Modelo de regressão por processos gaussianos aplicado a problemas de otimização estrutural via meta-heurísticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cunha, Robson Ortz Oliveira
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12243
Resumo: A otimização estrutural é uma importante área da engenharia que vem sendo explorada, sobretudo no setor industrial, devido a sua grande gama de problemas que impactam diretamente na economia e no processo de produção como um todo. A criação de métodos que resolvam tais problemas de forma mais eficiente e/ou que produzam resultados mais fidedignos tem ganhado importância nas mais diversas áreas do conhecimento. Nesse sentido, propomos um estudo do Modelo de Regressão por Processos Gaussianos e sua utilização como metamodelo no processo de otimização estrutural via Evolução Diferencial (Differential Evolution, DE). A partir da construção do arcabouço teórico que promove a interdisciplinaridade entre as duas áreas (Estatística e Ciência da Computação), buscamos aplicá-lo em um problema real de engenharia, em dois diferentes casos de arranjos estruturais. Além disso, através do software R, usado nas análises e testes estatísticos prévios, e da linguagem de programação Python, usado para o desenvolvimento do processo de otimização por Evolução Diferencial assistido pelo metamodelo estatístico, apresentamos os resultados acerca dos testes e os comparamos com o método clássico da DE.
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Nesse sentido, propomos um estudo do Modelo de Regressão por Processos Gaussianos e sua utilização como metamodelo no processo de otimização estrutural via Evolução Diferencial (Differential Evolution, DE). A partir da construção do arcabouço teórico que promove a interdisciplinaridade entre as duas áreas (Estatística e Ciência da Computação), buscamos aplicá-lo em um problema real de engenharia, em dois diferentes casos de arranjos estruturais. Além disso, através do software R, usado nas análises e testes estatísticos prévios, e da linguagem de programação Python, usado para o desenvolvimento do processo de otimização por Evolução Diferencial assistido pelo metamodelo estatístico, apresentamos os resultados acerca dos testes e os comparamos com o método clássico da DE.The structural optimization is an important enginnering area that is being explored, specially in the industrial sector, because of its great gamma of problems that impact directly the economy and the production process as a whole. The creation of methods that solve such problems in a more effective manner and/or produce more trustworthy results has gained importance in the most diverse knowledge areas. Following this thought, we propose a Gaussian Process Regression Model study and its use as a surrogate model in the structural optimization process via Diferential Evolution (DE). From the construction of the theoretical framework that promotes the interdisciplinarity between the two areas (Statistics and Computer Science), we apply it in a real problem of enginnering, in five different cases of structural arrangements. Furthermore, through the R software, used in the previous statistical analysis and tests, and the programming language Python, used for the development of optimization process through Diferential Evolution assisted by the statistical surrogate model, we present the test results and compare them to the classical method of the DE.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)UFJFBrasilICE – Instituto de Ciências Exatashttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICAProcessos GaussianosMetamodelosMetaheurísticasEvolução DiferencialGaussian ProcessesSurrogate ModelMetaheuristicsDifferential EvolutionModelo de regressão por processos gaussianos aplicado a problemas de otimização estrutural via meta-heurísticasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12243/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALrobsonortzcunha.pdfrobsonortzcunha.pdfRobson Ortz Cunhaapplication/pdf2469811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12243/4/robsonortzcunha.pdfca1831cb979e97aba60bfc3e172580e0MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12243/5/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD55TEXTrobsonortzcunha.pdf.txtrobsonortzcunha.pdf.txtExtracted texttext/plain104009https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12243/6/robsonortzcunha.pdf.txtdf00c8b907fc6c84b5c9493a780ba083MD56THUMBNAILrobsonortzcunha.pdf.jpgrobsonortzcunha.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1161https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12243/7/robsonortzcunha.pdf.jpgcc5908b4f7e66067e3cb0b39b19f696cMD57ufjf/122432021-01-21 04:08:01.093oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/12243Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2021-01-21T06:08:01Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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