Стратегія розробки комп’ютерної моделі цифрових двійників для супроводу функціонування кіберфізичних систем

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorПанкратова, Наталія Дмитрівна
dc.contributor.authorГрішин, Костянтин Дмитрович
dc.date.accessioned2025-01-23T13:26:18Z
dc.date.available2025-01-23T13:26:18Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractОб’єкт дослідження – процеси розробки комп’ютерних моделей цифрових двійників для функціонування кіберфізичних систем. Предмет дослідження – методологія системного аналізу, методологія передбачення, штучний інтелект, сурогатні моделі, методи якісного аналізу, скінчених елементів, концепції Industry 4.0 та 5.0, обчислювальні алгоритми. Мета дослідження – стратегія розробки комп’ютерної моделі цифрових двійників для супроводу функціонування кіберфізичних систем на основі методології системного аналізу та технології штучного інтелекту. Методи дослідження – метод скінченних елементів, метаевристичні алгоритми, методи штучного інтелекту. Результатом є розроблена стратегія побудови комп’ютерної моделі цифрових двійників (КМЦД) для супроводу функціонування кіберфізичних систем у вигляді мостів, реалізована у програмному продукті на мові Python. КМЦД складається з моделі мосту на основі методу скінченних елементів в середовищі ANSYS, модуля дизайну та модуля динамічного зважування. Модулем дизайну мінімізована маса конструкції при заданих параметрах та обмеженнях. Модулем динамічного зважування створено модель штучного інтелекту, яка оцінює вагу вантажівок за показниками сенсорів. Новизна полягає в створенні комп’ютерної моделі цифрового двійника мосту, що базується на розробці дизайну мостів сучасними сурогатними моделями та налаштуванням їх гіперпараметрів, розвитку архітектур нейронних мереж для систем динамічного зважування.
dc.description.abstractotherObject of study – processes of digital twins’ computer models development for cyber-physical systems functioning support. Subject of the study – system analysis methodology, prediction methodology, artificial intelligence, surrogate models, methods of qualitative analysis, finite elements, Industry 4.0 and 5.0 concepts, computational algorithms. Purpose of the study – strategy of digital twins’ computer model development for cyber-physical systems functioning support on the basis of system analysis methodology and artificial intelligence technologies. Methods of the research – finite element method, metaheuristic algorithms, artificial intelligence methods. The result is a developed strategy of building digital twin computer model (DTCM) to support the functioning of cyber-physical systems in the form of bridges, implemented as a software product in Python. DTCM comprises a bridge model based on the finite element method in the ANSYS software, a design module, and weigh-in-motion module. The design module was used to minimize the structure's mass under given parameters and constraints. Via weigh-in-motion module an artificial intelligence model that estimates the vehicles’ weight based on sensor data was created. Novelty of the work lies in creation of bridge digital twin computer model, which is based on bridge design development using modern surrogate models and tuning their hyperparameters, as well as advancing neural network architectures for weigh-in-motion systems.
dc.format.extent159 с.
dc.identifier.citationГрішин, К. Д. Стратегія розробки комп’ютерної моделі цифрових двійників для супроводу функціонування кіберфізичних систем : магістерська дис. : 124 Системний аналіз / Грішин Костянтин Дмитрович. - Київ, 2024. - 159 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/72145
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectцифровий двійник
dc.subjectкіберфізична система
dc.subjectметод скінченних елементів
dc.subjectалгоритм рою частинок
dc.subjectсурогатна модель
dc.subjectбаєсівська оптимізація
dc.subjectсистема динамічного зважування мосту
dc.subjectрекурентні нейронні мережі
dc.subjectdigital twin
dc.subjectcyber-physical system
dc.subjectfinite element method
dc.subjectparticle swarm optimization
dc.subjectsurrogate model
dc.subjectbayesian optimization
dc.subjectbridge weigh-in-motion
dc.subjectrecurrent neural networks
dc.subject.udc004.94:004.89](043.3)
dc.titleСтратегія розробки комп’ютерної моделі цифрових двійників для супроводу функціонування кіберфізичних систем
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Grishyn_magistr.pdf
Розмір:
5.02 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ММСА)
Магістерські роботи