0

دانلود کتاب یادگیری ماشینی مبتنی بر دامنه برای تولید هوشمند

بازدید 423
  • عنوان کتاب: Domain-informed Machine Learning for Smart Manufacturing
  • نویسنده: Qiang Huang
  • حوزه: یادگیری ماشین
  • سال انتشار: 2025
  • تعداد صفحه: 414
  • زبان اصلی: انگلیسی
  • نوع فایل: pdf
  • حجم فایل: 18.3 مگابایت

در طول دو دهه گذشته، پیشرفت‌های فناوری در تولید و محاسبات، راه را برای انقلاب صنعتی چهارم هموار کرده است. محصولات شخصی‌سازی‌شده مانند ایمپلنت‌های پزشکی چاپ سه‌بعدی، بیشتر در دسترس عموم قرار گرفته‌اند. سرعت بالای هوش مصنوعی (AI)، یادگیری ماشینی و تحول دیجیتال تولید را می‌توان در زندگی روزمره ما احساس کرد. گذار از الگوی تولید انبوه صد ساله به الگوی تولید شخصی‌سازی‌شده، به طور فزاینده‌ای به واقعیتی برای تمایز ارزش تبدیل شده است. این ممکن است یکی از بهترین زمان‌ها برای تحقیقات تولید هوشمند باشد. کنترل کیفیت محصول همچنان برای اقتصاد مقیاس در تولید انبوه و اقتصاد دامنه در تولید شخصی‌سازی‌شده ضروری است. آمار، مبنای علمی برای استنباط کیفیت کل جمعیت محصول در تولید انبوه فراهم کرده است که در آن هزینه یادگیری از نمونه‌های محصول با افزایش مقیاس کاهش می‌یابد. در تولید شخصی‌سازی‌شده، کنترل کیفیت با این سوال اساسی روبرو است که چگونه می‌توان کیفیت هر نوع محصول را با یک یا چند واحد تضمین کرد؛ به طور خاص‌تر، چگونه می‌توان کیفیت کل جمعیت انواع محصول را بر اساس یک نمونه یا زیرمجموعه‌ای از انواع محصول استنباط کرد؟ آیا این بدان معناست که باید از چارچوب کنترل کیفیت آماری موجود فاصله بگیریم؟ این کتاب با هدف ارائه یادگیری ماشینی/آماریِ مبتنی بر دامنه به عنوان یک استراتژی مناسب برای پرداختن به چالش کنترل کیفیت در تولید شخصی‌سازی‌شده، تدوین شده است. با ادغام دانش دامنه، مدل‌های یادگیری ماشینی می‌توانند در حضور داده‌های ناقص یا محدود، قوی باقی بمانند و پیش‌بینی‌های قابل تفسیر و بینش‌های قابل تعمیم ارائه دهند. با این حال، یادگیری ماشینی برای تولید اغلب توسط مسائل خاص دنیای واقعی با جزئیات مهندسی فراوان، انگیزه می‌گیرد. معمولاً برای تعریف و فرموله کردن مسائل یادگیری معنادار دامنه برای موارد فردی، جمع‌آوری اقتصادی داده‌های مناسب، شناسایی نمایش اطلاعات زمینه‌ای، ابداع مدل‌های قابل تفسیر، تعمیم بینش‌ها و استقرار مدل‌های معتبر برای کاربردها، آموزش یا تجربه قابل توجهی مورد نیاز است. ایجاد تجربه از طریق یادگیری موارد مجزا و اتصال نقاط می‌تواند مدت زمان زیادی طول بکشد. این کتاب با استفاده از تولید افزایشی و نانوساخت به عنوان حوزه‌های نمونه، توسعه روش‌شناسی را از موارد ساده تا اشکال کلی برای نمایش اطلاعات زمینه‌ای، کاهش ابعاد مبتنی بر دامنه، یادگیری ماشینی آگاه از ساخت و یادگیری انتقالی و جبران بهینه مبتنی بر فرآیند، بررسی می‌کند. این کتاب از طریق مطالعات موردی، نشان می‌دهد که چگونه دانش حوزه تولید به اشکال غیرتحلیلی در جنبه‌های مختلف یادگیری ماشین برای کیفیت تولید هوشمند ادغام می‌شود. این کتاب برای محققان و مهندسان مهندسی تولید و کیفیت، متخصصان هوش مصنوعی و یادگیری ماشین با علاقه به تولید هوشمند و دوقلوهای دیجیتال، و دانشجویان تحصیلات تکمیلی متخصص در تولید پیشرفته، مهندسی کیفیت یا یادگیری ماشین برای کاربردهای مهندسی، مناسب است. این کتاب برای دوره کارشناسی ارشد سال دوم در زمینه یادگیری ماشین برای تولید هوشمند مناسب است و نیاز به پیش‌نیازهایی در آمار چند متغیره یا دانش یادگیری ماشین در سطح کارشناسی ارشد دارد. الزامات دانش برای حوزه تولید حداقل است. مطالب آموزشی و یادگیری اضافی، از جمله داده‌ها، کدها، اسلایدها و سایر منابع، را می‌توانید در http://huanglab.usc.edu/book بیابید. نویسنده صمیمانه از استاد راهنمای خود، پروفسور جیانجون شی، به خاطر پیشنهادات خردمندانه، حمایت بی‌دریغ و تشویق مداومش تشکر می‌کند. نویسنده همچنین از همه نویسندگان همکار خود هوی وانگ، شی ژانگ، لیجوان شو، لی وانگ، یوانکین دوانمو، یوانشیانگ وانگ، سزار رویز، ناتان دکر، ویژی لین، شخار بهانسالی، تیرتانکار داسگوپتا، یونگ چن، چونگوو ژو، آرمان صباغی، مالانچا گوپتا، نوح مالمستادت، راکل د اس.بی. فریرا و نبیل انور که آثارشان در محتوای کتاب نقش داشته است، سپاسگزار است. در نهایت، نویسنده از بنیاد ملی علوم ایالات متحده به خاطر حمایت یک دهه‌ای خود از تحقیقات در زمینه نانوساخت و تولید افزایشی، و همچنین از دفتر تحقیقات نیروی دریایی ایالات متحده به خاطر حمایت از تحقیقات تولید افزایشی با قابلیت سایبری از سال ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۴، عمیقاً قدردانی می‌کند. در نهایت، چالش‌های تحقیقاتی باز متعددی در یادگیری ماشینی مبتنی بر دامنه برای تولید هوشمند وجود دارد. این کتاب نشان دهنده کاوش اولیه نویسنده در توسعه نظریه‌ها و روش‌های کنترل کیفیت برای تولید شخصی‌سازی شده است.

Over the past two decades, technology breakthroughs in manufacturing and computing have paved the way for the Fourth Industrial Revolution. Personalized products such as 3D-printed medical implants are more accessible to the public. The fast beats of Artificial Intelligence (AI), Machine Learning, and the digital transformation of manufacturing can be felt in our daily life. The transition from the century-old mass production paradigm to the personalized manufacturing paradigm has increasingly become a reality for value differentiation. It might be one of the best times for smart manufacturing research. Product quality control remains essential for both the economy of scale in mass production and the economy of scope in personalized manufacturing. Statistics has provided a scientific basis to infer the quality of the whole product population in mass production where the cost of learning from product samples diminishes with the scale. In personalized manufacturing, quality control faces the fundamental question of how to ensure quality of every product variety with one or a few units; more specifically, how to infer the quality of the whole product variety population based on a sample or a subset of product varieties? Does that mean that we have to break away from the existing statistical quality control framework? This book aims to present domain-informed machine/statistical learning as a viable strategy to address the quality control challenge in personalized manufacturing. By integrating domain knowledge, machine learning models can remain robust in the presence of imperfect or limited data, providing interpretable prediction and generalizable insights. However, machine learning for manufacturing is often motivated by real-world specific problems with many engineering details. Substantial training or experience is usually needed to define and formulate domain-meaningful learning problems for individual cases, collect the right data economically, identify contextualized information representation, devise interpretable models, generalize the insights, and deploy validated models for applications. The buildup of experi ence through learning isolated cases and connecting dots could take a long period of time. Using additive manufacturing and nanomanufacturing as exemplary domains, this book walks through the development of methodology from simple cases to general forms for contextualized information representation, domain-informed dimension reduction, fabrication-aware machine learning and transfer learning, and process-informed optimal compensation. Through case studies, the book illustrates how manufacturing domain knowledge in non-analytical forms is integrated into various aspects of machine learning for smart manufacturing quality. The book is aimed at manufacturing and quality engineering researchers and engineers, AI and machine learning professionals with interest in smart manufacturing and digital twins, and graduate students specialized in advanced manufacturing, quality engineering, or machine learning for engineering applications. It is suited for a second-year graduate-level course on Machine Learning for Smart Manufacturing, requiring prerequisites in multivariate statistics or graduate-level machine learning knowledge. The knowledge requirements for the manufacturing domain are minimal. Additional learning and teaching materials, including data, codes, slides, and other resources, can be found at http://huanglab.usc.edu/book. The author sincerely thanks his mentor, Prof. Jianjun Shi, for his wise suggestions, unfailing support, and continuous encouragement. The author is also thankful to all his coauthors Hui Wang, Xi Zhang, Lijuan Xu, Li Wang, Yuanqin Duanmu, Yuanxiang Wang, Cesar Ruiz, Nathan Decker, Weizhi Lin, Shekhar Bhansali, Tirthankar Dasgupta, Yong Chen, Chongwu Zhou, Arman Sabbaghi, Malancha Gupta, Noah Malmstadt, Raquel de S.B. Ferreira, and Nabil Anwer, whose work contributed to the book content. Lastly, the author extends deep gratitude to the US National Science Foundation for its decade-long support of research in nanomanufacturing and additive manufacturing, as well as to the US Office of Naval Research for its support of cyber-enabled additive manufacturing research from 2011 to 2014. Lastly, there are numerous open research challenges in domain-informed machine learning for smart manufacturing. This book represents author’s initial exploration of the development of quality control theories and methods for personalized manufacturing.

این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:

Download: Domain-informed Machine Learning for Smart Manufacturing

نظرات کاربران

  •  چنانچه دیدگاه شما توهین آمیز باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه دیدگاه شما جنبه تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بیشتر بخوانید

X
آموزش نقاشی سیاه قلم کلیک کنید