AI

Παραδοτέο Π1 — Έργο επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας, φορολογικό έτος 2025

Καινοτόμος αλγόριθμος τεχνητής νοημοσύνης και υπολογιστικά εργαλεία ανάλυσης και πρόβλεψης της συμπεριφοράς συστημάτων αλουμινίου

Τίτλος έργου: «Έργο επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας για την άρση επιστημονικής και τεχνολογικής αβεβαιότητας ως προς την πυραντίσταση, τη θερμοδιακοπή, την ηχομείωση και τη μηχανική αντοχή συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών γεωμετριών και συνδυασμών υλικών υπό ακραίες και πραγματικές συνθήκες εφαρμογής, μέσω γεωμετρικής μοντελοποίησης CAD, προσομοιώσεων CAE και ανάπτυξης καινοτόμων αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης»

---

1. Στόχος του παραδοτέου

Στόχος του Παραδοτέου Π1 είναι η ανάπτυξη και τεκμηρίωση καινοτόμου αλγορίθμου τεχνητής νοημοσύνης και συναφών υπολογιστικών εργαλείων για την επεξεργασία, συσχέτιση και αξιοποίηση των πειραματικών και υπολογιστικών δεδομένων που παρήχθησαν κατά την υλοποίηση του έργου.

Η ερευνητική δραστηριότητα αποσκοπεί στη διερεύνηση της δυνατότητας πρόβλεψης της συμπεριφοράς συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών γεωμετριών και συνδυασμών υλικών ως προς την πυραντίσταση, τη θερμική συμπεριφορά και τη θερμοδιακοπή, την ηχομείωση και τη μηχανική αντοχή.

Κρίσιμο ερευνητικό ερώτημα αποτέλεσε κατά πόσο είναι δυνατή η ανάπτυξη αλγοριθμικών μοντέλων τα οποία, αξιοποιώντας δεδομένα από διαφορετικές πηγές, μπορούν να αναγνωρίζουν σύνθετες σχέσεις μεταξύ γεωμετρίας, υλικών, συνθηκών φόρτισης και τελικής απόκρισης και να παρέχουν αξιόπιστες προβλέψεις για νέες γεωμετρικές διαμορφώσεις και συνδυασμούς υλικών.

2. Επιστημονική και τεχνολογική αβεβαιότητα

Η ανάπτυξη του αλγορίθμου δεν βασίστηκε στην εφαρμογή μίας προκαθορισμένης και εκ των προτέρων γνωστής λύσης. Κατά την έναρξη της έρευνας δεν ήταν γνωστό:

• εάν τα πειραματικά και υπολογιστικά δεδομένα διαφορετικής προέλευσης μπορούν να συσχετιστούν με επαρκή αξιοπιστία,
• ποιες γεωμετρικές και υλικές παράμετροι επηρεάζουν περισσότερο την τελική απόκριση των συστημάτων,
• εάν τα αριθμητικά δεδομένα των προσομοιώσεων μπορούν να αξιοποιηθούν από κοινού με πραγματικά αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών,
• εάν είναι δυνατή η αναγνώριση γενικεύσιμων σχέσεων μεταξύ της γεωμετρίας και της συμπεριφοράς των συστημάτων,
• ποιος βαθμός απόκλισης μεταξύ πειραματικών και υπολογιστικών αποτελεσμάτων είναι δυνατόν να αντιμετωπιστεί μέσω της αλγοριθμικής επεξεργασίας και
• εάν τα αναπτυσσόμενα μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς γεωμετρικών διαμορφώσεων που δεν έχουν προηγουμένως εξεταστεί πειραματικά.

Η ακρίβεια, η αξιοπιστία και η δυνατότητα γενίκευσης των αλγορίθμων αποτέλεσαν συνεπώς αντικείμενο της ίδιας της επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας.

3. Δεδομένα εισόδου

Για την ανάπτυξη και αξιολόγηση των αλγοριθμικών μοντέλων αξιοποιήθηκαν δεδομένα που προέκυψαν από τις επιμέρους Ενότητες Εργασίας του έργου και ειδικότερα:

3.1 Γεωμετρικά δεδομένα CAD

Αξιοποιήθηκαν παραμετρικά και υψηλής ακρίβειας γεωμετρικά μοντέλα συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών διατομών, γεωμετριών, διαστάσεων, συνδέσεων και συνδυασμών υλικών. Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά χρησιμοποιήθηκαν ως βασικές παράμετροι περιγραφής των εξεταζόμενων συστημάτων.

3.2 Υπολογιστικά δεδομένα CAE

Αξιοποιήθηκαν αποτελέσματα από υπολογιστικά μοντέλα και προσομοιώσεις CAE με μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων και ισογεωμετρικής ανάλυσης. Τα υπολογιστικά δεδομένα αφορούσαν ιδίως:

• θερμοκρασιακές κατανομές και μετάδοση θερμότητας,
• ακουστική συμπεριφορά,
• τάσεις, παραμορφώσεις και μηχανική απόκριση,
• πιθανές μορφές αστοχίας και
• συμπεριφορά υπό διαφορετικές συνθήκες φόρτισης.

3.3 Πειραματικά δεδομένα

Στην ερευνητική διαδικασία ενσωματώθηκαν αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών και μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν στις εγκαταστάσεις της ΕΞΑΛΚΟ Α.Ε. και από εξωτερικούς εξειδικευμένους φορείς δοκιμών. Τα πειραματικά δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν ως δεδομένα αναφοράς για την αξιολόγηση των υπολογιστικών και αλγοριθμικών προβλέψεων.

4. Ερευνητική μεθοδολογία ανάπτυξης

Η ανάπτυξη του αλγορίθμου τεχνητής νοημοσύνης πραγματοποιήθηκε επαναληπτικά και περιέλαβε τα ακόλουθα στάδια:

1. Συγκέντρωση δεδομένων. Συγκεντρώθηκαν τα γεωμετρικά, υπολογιστικά και πειραματικά δεδομένα που παρήχθησαν από τις ΕΕ1–ΕΕ6 και ΕΕ8.
2. Οργάνωση και προεπεξεργασία. Τα δεδομένα οργανώθηκαν με τρόπο που να καθιστά δυνατή τη συσχέτιση μεταξύ των παραμέτρων εισόδου και των αντίστοιχων αποκρίσεων των εξεταζόμενων συστημάτων.
3. Προσδιορισμός κρίσιμων παραμέτρων. Διερευνήθηκαν οι γεωμετρικές, υλικές, θερμικές, ακουστικές και μηχανικές παράμετροι που επηρεάζουν την απόκριση των συστημάτων.
4. Ανάπτυξη αλγοριθμικών μοντέλων. Αναπτύχθηκαν και αξιολογήθηκαν αλγοριθμικές προσεγγίσεις τεχνητής νοημοσύνης για τη συσχέτιση των παραμέτρων εισόδου με τα αποτελέσματα των υπολογιστικών και εργαστηριακών δοκιμών.
5. Εκπαίδευση και αξιολόγηση. Τα μοντέλα αξιολογήθηκαν επαναληπτικά ως προς τη δυνατότητά τους να αναπαράγουν γνωστές αποκρίσεις και να εξάγουν προβλέψεις για διαφορετικές γεωμετρικές και υλικές διαμορφώσεις.
6. Σύγκριση με πειραματικά αποτελέσματα. Οι αλγοριθμικές και υπολογιστικές προβλέψεις συγκρίθηκαν με τα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα.
7. Επαναληπτική βελτίωση. Οι αποκλίσεις που εντοπίζονταν χρησιμοποιήθηκαν για την επανεξέταση των χρησιμοποιούμενων παραμέτρων και την περαιτέρω βελτίωση των αναπτυσσόμενων μοντέλων.

5. Υπολογιστικά εργαλεία

Στο πλαίσιο του Παραδοτέου Π1 αναπτύχθηκαν συναφή υπολογιστικά εργαλεία που υποστηρίζουν:

• την οργάνωση των δεδομένων του έργου,
• την επεξεργασία των πειραματικών και υπολογιστικών αποτελεσμάτων,
• τη συσχέτιση γεωμετρικών παραμέτρων με την τελική απόκριση,
• την αξιολόγηση κρίσιμων παραμέτρων,
• την εκτέλεση των αλγοριθμικών μοντέλων,
• τη σύγκριση προβλέψεων και πραγματικών ή υπολογιστικών αποτελεσμάτων και
• την παραγωγή προβλέψεων για νέες γεωμετρικές διαμορφώσεις και συνδυασμούς υλικών.

6. Αποτελέσματα

Μέσω της υλοποίησης της ΕΕ7 και της αξιοποίησης των αποτελεσμάτων των υπολοίπων Ενοτήτων Εργασίας αναπτύχθηκε ένα ενιαίο αλγοριθμικό και υπολογιστικό πλαίσιο για την ανάλυση της συμπεριφοράς των εξεταζόμενων συστημάτων αλουμινίου. Η ερευνητική δραστηριότητα:

• επέτρεψε τη συσχέτιση γεωμετρικών, υπολογιστικών και πειραματικών δεδομένων,
• υποστήριξε την αναγνώριση κρίσιμων παραμέτρων που επηρεάζουν την απόκριση των συστημάτων,
• επέτρεψε τη διερεύνηση σύνθετων σχέσεων μεταξύ γεωμετρίας, υλικών και συνθηκών εφαρμογής,
• δημιούργησε τη δυνατότητα υπολογιστικής διερεύνησης νέων σχεδιαστικών διαμορφώσεων,
• παρείχε μηχανισμό σύγκρισης υπολογιστικών, πειραματικών και αλγοριθμικών αποτελεσμάτων και
• συνέβαλε στον περιορισμό της αρχικής επιστημονικής και τεχνολογικής αβεβαιότητας ως προς τη δυνατότητα πρόβλεψης της συμπεριφοράς νέων συστημάτων αλουμινίου.

Τα αποτελέσματα δεν καταργούν την ανάγκη εργαστηριακής επιβεβαίωσης νέων συστημάτων. Παρέχουν όμως ένα πρόσθετο επιστημονικό και υπολογιστικό εργαλείο για τη συστηματικότερη επιλογή και αξιολόγηση των γεωμετρικών και υλικών διαμορφώσεων που παρουσιάζουν ερευνητικό και βιομηχανικό ενδιαφέρον.

7. Σύνδεση με τις Ενότητες Εργασίας

Το Παραδοτέο Π1 αποτελεί κυρίως αποτέλεσμα των:

• ΕΕ5: Ανάπτυξη προηγμένων γεωμετρικών μοντέλων CAD
• ΕΕ6: Ανάπτυξη και εφαρμογή υπολογιστικών μοντέλων CAE
• ΕΕ7: Ανάπτυξη καινοτόμων αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης

ενώ αξιοποιεί ως δεδομένα και στοιχεία επαλήθευσης τα αποτελέσματα των ΕΕ1, ΕΕ2, ΕΕ3, ΕΕ4 και ΕΕ8.

8. Τεκμήρια υλοποίησης

Η υλοποίηση του Παραδοτέου Π1 τεκμηριώνεται από:

• τα αναπτυχθέντα γεωμετρικά μοντέλα και σχέδια CAD,
• τα αποτελέσματα των υπολογιστικών αναλύσεων CAE,
• τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών και μετρήσεων,
• τις συγκρίσεις πειραματικών και υπολογιστικών αποτελεσμάτων,
• τα αναπτυχθέντα αλγοριθμικά μοντέλα και
• τα συναφή υπολογιστικά εργαλεία ανάλυσης και πρόβλεψης.

---

Η παρούσα διαδικτυακή ενότητα αποτελεί το Παραδοτέο Π1 του έργου και παραδίδεται αποκλειστικά σε διαδικτυακή μορφή. Η συγκεντρωτική τεχνική τεκμηρίωση της έρευνας περιλαμβάνεται στο Παραδοτέο Π2.