Multi Class Roadmap

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マルチクラス分類ロードマップ — Multi-Class Classification Roadmap

最終更新: 2026-02-28
debonding のみから debond / delam / impact / healthy の 4 クラス分類への拡張計画。
2年研究計画 の一環 → 2-Year-Goals

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日本語概要

2 クラス (defect/healthy) から 4 クラス (debond/delam/impact/healthy) へ拡張。Phase A: healthy 追加。Phase B: デラミネーション FEM。Phase C: 衝撃損傷 FEM。Phase D: 4 クラス GNN。defect_type カラム追加、マクロ F1 > 0.70 目標。用語は 用語集 を参照。

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1. 目標

現状	目標 (2年後)
2 クラス (defect / healthy)	4 クラス (debond / delam / impact / healthy)
デボンディングのみ検出	複合材フェアリングの主要損傷を網羅
マクロ F1	> 0.70 (4 クラス)

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2. クラス定義

クラス ID	名称	説明	FEM モデル化
0	healthy	健全（欠陥なし）	欠陥挿入なし
1	debonding	スキン-コア界面剥離	現行（円形デボンディング）
2	delamination	積層内の層間剥離	CONTACT / COHESIVE 等で追加
3	impact	衝撃損傷 (BVID 等)	打撃シミュレーション or 剛性低下ゾーン

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3. 実装フェーズ

Phase A: データ拡張 (デボンディング + 健全)

タスク	内容	難易度
DOE に healthy 追加	欠陥なしサンプル 10–20 件	★
defect_type カラム	0=healthy, 1=debond	★
学習: 2 クラス維持	healthy vs defect の 2 値	★

Phase B: デラミネーション追加

タスク	内容	難易度
FEM でデラミネーション	積層間の COHESIVE 要素 or 剛性低下	★★★★
ラベル: defect_type=2	delam ノードに 2 を付与	★★
学習: 3 クラス	healthy / debond / delam	★★★

Phase C: 衝撃損傷追加

タスク	内容	難易度
FEM で衝撃損傷	Explicit 動解析 or 等価剛性低下	★★★★★
ラベル: defect_type=3	impact ゾーンノードに 3 を付与	★★
学習: 4 クラス	healthy / debond / delam / impact	★★★★

Phase D: マルチクラス GNN

タスク	内容	難易度
出力層	4 クラス (num_classes=4)	★
損失関数	CrossEntropy + Focal (クラス不均衡)	★★
評価指標	マクロ F1, 混同行列, クラス別 Recall	★

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4. データ形式の変更

4.1 nodes.csv

- defect_label: 0 or 1
+ defect_label: 0 or 1  # 後方互換
+ defect_type: 0=healthy, 1=debond, 2=delam, 3=impact

4.2 PyG Data

Data(
    y = [N],           # 0, 1, 2, 3
    num_classes = 4,
)

4.3 モデル出力

# 現行: [N, 2] (binary)
# マルチ: [N, 4] (4-class logits)
out = model(data.x, data.edge_index, data.edge_attr)  # [N, 4]

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5. クラス比の目安

クラス	目標割合	備考
healthy	10–20%	偽陽性低減
debonding	50–60%	現行メイン
delamination	15–25%	Phase B で追加
impact	10–15%	Phase C で追加

※ 実データの発生頻度に合わせて調整。

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6. 依存関係

Phase A (healthy 追加)
    ↓
Phase B (delamination FEM + ラベル)
    ↓
Phase C (impact FEM + ラベル)
    ↓
Phase D (4 クラス GNN 学習)

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7. 関連

ページ	内容
Ideal-vs-Implementation	損傷タイプ別の難易度・貢献
Defect-Generation-and-Labeling	現行欠陥パラメータ
Roadmap	全体フェーズ
Dataset-Format	データ仕様