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DoE集成

组件名称DoE集成
工具集设计分析优化
组件作者雪浪云-修能
文档版本1.0
功能将若干DoE算法集成为一个组件
镜像名称suanpan_mdo:latest
开发语言Python

组件原理​

  1. 将若干中DoE算法集成为一个组件，根据选择的算法自动生成设计点；
  2. 加上design_id，批量发给仿真接口；
  3. 仿真接口每次返回一个design_id设计点结果，本节点再发送一个设计点给仿真接口，直到发送完毕。最后一次结束时再另外输出一个空的Json字符串：即{}，通知其他组件发送完毕结束这个状态；

输入桩​

输入端子1​

  • 端口名称：待生成参数及取值范围；
  • 功能描述：接收优化问题定义，用于重新定义DoE参数生成算法组件的待生成（标定）参数及取值范围参数。即当右面板配置项“待生成（标定）参数及取值范围”为空时，需要至少收到一次本输入端子的输入给待生成（标定）参数及取值范围赋值。
  • 输入类型：对象；
  • 示例：
{
  "inputs": [
    {"param": "length", "min": 0, "max": 2, "default": 1},
    {"param": "width", "min": 0, "max": 2, "default": 1},
    {"param": "height", "min": 0, "max": 2, "default": 1}
  ]
}

输入端子2​

  • 端口名称：仿真结果；
  • 功能描述：仿真的结果或任意非空数据，仅作为触发使用，用于输出下一个仿真参数（即设计点）；
  • 输入类型：对象；
  • 示例：
{
  "design_id": 3,
  "Volume": 4.964462086375574,
  "Surface": 17.542690545605996
}

输出桩​

输出端子1​

  • 端口名称：仿真参数；
  • 功能描述：仿真参数用于作为仿真接口组件的输入，其中包含design_id。每次输出后内部design_id累加1，最后一次结束时再另外输出一个空的Json字符串：即{}，通知其他组件发送完毕结束这个状态；
  • 输出类型：对象；
  • 示例：
{
  "design_id": 3,
  "length": 1.5918367346938775,
  "width": 1.5918367346938775,
  "height": 1.9591836734693877
}

数据接收方式​

异步模式。

参数配置​

本组件部署前不需要配置任何参数，部署后在弹窗页面中编辑参数取值范围，目标和约束，定义基于公式的变量。


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参数标签列​

  • Param：参数名称，与仿真接口组件中解析的仿真模型输入参数保持一致
  • Type：参数类型，连续取值（Continuous）离散取值（Discrete）,离散取值需定义离散参数集，则该参数的doe输出数据从定义的离散参数集中选取
  • Set: 离散参数集，仅当参数类型（Type）选择（Discrete）时被激活，此处指定定义好的离散参数集
  • Min ：下限值，该参数的取值下限
  • Default：默认值，该参数的默认取值
  • Max：上限值，该参数的取值上限
  • Level：与选择的doe算法有关，指定各参数水平

Doe算法选择​

  • 2水平全因子：Level=2，即各参数取值为[min, max]，根据参数个数n，生成设计点个数为2^n；
  • 3水平全因子：Level=3，即各参数取值为[min, (min+max)/2, max]，根据参数个数n，生成设计点个数为3^n；
  • 广义全因子：参数设置栏显示level列，用户手动输入个参数的level值，根据每个输入参数的level，生成设计点个数为各个参数level值的乘积
  • Latin Hypercube：基于Latin Hypercube设计点集合生成算法自动生成设计点，用户需要在doe参数设置栏手动输入生成的设计点个数
  • 正交设计：基于正交设计表生成设计点，设计点数由算法计算得出，显示在doe参数设置栏，且不可更改
  • Box Behnken：基于Box Behnken设计点集合生成算法自动生成设计点，该算法要求参数个数大于两个；中心值:生成的DoE所需要的中心点的个数，默认为1，例如输入可选范围是[0, 10, 20]，中心值为1，则表示被选中的中心点个数为1，即数值为10的输入，一般无需关注该值；设计点数由算法计算得出，显示在doe参数设置栏，且不可更改
  • custom：根据用户上传的文件（限定为csv/xlsx/xls），读取其中参数列表，下发doe设计点；设计点数由文件中数据行数减一（文件第一行为表头，需填写各个参数名）

Doe参数设置​

  • 参数个数：参数设置栏中的参数个数，参数设置完后自动更新，不可更改
  • 设计点个数：由算法自动计算或用户手动填写（Latin Hypercube/custom），生成的将要下发的Doe设计点个数
  • 并发数：首次发送的设计点数目，如其值为3，即首次启动时候连续发送3个design_id的参数点到仿真接口（仿真接口负责动态分配仿真实例运行3个设计点），仿真接口一次返回一个结果（A）设计点，本组件收到一个结果会再发送一个design_id的参数点给仿真接口；

填写名称​

指定本次运行的案例名称，方便此案例以及相应的设计点和结果文件写入数据库后，在数据库中搜索查找此案例。

表格支持复制黏贴​

另外：弹窗支持用户将表格中的参数信息复制到本地Excel表格中，也可以将先在本地Excel表格中将数据整理好，黏贴到组件弹窗中。避免了用户在弹窗中手动逐一输入参数，容易出错。


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运行调优​

建议不进行特别配置，按照平台的默认分配运行。

使用方法​

未部署状态下的操作​

后面板连接​



部署状态下的操作​

该组件使用前需先在仿真接口组件中将仿真模型的参数进行解析，在仿真接口组件的弹窗中点击保存，将其解析参数下发给sim2mdo组件，由sim2mdo组件将仿真模型的输入参数转换为全局变量，供DOE集成组件读取。


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需要将doe计算所需参数填写完整，如输入参数取值范围、doe算法及其相关设置参数；
点击输出设计点按钮，组件会将设置的输入参数名与仿真接口组件解析的参数名进行对比，如保持一致则正常输出doe设计点数据，如不一致，则提示用户进行修改。

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