ラテンハイパーキューブ — CAE用語解説
ラテンハイパーキューブ
先生、ラテン超方格サンプリングってDOEで使いますよね。ランダムサンプリングと何が違うんですか?
定義
定義を教えてください。
ラテン超方格(LHS)は、各パラメータの範囲をN等分して、各区間から1点ずつサンプルを取る手法だ。ランダムサンプリングだと偏りが生じやすいけど、LHSはパラメータ空間を均一にカバーできるのが強みだよ。
なぜ「ラテン方格」って名前なんですか?
ラテン方格はN×Nの格子にN個のシンボルを各行各列に1つずつ配置するパズルで、数独に似てる。LHSはこの考えを多次元に拡張したもの。各次元で各区間が必ず1回ずつ使われるから、偏りのない配置が保証されるんだ。
CAEにおける位置づけ
CAEの最適化でどう使うんですか?
設計変数が5〜10個の問題で、まずLHSで50〜100点を計算して応答曲面(サロゲートモデル)を作る。全組み合わせ(グリッドサーチ)だと変数5個×5水準=3125点も必要だけど、LHSなら50点程度で空間をカバーできるんだ。
点数はどのくらい必要ですか?
経験則では設計変数の数の5〜10倍がスタートライン。変数8個なら40〜80点。応答曲面の精度(R²や交差検証誤差)を見ながら追加していくのが実務的なアプローチだよ。
関連用語
関連する用語を教えてください。
少ないサンプル数で空間をカバーできるのは効率的ですね。
PythonのpyDOEライブラリでLHSを簡単に生成できるから、まず試してみるといいよ。
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