توضیحات

دوره MATLAB در مهندسی صنایع

مدرس: آقای دکتر مفتون

 ۲۴ ساعت آموزش در ۸ جلسه  آنلاین

جمعه‌ها ساعت ۸ تا ۱۱ صبح

MATLAB

در مهندسی صنایع

نرم افزار متلب توسط شرکت مث‌ورکز «Mathworks» ساخته شده است. این برنامه یک محیط برنامه نویسی شده برای انجام محاسبات ریاضی، برنامه نویسی و تجسم است. متلب یک ابزار قدرتمند است که شامل زبان سطح بالا و توابعی برای انجام سریع‌تر وظایف مرتبط با ریاضی است. این نرم افزار پیچیدگی را کاهش می‌دهد و به توضیح آسان‌تر نتایج در دنیای واقعی کمک می‌کند. به همین دلیل است که بسیاری از افراد علاقه‌مند به برنامه نویسی به دنبال یادگیری و آموختن متلب هستند.

متلب چیست؟

متلب ابتدا به عنوان یک زبان برنامه نویسی ماتریسی برای مهندسان طراحی شده بود. امروزه متلب تبدیل به یک زبان برنامه نویسی نسل چهارم مانند جاوا و سی شارپ شده که در کاربردهای پیشرفته‌ای مانند یادگیری ماشین، یادگیری عمیق و علم داده مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسیاری از مهندسان در حوزه‌های مختلف کاری شامل انجام محاسبات ریاضی، طراحی، تجزیه و تحلیل و بهینه سازی از متلب استفاده می‌کنند.

اهمیت MATLAB در  مهندسی صنایع

از آنجاییکه نرم‌افزار MATLAB ابزار قدرتمندی برای مدل‌سازی، شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تحلیل داده‌ها است، کاربردهای فراوانی از جمله در موارد زیر در مهندسی صنایع دارد:

بهینه‌سازی (Optimization):
مهندسی صنایع با مسائل تصمیم‌گیری و بهینه‌سازی سر و کار دارد. متلب ابزارهایی مثل fmincon  یا جعبه‌ابزار Optimization Toolbox را برای حل مسائل خطی، غیرخطی و عددی فراهم می‌کند.

شبیه‌سازی سیستم‌ها:
برای مدل‌سازی سیستم‌های تولیدی، خدماتی یا زنجیره تأمین از ابزارهایی مثل Simulink یا توابع آماری استفاده می‌شود.

تحلیل آماری و داده‌کاوی:
جعبه‌ابزارهایی مانند Statistics and Machine Learning Toolbox به تحلیل داده‌های صنعتی، کنترل کیفیت و پیش‌بینی کمک می‌کنند.

کنترل کیفیت و شش سیگما:
MATLAB  می‌تواند داده‌های کنترل کیفیت را تحلیل کرده و شاخص‌های عملکرد فرآیند را محاسبه کند.

برنامه‌ریزی تولید و زمان‌بندی:

با نوشتن الگوریتم‌های سفارشی می‌توان مسائل زمان‌بندی تولید، تخصیص منابع و برنامه‌ریزی خط تولید را مدل‌سازی کرد.

آموزش و پژوهش:

MATLAB به‌دلیل محیط تعاملی و زبان ساده، برای پروژه‌های دانشگاهی، تحلیل پایان‌نامه و مدل‌سازی مفاهیم نظری بسیار مفید است.

نحوه کار متلب

با آموختن متلب می‌توانید الگوریتم‌های مختلفی را طراحی کنید. می‌توانید داده‌ها را از منابع مختلفی مانند فایل‌ها، پایگاه‌های داده یا اینترنت در متلب آپلود و تحلیل کنید. علاوه بر این، می‌توانید داده‌ها را با گزینه‌های مختلف تجسم کنید. متلب دارای کتابخانه بسیار بزرگی از توابع ریاضی است. بنابراین، می‌توانید محاسبه جبر خطی و ماتریس‌ها را به عنوان یک محصول ریاضی انجام دهید.

علاوه بر آن، می‌توانید مدل‌های داده، نمونه‌های اولیه و محصولاتی که با متلب طراحی یا محاسبه می‌کنید را شبیه‌ سازی نمایید.   می‌توانید داده‌ها را بهینه سازی کرده تا از آن به طور موثر با برنامه‌های دیگر استفاده کنید.  می‌توانید رابط‌های شخصی مختلفی را طراحی کنید.

ویژگی‌های نرم افزار Matlab

برخی از ویژگی‌هایی که متلب را از سایر زبانهای برنامه‌نویسی متمایز می‌کنند عبارتند از:

1. محیط متلب دارای توابع و کتابخانه‌های از پیش تعریف شده است که به برنامه نویسان کمک می‌کند تا به راحتی از آن استفاده کنند. مسائل پیچیده ریاضی مختلفی وجود دارند که در صنایع مختلف با آنها روبرو هستیم. این مسائل را می‌توان در متلب با یک تابع یا کد واحد اجرا کرد. به طور مشابه، متلب طیف وسیعی از ابزارها را ارائه می‌دهد که در بسیاری از زمینه‌ها مانند مهندسی صنایع، مهندسی هوافضا، ارتباطات و پردازش سیگنال و سایر استفاده می‌شود.
2. Matlab  از پلتفرم‌های مختلفی مانند لینوکس، نسخه‌های مختلف ویندوز و سایر موارد پشتیبانی می‌کند. بنابراین، برنامه‌ها یا فایل‌هایی که در یک پلتفرم نوشته شده‌اند نیز می‌توانند بر روی پلتفرم دیگری اجرا یا خوانده شوند. این باعث کارآمدتر شدن روند برنامه نویسی با متلب می‌شود.
3. متلب برای اجرای کد، نیازی به کامپایلر ندارد، بنابراین اگر چند خط کد بنویسیم، نتایج فوری دریافت می‌کنیم. این تفسیر و پیاده سازی کد در متلب را آسان‌تر می‌کند. با این حال این روند کمی کند خواهد بود. ولی کامپایلرهای متلب برای اجرای سریع‌تر برنامه‌ها در دسترس هستند.
4. متلب دارای بسیاری دستورات تجسمی است که برای ترسیم نقشه مورد نیازند. علاوه بر آن، می‌توان از آن برای پردازش آسان تصاویر و فیلم‌ها نیز استفاده نمود. این امر متلب را به یک ابزار تجسم عالی تبدیل می‌کند که ترسیم نقشه را آسان تر خواهد کرد.
5. از متلب می‌توان برای تجزیه و تحلیل داده‌هایی که از منابع مختلف مانند اکسل یا پایگاه داده تامین شده‌اند استفاده نمود. پس از وارد کردن مجموعه داده‌ها به محیط نرم افزار، متلب ابزارها و کتابخانه‌های مختلفی را برای تجزیه و تحلیل بیشتر داده‌ها ارائه می‌کند. پس از حذف اطلاعات ناخواسته، باید بسته به هدف کسب و کار، مدلی بسازیم Matlab .از ابزار، بسته‌ها و توابعی را برای توسعه مدل مانند رگرسیون لجستیک، خوشه‌ بندی، جنگل تصادفی و مدل‌های برداری برای تجسم سازی استفاده می‌کند. بنابراین، از روش‌های اولیه تجزیه و تحلیل تا انتها، تمام توابع در متلب وجود دارند که آن را به ابزاری عالی برای تجزیه و تحلیل داده‌ها تبدیل می‌کند.
6. کد متلب به هر زبان دیگری مانند  C++ و Java نزدیک است. این به برنامه نویسان کمک می‌کند تا کد را به راحتی بخوانند.
7. متلب در نسخه‌های اخیر خود ابزارها و کتابخانه‌های Deep Learning را ارائه می‌دهد. این شامل کتابخانه‌ای مهم است که می‌تواند در بسیاری از زمینه‌های دیگری مانند سیستم کنترل، ارتباطات، پردازش تصویر و سیگنال استفاده شود.
8. متلب کتابخانه‌ها و ابزارهای از پیش تعریف شده خود را دارد که کاربران را قادر می‌سازد تا GUI (رابط گرافیکی کاربر) را برای برنامه‌های مربوطه خود بسازند. این  برای کاربرانی که هیچ تجربه و دانش قبلی در متلب ندارند، کمک بزرگی است.

اهمیت آموزش متلب

امروزه زبان‌های برنامه نویسی زیادی در سراسر جهان استفاده می‌شوند. متلب در مقایسه با سایر زبان‌های نرم افزار کد نویسی، مزایای زیادی ارائه می‌دهد ولی متلب در کاربردهای خاصی بر سایر زبان‌های برنامه نویسی مزیت دارد. متلب هر داده‌ای که می‌نویسید را به عنوان یک ماتریس درک می‌کند. به عنوان مثال، هنگامی که یک عدد را وارد می‌کنید، به عنوان یک ماتریس متشکل از یک ردیف و یک ستون درک می‌شود. این شامل توابع آماده جاسازی شده برای عملیات ماتریس مانند جمع ماتریس، ضرب و بالعکس است. به لطف جعبه ابزار‌های زیاد متلب می‌توان عملکرد آن را تا حد زیادی غنی کرد.

به عنوان مثال، نوار ابزار استاتیک کمک می‌کند تا از داده‌های آماری سفارشی شده استفاده کنیم یا به لطف لینک به اکسل، داده‌ها به فرمتی تبدیل می‌شوند که توسط اکسل قابل خواندن باشند. متلب از عملیات برداری استفاده می‌کند. به این ترتیب حجم کدها به حداقل کاهش می‌یابد. 

نمی‌توانید در مورد متلب صحبت کنید و در مورد Simulink حرفی به میان نیاورید. برخی از داده‌ها در نتیجه عملیات انجام شده در متلب به دست آمده‌اند و به لطف Simulink، این داده‌ها به خروجی‌هایی تبدیل می‌شوند که می‌توانند با نمودارها تعامل داشته باشند.

این می‌تواند ترسیم نمودار داده‌ها را آسان‌تر نماید. علاوه بر آن، این نرم افزار این امکان را می‌دهد تا رنگ و اندازه را تنظیم کنید و به لطف نتیجه بصری حاصل، تفسیر مؤثرتر و دقیق‌تری انجام می‌شود.

مزایای آموزش متلب

این روزها تقاضای زیادی برای برنامه نویسان و توسعه دهندگان ماهر در حوزه نرم افزار متلب وجود دارند. مهارت‌آموزان می‌توانند پس از پایان دوره خود، به عنوان یک برنامه نویس حرفه‌ای وارد بازار کار شوند و درآمد خوبی کسب کنند.

متلب به طور خاص برای زمینه‌های علمی و ریاضی طراحی شده است و پایگاه داده وسیعی از الگوریتم های داخلی را ارائه می‌دهد و در زمان توسعه صرفه جویی می‌کند. جعبه ابزار این نرم افزار علاوه بر آن، عملکرد متلب را با الگوریتم‌هایی برای حوزه‌های خاص مانند یادگیری عمیق، امور مالی، تجزیه و تحلیل متن و موارد دیگر گسترش می‌دهد.

متلب می‌تواند کتابخانه‌های خارجی مانند OpenCV را فراخوانی کند تا عملکرد خود را حتی بهتر کند. پلت فرم متلب پیاده‌سازی، آزمایش و اشکال زدایی الگوریتم‌های خود را بدون کامپایل مجدد کد در یک محیط تعاملی آسان می‌کند. می‌توانید از متلب برای پردازش تصاویر ثابت و ویدئو در انواع فرمت‌های استاندارد استفاده کنید.

متلب به ساده کردن محاسبات توابع انتقال مدارها، یافتن، رسم قطب‌ها و صفرها، ارزیابی پاسخ زمانی سیستم‌ها و حل معادلات دیفرانسیل مربوط به آن‌ها کمک می‌کند. در ترکیب با Simulink، متلب توانایی دریافت و شبیه‌سازی کدهای HDL برای سبک‌های FPGA و ASIC را دارد. اخیراً یک رابط AN برای PSpice نیز فراهم شده است. متلب توانایی طراحی سیستم‌های تعبیه شده، انجام مواردی از قبیل دریافت و پردازش تصویر و صدا را نیز دارد.

کاربردهای متلب

Matlab به ویژه در برنامه‌های مهندسی و اغلب در تجزیه و تحلیل سیستم‌ها و محاسبات ریاضی و تجسم آنها استفاده می‌شود. کاربردهای اصلی متلب عبارتند از:

• محاسبات جبر خطی عددی
•  یادگیری ماشین
• یادگیری عمیق
• علم داده
•  شبیه سازی
•  ایجاد نمودار برای داده‌های بزرگ
•  تجزیه و تحلیل داده‌ها و تجسم
•  توسعه الگوریتم
•  ایجاد یک رابط کاربری گرافیکی و رابط برنامه نویسی کاربردی

چگونه متلب را یاد بگیریم؟

متلب یک زبان برنامه نویسی شی‌گرا است. به همین دلیل، بهتر است اصول اولیه زبان برنامه‌نویسی شی‌گرا را نیز بیاموزید. علاوه بر آن، دانستن اینکه متلب چگونه توالی کد نویسی و الگوریتم‌ها را توسعه می‌دهد، مفید است. اگر علاقه و تلاش داشته باشد، یادگیری این برنامه ساده است. اگر ریاضی را به خوبی بدانید، عملیات موجود در کتابخانه متلب برای شما راحت‌تر خواهد شد.

آموزش صفر تا صد متلب

متلب یکی از بهترین برنامه‌هایی است که برای حل عملیات ریاضی مانند ماتریس و جبر خطی استفاده می‌شود. این برنامه آنالیز داده‌ها را با انواع مختلف الگوریتم‌هایی که دارد، انجام می‌دهد. متلب به شما این امکان را می‌دهد تا راحت‌تر روی تغییرات ایجاد شده کار کنید و در نهایت، در طراحی رابط راحتی بیشتری داشته باشد.

مزایای زیاد وجود دارند که متلب را به یک ابزار عالی برای همۀ مهندسان تبدیل می‌کند. برای امور مربوط به مهندسی، انتخاب متلب به جای هر ابزار دیگری تقریباً در هر زمینه‌ای گزینه مناسبی است.

پیشنیازهای این دوره

• پیش‌نیاز ندارد
• از صفر آموزش داده می‌شود.

سوالات متداول