Skip to content
/ KOMPOSIT Public template

Выпускная квалификационная работа по программе повышения квалификации «Data Science» по теме "Прогнозирование конечных свойств новых композиционных материалов"

License

Notifications You must be signed in to change notification settings

Oleg-Evdokimov/KOMPOSIT

Repository files navigation

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.

About

Выпускная квалификационная работа по программе повышения квалификации «Data Science» по теме "Прогнозирование конечных свойств новых композиционных материалов"

Topics

Resources

License

Stars

Watchers

Forks

Releases

No releases published

Packages

No packages published