Η ύλη του μαθήματος επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση ως ολοκληρωμένη μεθοδολογία μηχανολογικού σχεδιασμού και λήψης αποφάσεων, καλύπτοντας το σύνολο των επιπέδων σχεδιασμού, από το προϊόν έως τα σύνθετα συστήματα παραγωγής.

• Εισαγωγή στη βελτιστοποίηση ως σχεδιαστική προσέγγιση και μετάβαση από την ανάλυση επάρκειας στη βέλτιστη απόφαση. Διατύπωση προβλημάτων βελτιστοποίησης με προσδιορισμό στόχων, περιορισμών και μεταβλητών σχεδιασμού, εισαγωγή στον παραμετρικό σχεδιασμό καθώς και έννοιες χώρου σχεδιασμού και εφικτών λύσεων.
• Κριτήρια απόδοσης και δείκτες αξιολόγησης (KPIs) σε διαφορετικά επίπεδα σχεδιασμού (τεχνικά, οικονομικά και λειτουργικά), πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση, ανάλυση συγκρουόμενων στόχων και συμβιβασμών (trade-offs), καθώς και έννοια Pareto-βέλτιστων λύσεων.
• Εφαρμογή της βελτιστοποίησης σε διαφορετικά επίπεδα μηχανολογικού σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένων του προϊόντος (product-level), της διεργασίας (process-level), της μηχανής (machine-level), και των μηχανολογικών συστημάτων (ροή υλικών, συγχρονισμός, bottlenecks εργονομία, ασφάλεια, ευελιξία και ανθρώπινος παράγοντας).
• Μέθοδοι και εργαλεία βελτιστοποίησης, όπως αριθμητικές και εξελικτικές αλγοριθμικές προσεγγίσεις, προσομοίωση και βελτιστοποίηση βάσει σεναρίων (simulation-based optimization), ανάλυση ευαισθησίας και ερμηνεία αποτελεσμάτων, καθώς και αρχές ανθεκτικού σχεδιασμού (robust design) υπό συνθήκες αβεβαιότητας.

Ολοκληρωμένη μελέτη περίπτωσης που συνδυάζει όλα τα επίπεδα σχεδιασμού (προϊόν → διεργασία → σύστημα) και οδηγεί στη σύνθεση γνώσης και τεκμηριωμένη λήψη σχεδιαστικών αποφάσεων.

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Το μάθημα είναι κατ’ επιλογή και προσφέρεται σε όλους τους τομείς κατά το 9ο εξάμηνο σπουδών.

Στόχοι του μαθήματος:

1. Αναγνώριση της σπουδαιότητας της βελτιστοποίησης ως βασικής μεθοδολογίας στον μηχανολογικό σχεδιασμό και στη λήψη αποφάσεων
2. Εξοικείωση με έννοιες διατύπωσης προβλημάτων βελτιστοποίησης (στόχοι, περιορισμοί, μεταβλητές σχεδιασμού) – Έννοιες παραμετρικού σχεδιασμού
3. Κατανόηση των κριτηρίων απόδοσης και των δεικτών αξιολόγησης (KPIs) σε διαφορετικά επίπεδα σχεδιασμού
4. Κατανόηση πολυκριτηριακών προβλημάτων και ανάπτυξη ικανότητας ανάλυσης συμβιβασμών (trade-offs)
5. Κατανόηση της ιεραρχικής φύσης του σχεδιασμού (προϊόν → διεργασία → μηχανή → μηχανολογικό σύστημα)
6. Εξοικείωση με μεθόδους βελτιστοποίησης και εργαλεία προσομοίωσης για υποστήριξη σχεδιαστικών αποφάσεων
7. Απόκτηση πρακτικής εμπειρίας μέσω εφαρμογής των παραπάνω σε ολοκληρωμένη μελέτη περίπτωσης

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής:

• Θα γνωρίζει το ρόλο και τη σημασία της βελτιστοποίησης στη σύγχρονη μηχανολογική πρακτική
• Θα είναι σε θέση να διατυπώνει και να αναλύει προβλήματα βελτιστοποίησης σε διαφορετικά επίπεδα σχεδιασμού
• Θα είναι εξοικειωμένος με κριτήρια αξιολόγησης και μεθόδους υποστήριξης αποφάσεων
• Θα μπορεί να αναλύει και να διαχειρίζεται συγκρουόμενους στόχους και σχεδιαστικούς συμβιβασμούς
• Θα μπορεί να εφαρμόζει μεθόδους βελτιστοποίησης σε προϊόντα, διεργασίες και μηχανολογικά συστήματα
• Θα μπορεί να αξιοποιεί εργαλεία προσομοίωσης και να ερμηνεύει τα αποτελέσματα για τη λήψη αποφάσεων

Θα είναι ικανός να τεκμηριώνει σχεδιαστικές επιλογές υπό συνθήκες αβεβαιότητας

Το άρθρο Βελτιστοποίηση & Λήψη Αποφάσεων στο Μηχανολογικό Σχεδιασμό εμφανίστηκε πρώτα στο Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών.

ΠΟΛΥΔΙΑΣΤΑΤΕΣ ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΚΑΙ ΟΙ ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΤΟΥΣ (Πολυωνυμική κ-διάστατη τ.μ, υπεργεωμετρική κ-διάστατη τ.μ, δισδιάστατη κανονική τ.μ. συνδιασπορά – συντελεστής συσχέτισης δύο τ.μ., ανεξάρτητες τ.μ., συναρτήσεις δύο ή περισσοτέρων τ.μ.). ΕΛΕΓΧΟΣ Χ² (Ο έλεγχος Χ² ως κριτήριο προσαρμογής, πίνακες συνάφειας, έλεγχος ανεξαρτησίας, έλεγχος ομογένειας, σύγκριση ποσοστών, έλεγχος. kolmogorov Smirnov) ΠΑΛΙΝΔΡΟΜΗΣΗ (Γραμμικό πιθανοθεωρητικό μοντέλο, μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων, διαστήματα εμπιστοσύνης και έλεγχοι υποθέσεων για τις παραμέτρους του γραμμικού μοντέλου.) ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ (Ανάλυση διασποράς με ένα, δύο παράγοντες) ΜΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ (Το κριτήριο των ροών, ροές πάνω και κάτω από τη διάμεσο, έλεγχος για τη διάμεσο, έλεγχος με το προσημικό κριτήριο, έλεγχοι: Wilcoxon, Mann – Whitney, Kruskall – Wallis, Friedman) ΘΕΩΡΙΑ ΑΠΟΦΑΣΕΩΝ ΤΟΥ BAYES (Προβλήματα αποφάσεων – απώλεια – κίνδυνος, βέλτιστες αποφάσεις, η έννοια του κέρδους, συναρτήσεις κέρδους, κριτήρια απόφασης, αποφάσεις με πληροφορίες).

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Στο μάθημα αυτό παρουσιάζονται προηγμένα εργαλεία και τεχνικές στατιστικής για την ανάλυση πειραματικών δεδομένων καθώς επίσης και το στατιστικό πακέτο SPSS 21.0.

Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εξοικείωση των φοιτητών με τεχνικές όπως η απλή και η πολλαπλή παλινδρόμηση, η ανάλυση διασποράς και οι μη παραμετρικοί έλεγχοι υποθέσεων οι οποίες είναι πολύ συχνά είναι άρρηκτα συνδεμένες με βασικά προβλήματα των μηχανικών.
Τέλος, στόχος του μαθήματος αποτελεί και η εξοικείωση των φοιτητών με τη χρήση του στατιστικού πακέτου SPSS.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

• χρησιμοποιεί μοντέλα παλινδρόμησης για την περιγραφή της γραμμικής σχέσης μεταξύ μίας εξαρτημένης μεταβλητής και μιας ή περισσοτέρων ανεξάρτητων μεταβλητών και την πρόβλεψη της τιμής της εξαρτημένης μεταβλητής με βάση την παρατήρηση των άλλων μεταβλητών.
• ελέγχει την κανονικότητα των διαθέσιμων δεδομένων και επιλέγει κατάλληλους ελέγχους υποθέσεων κάθε φορά.
• επιλέγει και εφαρμόζει κατάλληλες στατιστικές τεχνικές για να εξάγει χρήσιμα συμπεράσματα από τα διαθέσιμα δεδομένα του/της.
• αναλύει δεδομένα με χρήση του στατιστικού πακέτο SpSS.

Το άρθρο Ανάλυση Πειραματικών Δεδομένων εμφανίστηκε πρώτα στο Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών.

• Ανασκόπηση δυναμικής συμπεριφοράς συστημάτων 1 βαθμού ελευθερίας με απόσβεση. Ελεύθερη Ταλάντωση, Αρμονική Ταλάντωση – Απόκριση Συχνότητας, Μεταβατική Απόκριση.
• Εξισώσεις Κίνησης παραμορφώσιμων σωμάτων και δομών συνεχούς μέσου. Διακριτοποίηση προβλημάτων Δυναμικής Κατασκευών στο πεδίο του χώρου με την μέθοδο ΠΣ. Εξισώσεις κίνησης. Μητρώα συνεπούς και συγκεντρωμένης μάζας..
• Δυναμική απόκριση διακριτών φυσικών Συστημάτων πολλών βαθμών ελευθερίας χωρίς απόσβεση. Ελεύθερη Ταλάντωση. Ιδιοτιμές – ιδιομορφές, φυσικό νόημα, ιδιότητες. Μέθοδοι Υπολογισμού ιδιοτιμών – ιδιομορφών. Ανάλυση με Υπέρθεση ιδιομορφών. Μέθοδοι σύμπτυξης του συστήματος. Εξαναγκασμένη Ταλάντωση με αρμονική διέγερση – Απόκριση Συχνότητας.
• Μη συντηρητικά συστημάτων πολλών βαθμών ελευθερίας με απόσβεση. Αναλογική Απόσβεση, Αυθαίρετη απόσβεση. Επίδραση στην δυναμική συμπεριφορά της κατασκευής.
• Εισαγωγή στην δυναμική Αεροελαστικότητα. Αλληλεπίδραση κατασκευών με αεροδυναμικά φορτία.
• Απλό δυναμικό μοντέλο διατομής αεροτομής. Εξισώσεις κίνησης. Δυναμική αεροελαστική ευστάθεια. Πτερυγισμός (flutter).
• Πρακτικά Προβλήματα

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Πρόκειται για  μάθημα εμβάθυνσης στην Δυναμική Ανάλυση Κατασκευών και την Αεροελαστικοτητα. Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές αναμένεται να αποκτήσουν προηγμένες γνώσεις:

• στην δυναμική συμπεριφορά των κατασκευών και τις διάφορες μορφές ταλαντώσεων και δυναμικής απόκρισης.
• την χωρικη διακριτοποιηση συνεχούς προβλήματος δυναμικής ανάλυσης σε ισοδύναμο διακριτό πρόβλημα πολλών βαθμών ελευθερίας με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων.
• τον προσδιορισμό και την φυσική σημασία των δυναμικών χαρακτηριστικών μιας κατασκευής, τις διάφορες μορφές δυναμικής απόσβεσης και την επίδραση τους στην δυναμική απόκριση της κατασκευής.
• Τις βασικές αριθμητικές μεθόδους ανάλυσης και προσομοίωσης της δυναμικής απόκρισης.
• Bασικές γνώσεις στην αεροελαστική συμπεριφορά και την δυναμική αλληλεπίδραση ροής – δομής. Εισαγωγή στις έννοιες της αεροελαστικής ευστάθειας και του πτερυγισμού

Επιπλέον οι φοιτητές θα αποκτήσουν δεξιότητες και πρακτική εμπειρία στην μορφική ανάλυση και την προσομοίωση διαφόρων μορφών δυναμικής απόκρισης στα πεδία των συχνοτήτων και του χρόνου μέσω της:

• ανάπτυξης λογισμικού, και

την χρήση πακέτων πεπερασμένων στοιχείων.

Το άρθρο Δυναμική Αεροπορικών Κατασκευών εμφανίστηκε πρώτα στο Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών.

Μακροσκοπική μηχανική συμπεριφορά ορθοτρόπου συνθέτου υλικού (Εισαγωγή στην θεωρία ανισότροπης ελαστικότητος, θεωρίες αστοχίας ορθότροπων σύνθετων υλικών), Κλασσική θεωρία πολυστρώτων δομών (CLT) (Θεωρία λεπτότοιχων πλακών, εξισώσεις ισορροπίας, καταστατικές εξισώσεις πολυστρώτων πλακών), Δοκοί και πλαίσια πολυστρώτων δομών, δοκοί λεπτότοιχων διατομών, sandwich δομικά στοιχεία, κάμψη πλακών απλής έδρασης υπό πλευρική φόρτιση (Λύσεις Navier), Υγροθερμική συμπεριφορά πολυστρώτων δομών, παραμένουσες εκ κατασκευής τάσεις

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Οι φοιτητές στο τέλος του εξαμήνου πρέπει να είναι σε θέση:

1. Να έχουν κατανοήσει εισαγωγικές έννοιες στην ανισότροπη θεωρία ελαστικότητος και να μπορούν να υπολογίζουν σε διάφορα συστήματα συντεταγμένων μέσω του τανυστικού μετασχηματισμού συνιστώσες τανυστών θερμομηχανικής συμπεριφοράς
2. Να έχουν αφομοιώσει τις αρχές και μεθόδους της κλασσικής θεωρίας πολυστρώτων δομών (CLT) και να μπορούν να υπολογίζουν τάσεις και παραμορφώσεις σε κάθε στρώση της πολύστρωτης διάταξης καθώς και τις φαινόμενες (ισοδύναμες) θερμομηχανικές τεχνικές σταθερές της
3. Να αναλύσουν πλάκες, δοκούς και πλαίσια από πολύστρωτα σύνθετα υλικά (υπολογισμός τάσεων, παραμορφώσεων, μετατοπίσεων, έλεγχος αστοχίας)

Οι γνώσεις αυτές είναι αναγκαίες και χρησιμοποιούνται στο επόμενο μάθημα Σχεδιασμός με Σύνθετα Υλικά καθώς και στις εργασίες Σπουδαστική και Διπλωματική σε σχετικό αντικείμενο.
Τα μαθησιακά αποτελέσματα του συγκεκριμένου κύκλου σπουδών αντιστοιχούν στον περιγραφικό δείκτη 8, σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων.

Το άρθρο Μηχανική Συνθέτων Υλικών εμφανίστηκε πρώτα στο Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών.

Στοιχεία ανάλυσης ακουστικού σήματος στο πεδίο του χρόνου και των συχνοτήτων. Περιγραφή χαρακτηριστικών, αρχών λειτουργίας και κριτήρια επιλογής οργάνων ακουστικών μετρήσεων (μικρόφωνα, ηχόμετρα, ενισχυτές, διακριβωτές). Τεχνικές ακουστικών μετρήσεων (εσωτερικοί και εξωτερικοί χώροι). Μετρήσεις πιστοποίησης θορύβου αεροσκάφους (διαδικασία και ανάλυση ακουστικών μετρήσεων).

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Τα μαθησιακά αποτελέσματα μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος έχουν ως εξής:

Γνώσεις: Γνώσεις σχετικά με την καταγραφή και επεξεργασία ηχητικών σημάτων, οι οποίες χρησιμοποιούνται και σε άλλα μαθήματα που αφορούν την ακουστική και το θόρυβο αλλά και σε πραγματικές μετρήσεις θορύβου αεροσκάφους

Δεξιότητες:
Ανάπτυξη κώδικα,
Έλεγχος κώδικα
Κριτική αξιολόγηση παραδοχών και αποτελεμάτων (θεωρητικών και υπολογιστικών)
Κριτική αξιολόγηση και εφαρμογή έτοιμων κωδίκων/ εντολών
Λήψη γρήγορων και σωστών αποφάσεων κατά τις μετρήσεις πεδίου

Ικανότητες: Χρήση μετρητικών οργάνων και υπολογιστικών εργαλείων για την καταγραφή και επεξεργασία πραγματικών μετρήσεων θορύβου αεροχημάτων

Το άρθρο Στοιχεία Μετρήσεων Αεροπορικού Θορύβου εμφανίστηκε πρώτα στο Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών.

Βασικές αρχές αεροακουστικής και εφαρμογές τους στη μελέτη παραγωγής θορύβου αεροχημάτων. Είδη ακουστικών πηγών: μονόπολα, δίπολα, διαμήκη και παράλληλα τετράπολα, συστοιχίες πηγών. Αεροδυναμικός θόρυβος. Θόρυβος από ταλαντούμενες επιφάνειες. Ακουστικά πεδία σε ορθογώνιους, κυλινδρικούς και σφαιρικούς χώρους.

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ  

Τα μαθησιακά αποτελέσματα μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος έχουν ως εξής:

Γνώσεις: Απαραίτητες γνώσεις για την κατανόηση μηχανισμών παραγωγής θορύβου, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε άλλα μαθήματα που αφορούν παραγωγή, διάδοση και καταστολή θορύβου αλλά και στη μελέτη πραγματικών προβλημάτων παραγωγής θορύβου από αεροχήματα.

Δεξιότητες: Άνεση στη χρήση ανώτερων μαθηματικών για προβλήματα ακουστικής
Ανάπτυξη κριτικής σκέψης μέσω έμφασης στην ερμηνεία/έλεγχο των αποτελεσμάτων /παραδοχών

Ικανότητες: Χρήση ανώτερων μαθηματικών στη μελέτη πρακτικών προβλημάτων θορύβου

Το άρθρο Αεροακουστικἠ και Θόρυβος Αεροχημάτων ΙΙ εμφανίστηκε πρώτα στο Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών.

• Εισαγωγή – Τι είναι η Τεχνητή Νοημοσύνη – Η σήμερα
• Περιγραφή προβλημάτων – Τρόποι περιγραφής – Αλγόριθμοι Αναζήτησης – Αλγόριθμοι τυφλής (εξαντλητικής) αναζήτησης – Αλγόριθμοι ευριστικής αναζήτησης
• Αναπαράσταση γνώσης και λογικές – Προτασιακή, κατηγορηματική και διαζευκτική λογική – Μη μονότονη λογική – Δομημένες αναπαραστάσεις γνώσης (Σημασιολογικά δίκτυα, πλαίσια, εννοιολογικές εξαρτήσεις, σενάρια) – Κανόνες – Αναπαράσταση του χρόνου – Είδη συλλογιστικής
• Αβέβαια λογική (Πιθανότητες, νόμος του Bayes, προσέγγιση Dempster-Shafer) – Ασαφής λογική
• Συστήματα γνώσης – Είδη συλλογιστικής στα συστήματα γνώσης – Έμπειρα συστήματα (ΕΣ) – Χαρακτηριστικά των (ΕΣ) – Η δομή των (ΕΣ) – Διαδικασία ανάπτυξης (ΕΣ
• Μηχανική μάθηση
• Γενετικοί αλγόριθμοι
• Εφαρμογές συστημάτων γνώσης διακριτής και ασαφούς λογικής στον σχεδιασμό και στην διάγνωση βλαβών μηχανών και μηχανολογικών συστημάτων
• Ευφυής έλεγχος και τεχνικές ευφυούς ελέγχου
• Ασαφείς ελεγκτές – Σχεδιασμός και εφαρμογές ασαφών ελεγκτών
• Εισαγωγή στο Νευρωνικό έλεγχο και εφαρμογές

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Το μάθημα είναι κατ’ επιλογή μάθημα και προσφέρεται από τον κατασκευαστικό τομέα στο 9ο εξάμηνο σπουδών.

Στόχοι του μαθήματος:
1. Εξοικείωση με τις βασικές έννοιες της Τεχνητής Νοημοσύνης
2. Κατανόηση των αλγορίθμων, μεθόδων και τεχνικών συστηματικής κατάστρωσης και επίλυσης προβλημάτων
3. Εξοικείωση με τους τρόπους αναπαράστασης διακριτής και ασαφούς λογικής
4. Κατανόηση του τρόπου εφαρμογής μεθόδων επίλυσης και αναπαράστασης γνώσης για τη λύση προβλημάτων προερχομένων από το πεδίο του μηχανολόγου μηχανικού (σχεδιασμός, παραγωγικές διαδικασίες, ρομποτική, αυτόματος έλεγχος)

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής:
• Θα είναι εξοικειωμένος με τις βασικές έννοιες της Τεχνητής Νοημοσύνης και τις μεθόδους έρευνας και αναπαράστασης γνώσης για την επίλυση προβλημάτων
• Θα μπορεί να εφαρμόζει τα παραπάνω για τη λύση προβλημάτων προερχομένων από το πεδίο του μηχανολόγου και αεροναυπηγού μηχανικού

Το άρθρο Εφαρμογές της Τεχνητής Νοημοσύνης εμφανίστηκε πρώτα στο Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών.