Skip to content

Latest commit

 

History

History
136 lines (76 loc) · 9.1 KB

README.md

File metadata and controls

136 lines (76 loc) · 9.1 KB

Прогнозирование конечных свойств новых композиционных материалов

Выпускная квалификационная работа по курсу «Data Science»

в Образовательном Центре МГТУ им. Н.Э. Баумана по теме:

"Прогнозирование конечных свойств новых материалов (композиционных материалов)".

Целью данной работы является разработка пользовательского приложения для прогнозирования характеристики конечных свойств новых композиционных материалов.

1). В процессе исследования изучены теоретические основы и методы решения поставленной задачи: Спрогнозировать по входным параметрам ряд конечных свойств получаемых композиционных материалов при следующих используемых признаках:

•	Соотношение матрица-наполнитель
•	Плотность, кг/м3
•	Модуль упругости, ГПа
•	Количество отвердителя, м.%
•	Содержание эпоксидных групп,%_2
•	Температура вспышки, С_2
•	Поверхностная плотность, г/м2
•	Потребление смолы, г/м2
•	Прочность при растяжении, МПа
•	Потребление смолы, г/м2
•	Угол нашивки, град
•	Шаг нашивки
•	Плотность нашивки

2). Ознакомление с элементами, составляющими композитные материалы.

3). Проведен разведочный анализ и представлена визуализация предложенных данных. Представлены гистограммы распределения каждой из переменной, диаграммы ящика с усами, попарные графики рассеяния точек. В таблице представлены для каждой колонки среднее, медианное значение, проведен анализ и исключены выбросы, проверена выборка на наличие пропусков.

4). Проведена предобработка данных (удалены шумы, нормализация и т.д.).

5). Обучено нескольких моделей для прогноза модуля упругости при растяжении и прочности при растяжении. При построении модели было 30% данных оставлено на тестирование модели, на остальных происходило обучение моделей:

  • методом опорных векторов

  • методом случайного леса

  • методом линейной регрессии

  • методом градиентного бустинга

  • методом К ближайших соседей

  • методом деревья решений

  • методом стохастического градиентного спуска

  • методом многослойного перцептрона

  • методом лассо регрессии

6). Написаны 2 нейронные сети, которые будет рекомендовать соотношение "матрица-наполнитель".

7). Разработано пользовательское приложение на Flask, выдаваемое прогноз (Выходные данные (прогнозируемы) - Соотношение "матрица - наполнитель").

8). Оценена точность модели на тренировочном и тестовом датасете.

9). Создан репозиторий в GitHub и размещен код исследования.

10). Оформлен данный файл README

Входные и выходные данные представлены в нормализованном виде. В ходе исследования было доказано, что взаимосвязь между переменными есть, но из-за маленького начального датасета точность прогноза не высока. Полученный результат является лишь шаблоном для создания реальной модели прогнозирования. Если получить доступ к большему объему информации, есть вероятность, что прототип приложения будет выдавать лучшие результаты. При продложении работы над проектом, на мой взгляд, есть большая вероятность реализовать новые методы и подходы.

Структура репозитория:

Datasets - папка с 2 входными файлами (X_bp.xlsx - Первый датасет, X_nup.xlsx - Второй датасет (с нашивками))

Itog - папка в 2 "чистыми" данными (без шумов и выбросов), с которыми работаем над исследованием и приложением

App - папка с файлами для корректной работы пользовательского приложения, включая само приложение

Materials basalt - папка с некоторыми материалами в pdf по базальтопластику и композитным материалам

Подробный план работы.docx - файл с последовательностью работы над ВКР

Evdokimov O.G. BKP_final.pdf - код работы, выгруженный в pdf

Итоговый проект МГТУ DS требования.docx - файл с требованиями к оформлению работы и всеми задачами

Evdokimov O.G. BKP_final_1.ipynb - начало кода

Evdokimov O.G. BKP_final_2.ipynb - продолжение кода

Evdokimov O.G. BKP_final_3.ipynb - завершение кода

Evdokimov O.G. BKP_final_1.html - первая часть кода в html

Evdokimov O.G. BKP_final_2.html - вторая часть кода в html

Evdokimov O.G. BKP_final_3.html - третья часть кода в html

Evdokimov O.G. BKP_final_1.pdf - первая часть кода в pdf

Evdokimov O.G. BKP_final_2.pdf - вторая часть кода в pdf

Evdokimov O.G. BKP_final_3.pdf - третья часть кода в pdf

BKP_Evdokimov_presentazia_final.pdf - презентация ВКР в формате pdf для защиты

BKP_Evdokimov_presentazia_final.pptx - презентация ВКР для защиты в формате pptx

Пояснительная записка Евдокимов О.Г..docx - описание работы на 39 стр в формате docx

Пояснительная записка Евдокимов О.Г..pdf - описание работы на 39 стр а формате pdf

Инструкция использования приложения:

Приложение позволяет решать задачу прогнозирования "Соотношение матрица наполнитель". Для получения прогноза необходимо

а) • запустить app.py,

б) • совершить запуск всех ячеек,

в) • в появившейся строке ( * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)) - нажать на ссылку: http://127.0.0.1:5000/.

г) • В новом открывшемся окне (сайте) ввести 12 входных параметров и нажать "Готово".

д) • в специальном разделе появится результат в виде числа с плавающей точкой.

Автор: Евдокимов Олег Геннадьевич

Выпускная квалификационная работа по программе повышения квалификации «Data Science» в обучающем центре МГТУ им. Н. Э. Баумана 2022 г.

#UPD. В работе есть неточности. Где-то описки, где-то опечатки. Замечаю и исправляю их со временем. Возможно, в данный момент не запускается приложение, но это не точно.