ክፍል 10 / 11

የምህንድስና ስሌት አውቶሜሽን ከፓይዘን ጋር

ትርፍ፡

  • የኢንጂነሪንግ ስሌትን፣ የዩኒት አስተዳደርን እና መረጃን በ AI-powered Python code በራስ ሰር የማካሄድ ችሎታ
  • በክፍል ፍተሻ፣ በሚታወቅ የውጤት ሙከራ እና በጠርዝ ጉዳዮች የ AI ኮድን የማረጋገጥ ችሎታ
  • ሊደገሙ የሚችሉ፣ ሊታዩ የሚችሉ እና በስሪት ቁጥጥር የሚደረግባቸው የመለያ ሰነዶችን የማምረት ልምድ የማግኘት ችሎታ

በሜካኒካል ኢንጂነሪንግ ውስጥ, ተመሳሳይ ስሌት በተደጋጋሚ ይከናወናል-የክፍሎች ቤተሰብ ጭንቀቶች, የፓምፕ ሃይል ለተለያዩ የስራ ቦታዎች, በተለያየ የሙቀት መጠን የንብረት ጠረጴዛዎች. እነዚህን በእጅ ማድረግ ቀርፋፋ እና ለስህተት የተጋለጠ ነው። ፓይዘን (ለመማር ቀላል የሆነ የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋ ከበለጸጉ ቤተ-መጻሕፍት ለምህንድስና) እነዚህን ድግግሞሾች በራስ-ሰር ያደርጋል። መለያውን ሊደገም የሚችል፣ ሊፈለግ የሚችል እና ስሪቱን ይቆጣጠራል። አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ (AI) Python ኮድን በማመንጨት በሚያስደንቅ ሁኔታ ፈጣን ነው፡ ቀመርን ወደ ተግባር መለወጥ፣ የአሃድ አስተዳደር መጨመር፣ መረጃ ማንበብ፣ ግራፎችን በመሳል። እዚህ ግን አደገኛ የሆነ የተሳሳተ ግንዛቤ አለ፡ ኮዱ ያለ ስሕተት ይሰራል ማለት በትክክል ያሰላል ማለት አይደለም። የ AI ኮድ ትክክል ባልሆነ ክፍል ልወጣ፣ የተሳሳተ ቀመር ወይም በጠርዝ ጉዳዮች ምክንያት የተሳሳቱ ውጤቶችን በጸጥታ ሊመልስ ይችላል፣ እና ፕሮግራሙ ያለ ምንም ስህተት መስራቱን ይቀጥላል። ለዚያም ነው እያንዳንዱ የምህንድስና ኮድ በ AI የተሰራ; የታወቁ ውጤቶች ያላቸው የሙከራ ግብዓቶች በክፍል (መጠን) ማረጋገጫ እና የጠርዝ ኬዝ ሙከራዎች ሳይረጋገጡ አስተማማኝ አይደሉም። በዚህ ክፍል ውስጥ የፓይዘንን መለያ አውቶሜትሽን በ AI እንዴት ማዋቀር እንደሚችሉ ይማራሉ ።

ለምን ኮድ መለያ? የመከታተያ እና የመራባት

በእጅ የሚሰራ ስሌት አንድ ጊዜ ብቻ ነው; አንድ ግቤት ሲቀየር ከባዶ ይከናወናል እና መካከለኛ ደረጃዎች ጠፍተዋል. በኮድ ውስጥ የተደረገው ስሌት ልክ እንደ ሰነድ ነው: ግብዓቶች, ቀመሮች እና ውጤቶች በግልጽ ተጽፈዋል; አንድ ግቤት ለውጠው በሰከንዶች ውስጥ አዲስ ውጤት ያገኛሉ; በስሪት ቁጥጥር (እንደ git ያሉ)፣ "በየትኛው ቀን በየትኛው እሴት ያሰልኩት" መከታተል እንደሚቻል። ይህ ከቁጥጥር እና ከተጠያቂነት አንፃር በዋጋ ሊተመን የማይችል ነው። ነገር ግን ይህ ኃይል በኮዱ ትክክለኛነት ላይ የተመሰረተ ነው; የተሳሳተ ኮድ የተሳሳተ ውጤት ያስገኛል, እንዲሁም በድግግሞሽ እና በፍጥነት.

ጠቃሚ ምክር፡ ለእያንዳንዱ ስሌት ተግባር ከሱ ቀጥሎ ከሚታወቅ እውነተኛ ውጤት ጋር ፈተና ይፃፉ (በፓይዘን አስረግጠው)። ለምሳሌ፣ የእርስዎ የጭንቀት ተግባር በሚታወቅ ናሙና ውስጥ 28.1 MPa መስጠት አለበት። ይህ ፈተና ለወደፊቱ ኮዱን ሲቀይሩ የሆነ ነገር ከጣሱ ወዲያውኑ ያስጠነቅቀዎታል. ያልተፈተነ የምህንድስና ኮድ ያልተረጋገጠ መለያ ነው።

የድምጽ አስተዳደር፡ በጣም የተለመደው የስህተት ምንጭ

በኢንጂነሪንግ ኮድ ውስጥ, አብዛኛዎቹ ስህተቶች ከክፍሎች ይመጣሉ: N በ kN, m with mm, PA with MPa, ይህም በ 1000 ወይም 1,000,000 ጊዜ ግራ ሊጋባ ይችላል. ሁለት መከላከያዎች አሉ. የመጀመሪያው ተግሣጽ ነው፡ አንድ ነጠላ አሃድ ስርዓት ከመጀመሪያው መምረጥ (ለምሳሌ N፣ mm፣ MPa) እና ሁሉንም ግብዓቶች ወደ እሱ መለወጥ እና ክፍሎችን ወደ ተለዋዋጭ ስሞች ማከል (ርዝመት_ሚሜ ፣ ሃይል_N)። ሁለተኛው መሳሪያ ነው፡ እንደ ፒንት ያለ ቤተ-መጽሐፍት ክፍሎቹን በኮዱ ውስጥ ተሸክሞ ወጥ ያልሆነውን አሰራር እንደ ስህተት ይይዛል።

አቀራረብ

እንዴት ነው የሚሰራው

ጥቅም

ተግሣጽ መሰየም

እንደ ኃይል_ኤን ፣ ርዝመት_ሚሜ

ቀላል, ምንም ጥገኛ የለም

ነጠላ አሃድ ስርዓት

ሁሉም ወደ N-mm-MPa ተለውጠዋል

ቀላልነት ፣ ፍጥነት

pint ቤተ መጻሕፍት

ክፍልን በተለዋዋጭ ያንቀሳቅሳል

አለመመጣጠንን በራስ-ሰር ይይዛል

የታወቀ የውጤት ሙከራ

በማጣቀሻነት

የቀመር/የክፍል ስህተት ይይዛል

ይጠንቀቁ፡ አንድ አሃድ ልወጣ በ AI የመነጨ ኮድ ውስጥ ሊጎድል ወይም ትክክል ላይሆን ይችላል እና ኮዱ አሁንም "ይሰራል።" ለምሳሌ፣ ዲያሜትሩ ሚሜ ከሆነ እና ቦታው m² እንዲሆን ከተጠበቀው ውጤቱ በ1,000,000 ጊዜ ይለያያል፣ ነገር ግን ፕሮግራሙ ስህተት አይሰጥም። ኮዱን ከማሄድዎ በፊት የግብአት እና የውጤት ክፍሎችን አስተያየት ይስጡ; ከዚያም ውጤቱን በሚታወቅ ምሳሌ ያቅርቡ.

ደረጃ በደረጃ፡ AI ሊረጋገጥ የሚችል መለያ ኮድ

  1. ችግሩን እና አሃድ ስርዓቱን ግልጽ ያድርጉ. ግብዓቶች፣ ውጤቶች፣ አሃዶች።
  2. ተግባሩን ይፍጠሩ. ነጠላ ተጠያቂ፣ ተርጓሚ፣ የተዋሃደ።
  3. የታወቀ የውጤት ሙከራ ያክሉ። በማጣቀሻ ምሳሌ አስረጅ።
  4. የጠርዝ ጉዳዮችን ይሞክሩ። ዜሮ፣ አሉታዊ፣ በጣም ትልቅ/ትንሽ ግቤት።
  5. የአንድ ክፍል ፍተሻ ያድርጉ። የውጤቱ አሃድ ከሚጠበቀው ጋር ይዛመዳል?
  6. ሰነድ እና ስሪት. ግምቶች, ምንጭ, ቀን; ከጂት ጋር መከታተል።

ተግባራትን እና ሙከራዎችን የሚያመነጭ ጥያቄ

ሚና፡ ልምድ ያለው የፓይዘን ገንቢ የምህንድስና ስሌቶችን መጻፍ። ተግባር፡ ከፍተኛውን የመታጠፍ ጭንቀትን በአራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው የካንቴለር ጨረር ላይ የሚያሰላ ተግባር ይፃፉ። ግቤት፡ F (N)፣ L (ሚሜ)፣ ለ (ሚሜ)፣ ሰ (ሚሜ)። ውጽኢት፡ ሲግማ (MPa)፡ ኮንቬንሽን፡ ዩኒት ሲስተም N-mm-MPa; የእያንዳንዱን ግቤት ክፍል አስተያየት ይስጡ ደንብ: I = b * h ^ 3/12 እና sigma = M * c / I ይጠቀሙ; ደረጃዎቹን አስተያየት ይስጡ ደንብ፡ በታወቀ ውጤት፡ ሲግማ ~ 28.1 MPa ለF=500,L=300,b=20,h=40; በጠንካራነት ያረጋግጡ (ትንሽ መቻቻል)።

የጠርዝ ሁኔታ ጥያቄ

ከላይ በተጠቀሰው ተግባር ላይ የጠርዝ ኬዝ ቼኮችን ያክሉ፡- b፣ h ወይም L ዜሮ ወይም አሉታዊ ከሆኑ ትልቅ ስህተት ይስጡ (ValueErrorን ያሳድጉ) - በጣም ትልቅ/ትንንሽ ግብአቶች ያሉት የትርፍ/ትክክለኛነት ችግር ካለ አስተያየት ይስጡ። እንዲሁም 3 ተጨማሪ የተለያዩ የሙከራ ግብዓቶችን ይጨምሩ እና የሚጠበቀውን ውጤት ይፃፉ; ውጤቱን በእጅ ማረጋገጥ በምችልበት መንገድ አስረዳ።

የክፍል ደህንነት (pint) መጠየቂያ

ተመሳሳይ መለያ ከ'pint' ቤተ-መጽሐፍት ጋር ደህንነቱ የተጠበቀ ክፍል። ግብዓቶች በክፍል (ለምሳሌ 500 * ureg.newton) ይገለጽ። ውጤቱን ወደ MPa ቀይር እና ያትመው። ከተሳሳተ አሃድ ጋር ግብዓት ሲሰጥ pint እንዴት እንደሚሳካ የሚያሳይ ትንሽ ምሳሌ ያክሉ።

የኮድ ማረጋገጫ ጥያቄ

የእኔን የምህንድስና ስሌት ኮድ ከኮድ ግምገማ እይታ በታች ትችት ፣ ከእኔ ጋር አትስማማ። በተለይ፡ የክፍሉ ልወጣ ትክክል ነው፣ ቀመሩ ትክክል ነው፣ የጠርዝ ጉዳዮች (ዜሮ፣ አሉታዊ) ግምት ውስጥ ገብተዋል፣ ፈተናዎቹ በእውነት አረጋግጠዋል? ለእያንዳንዱ ግኝት እንዴት እንደሚስተካከል ይፃፉ።[code]

ደካማ ፈጣን/ጠንካራ ፍጥነት

ደካማ ጥያቄ፡

ለጭንቀት ስሌት የ Python ኮድ ይፃፉ።

የአሃዶች፣ ቀመሮች፣ የግቤት ትርጓሜዎች እና ሙከራዎች ምርጫ የለም፤ AI የሚሰራ ነገር ግን ያልተረጋገጠ እና ክፍሉ የማይታወቅ ኮድ ያመነጫል።

ኃይለኛ ጥያቄ፡-

የመታጠፊያውን የጭንቀት ተግባር በካንቴሊቨር ጨረር ውስጥ ይፃፉ. ግቤት F(N)፣ L(ሚሜ)፣ ለ(ሚሜ)፣ ሰ(ሚሜ)፣ የውጤት ሲግማ(MPa)። N-mm-MPa ስርዓት, እያንዳንዱን ክፍል በአስተያየቱ ውስጥ ይግለጹ. የታወቁ ውጤቶች (F=500, L=300, b=20, h=40 → ~28.1 MPa, assert) ያለው ፈተና ያክሉ። በዜሮ/አሉታዊ ግቤት ላይ ስህተት ስጥ። የጠርዝ ጉዳዮችን መተርጎም.

ሁለተኛው ጥያቄ የአሃድ ስርዓቱን ፣ ቀመርን ፣ ግብዓቶችን ፣ ፈተናን እና የጠርዝ ጉዳዮችን ይፈልጋል ። ኮዱ እንዲረጋገጥ ያደርገዋል።

ሶስት ትናንሽ ጉዳዮች (በቁጥር)

ጉዳይ 1 - የዝምታ ድምጽ ስህተት. በ AI የተሰራው የቦታ ስሌት ዲያሜትሩን በmm ወስዶ mm² ከpi*d*2/4 ጋር ይሰጠዋል፣ነገር ግን የሚቀጥለው መስመር m² የሚጠብቀውን ቀመር ውስጥ ያደርገዋል። ኮዱ ያለ ስህተቶች ይሰራል እና ጭንቀቱን 1,000,000 ጊዜ ዝቅ ያደርገዋል። መሐንዲሱ ፈተናውን በሚታወቅ ውጤት (assert abs(sigma-28.1)<0.5) ሲያካሂድ ፈተናው ይፈነዳል እና ስህተቱ ይያዛል። ምንም ፈተና ከሌለ የተሳሳተው ውጤት ሳይታወቅ ወደ ሪፖርቱ ይገባል. ትምህርት፡ የስራ ኮድ ≠ ትክክለኛ ኮድ።

ጉዳይ 2 - የጠርዝ ግዛት ብልሽት. የአንድ ክፍል ቤተሰብን በሚያዞረው ኮድ ውስጥ ውፍረት h=0 በአንድ መስመር ውስጥ ይገባል ። እኔ = b * h *** 3/12 = 0, sigma = M * c / እኔ በዜሮ ስህተት ክፍፍል ይሰጣል. ምስጋና ለሆነው h<=0፡ የValueError መቆጣጠሪያን በ AI ታክሏል፣ ኮዱ ትርጉም ባለው መልእክት ይቆማል እና በፀጥታ inf አያወጣም። ትምህርት፡ የጠርዝ ጉዳዮችን አስቀድመው ይያዙ።

ጉዳይ 3 - ተደጋጋሚነት ትርፍ. ለ 40 የተለያዩ የአሠራር ነጥቦች የፓምፑን ኃይል በእጅ ለማስላት አንድ መሐንዲስ ግማሽ ቀን ፈጅቷል. በ AI የተፃፈው፣ ስክሪፕቱ ሲኤስቪን ያነባል፣ የእያንዳንዱን መስመር ሃይል ያሰላል እና የታወቀ ነጥብን በማስረጃ ያረጋግጣል፣ ስራውን ወደ ~2 ደቂቃ በመቀነስ ውጤቱን ወደሚታይ ፋይል ይጽፋል። አንድ ግቤት ሲቀየር, ጠረጴዛው በሙሉ በየሰከንዱ ይዘምናል. ትምህርት፡ የተረጋገጠ አውቶማቲክ ፈጣን እና አስተማማኝ ነው።

የተለመዱ ስህተቶች

  • "የተሰራ = ትክክል" ስህተት፡ ያለ ስህተት የሚሰራ ኮድ ማሰቡ ትክክል ነው።
  • ፈተናዎችን አለመጻፍ፡- የሚታወቅ ውጤት ያለ የማጣቀሻ ፈተና በኮድ ላይ መተማመን።
  • የአሃድ አሻሚነት፡ የግቤት/ውጤት ክፍሎችን ያለተተረጎመ መተው፣ ልወጣን መዝለል።
  • የጠርዝ ጉዳዮችን ችላ ማለት፡- ጸጥ ያለ ስህተት ወይም በዜሮ/አሉታዊ ግቤት ላይ ብልሽት።
  • ምንጩን/ግምቱን አለመመዝገብ፡- ጥቅም ላይ የዋለውን ቀመር ምንጭና ግምት አለመጻፍ።
  • የማይሰራ፡ መለያውን መከታተያ (git) ሳያደርጉት እንደ የአንድ ጊዜ ፋይል መተው።

በማጠቃለያው

  • ፓይዘን የኢንጂነሪንግ ስሌትን መድገም የሚቻል፣ ሊፈለግ የሚችል እና ስሪት ቁጥጥር ያደርጋል።
  • AI ኮድ በማመንጨት ላይ በጣም ፈጣን ነው; ነገር ግን ኮዱ ያለ ስህተቶች መስራቱ በትክክል ያሰላል ማለት አይደለም.
  • እያንዳንዱ ኮድ በሚታወቅ የውጤት ሙከራ፣ ክፍል ፍተሻ እና የጠርዝ ጉዳዮች መረጋገጥ አለበት።
  • የክፍል ስህተቶች በጣም ተደጋጋሚ እና በጣም ተንኮለኛ የስህተት ምንጭ ናቸው; በነጠላ አሃድ ስርዓት ፣ በስም ወይም በፒን ይጠበቁ።
  • የተረጋገጠ አውቶማቲክ ጊዜን ይቆጥባል እና በራስ መተማመን ይሰጣል; ያልተረጋገጠ ኮድ አደገኛ ነው።

የመተግበሪያ ተግባር

ተደጋጋሚ የምህንድስና ስሌት ይምረጡ (እንደ ጭንቀት, የፓምፕ ኃይል, የሙቀት ጭነት). ይህንን ስሌት ለሚሰራው የ Python ተግባርን ወደ AI ይፃፉ; የእያንዳንዱን ግብአት እና የውጤት አሃድ አስተያየት ይስጡ እና የታወቀ ውጤት ያለው የማረጋገጫ ሙከራ ያክሉ። ፈተናውን ያሂዱ እና ማለፉን ይመልከቱ። ከዚያ ሁለት ተጨማሪ ማረጋገጫዎችን ያድርጉ፡ ኮዱ ጉልህ የሆነ ስህተት መመለሱን ለመፈተሽ የጠርዝ መያዣ (ዜሮ ወይም አሉታዊ ግቤት) ይሞክሩ እና የውጤቱን ክፍል በምሳሌ ያቅርቡ። ከተቻለ በ pint ውስጥ የሚመረተው አሃድ-አስተማማኝ እትም ይኑርዎት። በመጨረሻም የስሌቱን ግምት፣ የቀመር ምንጭ እና ቀን በኮዱ ላይ እንደ አጭር አርእስት ጨምሩ እና ይህ ኮድ አሁንም የኢንጂነር ይሁንታን ለምን እንደሚያስፈልገው ይፃፉ።

የማረጋገጫ ዝርዝር

  • [] የግብአት እና የውጤት ክፍሎች በኮዱ ውስጥ በግልጽ ተመዝግበዋል; ነጠላ አሃድ ስርዓት ተመርጧል.
  • [ ] የታወቀ ውጤት ያለው ፈተና (ማስረጃ) ተጨምሯል እና አልፏል።
  • [] ቢያንስ አንድ የጠርዝ መያዣ (ዜሮ / አሉታዊ) ተሞክሯል; ኮዱ ትልቅ ስህተት ሰጥቷል።
  • [] የውጤቱ አሃድ የቀረበው በእጅ ምሳሌ ነው ("ተሰራ = ትክክል" ተብሎ ሳይታሰብ)።
  • [] የቀመር ምንጭ፣ ግምቶች እና በኮዱ ውስጥ የተጠቀሰው ቀን።
  • [ ] መለያ መከታተል/መከታተል; የመጨረሻ ይሁንታ ለኢንጅነሩ ተተወ።