Fabricate 2020

Fabricate 2020 is the fourth title in the FABRICATE series on the theme of digital fabrication and published in conjunction with a triennial conference (London, April 2020). The book features cutting-edge built projects and work-in-progress from both academia and practice. It brings together pioneers in design and making from across the fields of architecture, construction, engineering, manufacturing, materials technology and computation. Fabricate 2020 includes 32 illustrated articles punctuated by four conversations between world-leading experts from design to engineering, discussing themes such as drawing-to-production, behavioural composites, robotic assembly, and digital craft

EG-ICE 2021 Workshop on Intelligent Computing in Engineering

The 28th EG-ICE International Workshop 2021 brings together international experts working at the interface between advanced computing and modern engineering challenges. Many engineering tasks require open-world resolutions to support multi-actor collaboration, coping with approximate models, providing effective engineer-computer interaction, search in multi-dimensional solution spaces, accommodating uncertainty, including specialist domain knowledge, performing sensor-data interpretation and dealing with incomplete knowledge. While results from computer science provide much initial support for resolution, adaptation is unavoidable and most importantly, feedback from addressing engineering challenges drives fundamental computer-science research. Competence and knowledge transfer goes both ways

Domain Specific Language for Magnetic Measurements at CERN

CERN, the European Organization for Nuclear Research, is one of the world’s largest and most respected centres for scientific research. Founded in 1954, the CERN Laboratory sits astride the Franco–Swiss border near Geneva. It was one of Europe’s first joint ventures and now has 20 Member States. Its main purpose is fundamental research in partcle physics, namely investigating what the Universe is made of and how it works. At CERN, the design and realization of the new particle accelerator, the Large Hadron Collider (LHC), has required a remarkable technological effort in many areas of engineering. In particular, the tests of LHC superconducting magnets disclosed new horizons to magnetic measurements. At CERN, the objectively large R&D effort of the Technolgy Department/Magnets, Superconductors and Cryostats (TE/MSC) group identified areas where further work is required in order to assist the LHC commissioning and start-up, to provide continuity in the instrumentation for the LHC magnets maintenance, and to achieve more accurate magnet models for the LHC exploitation. In view of future projects, a wide range of software requirements has been recently satisfied by the Flexible Framework for Magnetic Measurements (FFMM), designed also for integrating more performing flexible hardware. FFMM software applications control several devices, such as encoder boards, digital integrators, motor controllers, transducers. In addition, they synchronize and coordinate different measurement tasks and actions

EG-ICE 2021 Workshop on Intelligent Computing in Engineering

The 28th EG-ICE International Workshop 2021 brings together international experts working at the interface between advanced computing and modern engineering challenges. Many engineering tasks require open-world resolutions to support multi-actor collaboration, coping with approximate models, providing effective engineer-computer interaction, search in multi-dimensional solution spaces, accommodating uncertainty, including specialist domain knowledge, performing sensor-data interpretation and dealing with incomplete knowledge. While results from computer science provide much initial support for resolution, adaptation is unavoidable and most importantly, feedback from addressing engineering challenges drives fundamental computer-science research. Competence and knowledge transfer goes both ways

Assessing the suitability of ship design for human factors issues associated with evacuation and normal operations

Evaluating ship layout for human factors (HF) issues using simulation software such as maritimeEXODUS can be a long and complex process. The analysis requires the identification of relevant evaluation scenarios; encompassing evacuation and normal operations; the development of appropriate measures which can be used to gauge the performance of crew and vessel and finally; the interpretation of considerable simulation data. In this paper we present a systematic and transparent methodology for assessing the HF performance of ship design which is both discriminating and diagnostic. The methodology is demonstrated using two variants of a hypothetical naval ship

Simple identification tools in FishBase

Simple identification tools for fish species were included in the FishBase information system from its inception. Early tools made use of the relational model and characters like fin ray meristics. Soon pictures and drawings were added as a further help, similar to a field guide. Later came the computerization of existing dichotomous keys, again in combination with pictures and other information, and the ability to restrict possible species by country, area, or taxonomic group. Today, www.FishBase.org offers four different ways to identify species. This paper describes these tools with their advantages and disadvantages, and suggests various options for further development. It explores the possibility of a holistic and integrated computeraided strategy

Machine learning algorithms for efficient process optimisation of variable geometries at the example of fabric forming

Für einen optimalen Betrieb erfordern moderne Produktionssysteme eine sorgfältige Einstellung der eingesetzten Fertigungsprozesse. Physikbasierte Simulationen können die Prozessoptimierung wirksam unterstützen, jedoch sind deren Rechenzeiten oft eine erhebliche Hürde. Eine Möglichkeit, Rechenzeit einzusparen sind surrogate-gestützte Optimierungsverfahren (SBO1). Surrogates sind recheneffiziente, datengetriebene Ersatzmodelle, die den Optimierer im Suchraum leiten. Sie verbessern in der Regel die Konvergenz, erweisen sich aber bei veränderlichen Optimierungsaufgaben, etwa häufigen Bauteilanpassungen nach Kundenwunsch, als unhandlich. Um auch solche variablen Optimierungsaufgaben effizient zu lösen, untersucht die vorliegende Arbeit, wie jüngste Fortschritte im Maschinenlernen (ML) – im Speziellen bei neuronalen Netzen – bestehende SBO-Techniken ergänzen können. Dabei werden drei Hauptaspekte betrachtet: erstens, ihr Potential als klassisches Surrogate für SBO, zweitens, ihre Eignung zur effiziente Bewertung der Herstellbarkeit neuer Bauteilentwürfe und drittens, ihre Möglichkeiten zur effizienten Prozessoptimierung für variable Bauteilgeometrien. Diese Fragestellungen sind grundsätzlich technologieübergreifend anwendbar und werden in dieser Arbeit am Beispiel der Textilumformung untersucht. Der erste Teil dieser Arbeit (Kapitel 3) diskutiert die Eignung tiefer neuronaler Netze als Surrogates für SBO. Hierzu werden verschiedene Netzarchitekturen untersucht und mehrere Möglichkeiten verglichen, sie in ein SBO-Framework einzubinden. Die Ergebnisse weisen ihre Eignung für SBO nach: Für eine feste Beispielgeometrie minimieren alle Varianten erfolgreich und schneller als ein Referenzalgorithmus (genetischer Algorithmus) die Zielfunktion. Um die Herstellbarkeit variabler Bauteilgeometrien zu bewerten, untersucht Kapitel 4 anschließend, wie Geometrieinformationen in ein Prozess-Surrogate eingebracht werden können. Hierzu werden zwei ML-Ansätze verglichen, ein merkmals- und ein rasterbasierter Ansatz. Der merkmalsbasierte Ansatz scannt ein Bauteil nach einzelnen, prozessrelevanten Geometriemerkmalen, der rasterbasierte Ansatz hingegen interpretiert die Geometrie als Ganzes. Beide Ansätze können das Prozessverhalten grundsätzlich erlernen, allerdings erweist sich der rasterbasierte Ansatz als einfacher übertragbar auf neue Geometrievarianten. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass hauptsächlich die Vielfalt und weniger die Menge der Trainingsdaten diese Übertragbarkeit bestimmt. Abschließend verbindet Kapitel 5 die Surrogate-Techniken für flexible Geometrien mit variablen Prozessparametern, um eine effiziente Prozessoptimierung für variable Bauteile zu erreichen. Hierzu interagiert ein ML-Algorithmus in einer Simulationsumgebung mit generischen Geometriebeispielen und lernt, welche Geometrie, welche Umformparameter erfordert. Nach dem Training ist der Algorithmus in der Lage, auch für nicht-generische Bauteilgeometrien brauchbare Empfehlungen auszugeben. Weiter zeigt sich, dass die Empfehlungen mit ähnlicher Geschwindigkeit wie die klassische SBO zum tatsächlichen Prozessoptimum konvergieren, jedoch kein bauteilspezifisches A-priori-Sampling nötig ist. Einmal trainiert, ist der entwickelte Ansatz damit effizienter. Insgesamt zeigt diese Arbeit, wie ML-Techniken gegenwärtige SBOMethoden erweitern und so die Prozess- und Produktoptimierung zu frühen Entwicklungszeitpunkten effizient unterstützen können. Die Ergebnisse der Untersuchungen münden in Folgefragen zur Weiterentwicklung der Methoden, etwa die Integration physikalischer Bilanzgleichungen, um die Modellprognosen physikalisch konsistenter zu machen

The 1988 Goddard Conference on Space Applications of Artificial Intelligence

This publication comprises the papers presented at the 1988 Goddard Conference on Space Applications of Artificial Intelligence held at the NASA/Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland on May 24, 1988. The purpose of this annual conference is to provide a forum in which current research and development directed at space applications of artificial intelligence can be presented and discussed. The papers in these proceedings fall into the following areas: mission operations support, planning and scheduling; fault isolation/diagnosis; image processing and machine vision; data management; modeling and simulation; and development tools/methodologies