예측 분석을 위한 머신러닝과 불확실성의 정량화

Screenshot 2023-06-08 at 15.06.37
2

예측 분석을 위한 불확실성의 정량화 SmartUQ

SmartUQ는 실제 변동성과 확률적 거동을 공학 시스템 분석으로 통합하는 강력한 예측 분석 / 불확실성 정량화 소프트웨어 입니다. SmartUQ의 인공지능(AI)과 머신러닝(ML)을 이용하여 시뮬레이션 데이터 기반의 최적 설계 머신러닝 모델을 학습할 수 있습니다. 또한 SmartUQ의 머신러닝 지원 시뮬레이션을 이용하여 프로세스 제어, 유지관리, 허용 오차분석 및 계산 결과에 대한 위험 분석 등을 할 수 있습니다. 

SmartUQ는 자동차, 항공 우주 및 기계, 의료 기기, 반도체, 에너지 토목 등 모든 업계에서 고도로 복잡한 문제를 해결하는데 있어 불확실성을 고려한, 의사 결정 프로세스를 지원하고 있습니다.

SmartUQ는 설계자 CAE를 위한  최신 실험 계획 법(DOE)과 인텔리전트인 샘플링 알고리즘, 머신 학습 모델링, 통계적 보정, 최적화, 감도 해석, 반대 해석, 불확실성의 전파 등 강력한 분석 도구를 갖추고 있습니다.

logo_smartuq

SmartUQ는 미국, 위스콘신을 위치해 있으며, 시뮬레이션이나 시험 및 복잡한 업무 시스템에 독자적인 해석과 불확실성의 정량화 솔루션을 제공하는 소프트웨어 및 컨설팅 회사입니다. 세계 정상급 통계 전문가 팀이 이끄는 SmartUQ는 엔지니어링 분석, 불확실성의 정량화, 디지털 트윈, CAD/CAE모델링, 시뮬레이션 분야에서 풍부한 경험을 갖고 있습니다.

불확실성의 정량화(Uncertainty Quantification:UQ)란?

계산 공학이나 실제의 불확실성을 정량화 하는 것을 의미합니다. 시뮬레이션과 시험은 일반적으로 “시스템에 단일 입력을 제공하면 어떤 일이 발생하는가?“ “시스템이 불확실하고 변화할 수 있는 입력범위를 가지는 경우에 무슨 일이 일어나는가?“ 에 대한 해답을 제공합니다. 그런데 현실에서는 불확실성이 있으므로 두  물리적 실험에서 동일한 결과 값을 얻을 수 없습니다.

불확실성은 엔지니어링 모델링 및 설계의 거의 모든 측면에 영향을 끼칩니다. 엔지니어는 수년 동안 측정 오차, 불확실한 재료 특성 및 알려지지 않은 설계 수요 프로파일에 대한 안전 계수를 포함하고 설계를 철저히 하여 테스트하여 해결해 왔습니다.

불확실성의 원인을 보다 깊게 이해하고 신뢰성의 정도를 정량적으로 파악 한다면 보다 확실한 의사결정을 할 수 있습니다.

예측 모델 구축 : 복잡한 엔지니어링 시뮬레이션을 모방하도록 훈련 되었습니다.
민감도 분석 : 결과에 미치는 영향에 따라 매개변수의 순위를 나열합니다.
통계 보정 : 시뮬레이션 모델과 물리적 테스트 간의 불일치 및 불확실성을 처리합니다.
역문제 해석 : 부적합하고 희소한 모델 입력에 대한 기저분포를 결정 합니다.
Uncertainty is Everywhere

엔지니어링을 위한 예측 분석

예측 분석은 실시간 분석 및 미래 예측을 위해 사용되는 고급 분석 기술로써 예측 모델을 개발하는데 이용됩니다. 시뮬레이션 모델링, 제조, 운영 및 센서 데이터와 같은 모든 유형의 데이터 세트를 사용하여 훈련된 예측 모델이며, SmartUQ 예측 유지 관리 및 위험 분석과 같은 복잡한 분석을 신속하게 수행합니다.

SmartUQ의 산업 규모 예측 분석 프로그램

  • 가상 센서 및 예측 유지 관리
  • 시뮬레이션 수요 감소
  • 근본 원인 분석
  • 모델 보정 및 검증
  • 디지털 트윈

변화하는 형상 시스템을 위한 머신 학습

연관된 서로 다른 형상, 격자 및 좌표계가 있는 도메인을 시뮬레이션 하는 것은 매우 중요한 부분입니다. 형상 최적화, 허용오차 분석, 물리적 측정에 대한 보정, 공간 응답에 대한 불확실성 정량화와 같은 작업에서는 다양한 형상을 처리해야 합니다.

SmartUQ의 가변 형상 에뮬레이터는 SmartUQ의 스페이스 에뮬레이션 기능을 확장하여 입력이 스페이스 응답에 미치는 영향과 결과적인 형상이나 격자에 미치는 영향을 파악합니다. 이를 통해 다양한 형상 시뮬레이션과 측정에 대한 빠르고 정확한 대리 모델링이 가능해집니다.

형상 에뮬레이터 변경 :
메시 또는 좌표 제한 없이 공간 시스템의 머신 학습 모델 구축 가능

changing-geometry

의사결정을 위한 UQ

데이터가 어디에서 나왔든지 – 시뮬레이션, 물리적 실험, 센서 또는 디지털 트윈 – 언제나 불확실성의 요소가 있습니다. 추정에 의존하지 마세요. 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 불확실성 계량화하여 모든 가능한 결과를 고려함으로써 의사 결정 과정을 최적화 할 수 있으며, 이는 위험을 감소 시키고 결과에 대한 더 큰 신뢰성을 얻을 수 있습니다.

SmartUQ가 다음을 포함한 모든 데이터 유형에서 의사 결정을 최적화하는 방법을 확인하십시오.

  • 적층제조
  • 디지털 트윈
  • 가상센서
  • 시뮬레이션
1212음-1

분석을 통한 가속화: 제한된 데이터로부터 최대의 통찰력을 얻으세요.

Acceleration with Analytics

시간과 자원은 항상 제한적이며 때로는 소수의 데이터 포인트를 기반으로 중요한 결정을 내려야 할 수도 있습니다. SmartUQ는 최소한의 데이터에서 많은 정보를 얻을 수 있도록 도와드립니다:

  • 기존 데이터를 활용하면서 새로운 데이터의 샘플링을 최적화합니다.
  • 기존 데이터를 활용하면서 균형 잡힌 공간 채우기 샘플을 생성합니다.
  • 필요한 경우에만 데이터 세트를 정확하게 개선하기 위해 직접 샘플링합니다.
  • 정확한 에뮬레이션을 통해 전체 디자인 공간을 탐색합니다.
  • 디자인 및 테스트 반복을 줄여 시간과 자원을 절약할 수 있습니다.

분석을 한 단계 업그레이드

다음과 같은 다양한 기능을 제공합니다.

  • 실험 설계
  • 에뮬레이션
  • 통계 보정
  • 민감도 분석
  • 불확실성 전파
  • 통계적 최적화
  • 역분석

    분석을 활용하여 더 깊은 통찰력을 얻고 더 나은 제품을 더 빨리 만드십시오.
functional_emulator_screenshot

통계적 보정: 물리적 데이터에서의 그라운드 시뮬레이션

Feature_Calibration

시뮬레이션의 신뢰도 또는 예측 능력을 향상시키기 위해 모델을 구축할 때 보정이 필요합니다. SmartUQ는 전용 도구를 갖추고 있어 모델 보정을 용이하게 할 수 있습니다. 특화된 하이브리드 실험 설계 생성기와 자동화된 통계적 보정을 포함합니다. 최적의 매개 변수를 빠르게 찾고 모델의 불일치를 자신있게 평가하여 모델 유효성을 향상시킬 수 있습니다.

불확실성은 어디에나 존재합니다.

불확실성은 모든 시스템의 존재합니다. 측정 정확도, 재료 속성, 시나리오 실행, 모델 근사치 및 알 수 없는 미래의 이벤트로부터 발생합니다. 모델 경계 조건, 초기 조건 및 매개 변수의 불확실성으로 인해 가장 중요한 물음에 답을 내놓기 어려워 집니다. 
모든 요구 사항을 충족하고 최적화 할 수 있습니까?

histogram

SmartUQ 사용사례

HVAC 기업 향상된 압축기 성능 매핑
방위산업 블랙박스 기능 예측 테스트
대형엔진 시스템 엔진 가상센서 생성
반도체 장비 제조 공정 디지털 트윈

필요하신 제품이 있으십니까?

김화기술은 고객이 원하는 제품을 찾아드립니다. 김화기술과 연계된 많은 파트너사가 도움을 드립니다. 언제든지 연락주세요.