' :: Optimize !DEC$ ATTRIBUTES ALIAS:'Optimize' :: Optimize using namespace System::Runtime::InteropServices; using namespace System::Runtime::InteropServices; [DllImportAttribute("optimize.dll", EntryPoint="Optimize")] [DllImportAttribute("optimize.dll", EntryPoint="Optimize")] extern "C" __declspec(dllimport) void __stdcall extern "C" __declspec(dllimport) void __stdcall Optimize(int *, int *,short int *,double *,double *,double *, Optimize(int *, int *,short int *,double *,double *,double *, double [][100], double [][100],double *,int *,int *); double [][100], double [][100],double *,int *,int *); XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego10

Interfejs programu XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego11

Podsumowanie Dane z eksperymentu Parametry modelu materiałowego System ekspertowy Good Practise Guide System ekspertowy Good Practise Guide Proces Przeróbki Plastycznej Metali MES MES CCT Builder XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego12

CCT Builder Program do optymalizacji parametrów modeli materiałowych Tworzenie diagramów CCT Wykorzystywany przez Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach Wykonany przy pomocy języka Visual C++, Fortran oraz przy użyciu SQL Server Do poprawnego działania potrzebny.NET Framework Oszczędność kosztów i czasu XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego13

Plany na przyszłość nowe metody optymalizacji ( Rosenbrock, Hooke-Jeeves, Genetic Algorithms ) nowe modele materiałowe ( Differential Equation, Eutectic ) historia współczynników modeli opcjonalny wybór parametrów modelu do optymalizacji system do symulacji MES XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego14

Bibliografia XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego15 [1] Z. Malinowski, J. Kusiak, M. Pietrzyk - „Zastosowanie metod matematycznych w nauce i technice – Application of the Inverse Techniques to the Experimental Tests” [2] en.wikipedia.org [3] Wykłady dr Ł. Madeja (ISIM) [4] Wykłady prof. J. Kusiaka

Dziękujemy za uwagę. Pytania? XLVI Sesja Kół Naukowych Pionu Hutniczego16