用于地质聚合物混合物基于代理的逆向设计的增量Transformer

当观测是异构、混合类型且受设计变量之间物理关系约束时，小数据逆向设计在工程信息学中具有挑战性。这项工作提出了一种由增量Transformer（INCRT）引导的拓扑感知代理框架，用于物理约束的逆向设计，应用于地质聚合物混合物设计。该方法集成了固有维度分析、混合变量设计空间表示、表格代理预测、基于INCRT的流形合理化以及约束逆向优化。使用一个公开的粉煤灰和矿渣基地质聚合物混凝土混合物基准，以抗压强度和碳排放为目标，高维设计空间被证明是高度冗余的，围绕更少的有效混合物机制组织。抗压强度需要非线性表格代理，而碳排放主要由组成决定，并且可以通过正则化线性模型很好地恢复。因此，INCRT不是作为表格预测器的替代品，而是作为提供原型机制和用于逆向设计的流形支持分数的合理化层。比较了三种策略：无约束代理优化、物理约束优化和拓扑感知物理约束优化。无约束优化可以匹配目标强度，但可能产生物理上无效或偏离流形的候选；仅物理约束并不总能确保数据支持。拓扑感知策略产生的候选在目标符合性、碳减排、物理可接受性和与学习到的可行流形的接近度之间取得平衡。该框架的目的不是取代实验验证，而是支持从小的、混合的、物理约束的工程数据集中筛选可信的候选混合物。