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CHANGED
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@@ -1,85 +1,98 @@
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| 1 |
import streamlit as st
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| 2 |
import pandas as pd
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| 3 |
import numpy as np
|
| 4 |
-
|
| 5 |
-
import
|
|
|
|
|
|
|
| 6 |
|
| 7 |
-
# Scikit-learn
|
| 8 |
-
from sklearn.model_selection import train_test_split
|
| 9 |
-
from sklearn.preprocessing import
|
| 10 |
-
from sklearn.metrics import accuracy_score, confusion_matrix
|
| 11 |
from sklearn.pipeline import Pipeline
|
|
|
|
|
|
|
| 12 |
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
|
| 13 |
-
from sklearn.
|
| 14 |
-
|
| 15 |
-
import seaborn as sns
|
| 16 |
|
| 17 |
-
# PyTorch
|
| 18 |
import torch
|
| 19 |
import torch.nn as nn
|
| 20 |
import torch.nn.functional as F
|
|
|
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| 21 |
import random
|
| 22 |
|
| 23 |
-
|
| 24 |
-
|
| 25 |
-
|
| 26 |
-
|
| 27 |
-
|
| 28 |
-
|
| 29 |
-
|
| 30 |
-
|
| 31 |
-
|
| 32 |
-
|
| 33 |
-
|
| 34 |
-
#
|
| 35 |
-
|
| 36 |
-
|
| 37 |
-
|
| 38 |
-
|
| 39 |
-
|
| 40 |
-
|
| 41 |
-
|
| 42 |
-
|
| 43 |
-
def
|
| 44 |
-
|
| 45 |
-
|
| 46 |
-
|
| 47 |
-
|
| 48 |
-
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| 49 |
-
|
| 50 |
-
|
| 51 |
-
|
| 52 |
-
|
| 53 |
-
|
| 54 |
-
|
| 55 |
-
|
| 56 |
-
|
| 57 |
-
|
| 58 |
-
|
| 59 |
-
|
| 60 |
-
|
| 61 |
-
|
| 62 |
-
|
| 63 |
-
|
| 64 |
-
|
| 65 |
-
|
| 66 |
-
|
| 67 |
-
|
| 68 |
-
|
| 69 |
-
|
| 70 |
-
|
| 71 |
-
|
| 72 |
-
|
| 73 |
-
|
| 74 |
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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| 75 |
class MiniVAE(nn.Module):
|
| 76 |
-
|
|
|
|
| 77 |
super().__init__()
|
| 78 |
-
|
| 79 |
-
self.
|
| 80 |
-
self.
|
| 81 |
-
self.
|
| 82 |
-
|
|
|
|
|
|
|
| 83 |
|
| 84 |
def encode(self, x):
|
| 85 |
h = F.relu(self.fc1(x))
|
|
@@ -88,7 +101,7 @@ class MiniVAE(nn.Module):
|
|
| 88 |
def reparameterize(self, mu, logvar):
|
| 89 |
std = torch.exp(0.5 * logvar)
|
| 90 |
eps = torch.randn_like(std)
|
| 91 |
-
return mu + eps*std
|
| 92 |
|
| 93 |
def decode(self, z):
|
| 94 |
h = F.relu(self.fc3(z))
|
|
@@ -100,269 +113,710 @@ class MiniVAE(nn.Module):
|
|
| 100 |
recon = self.decode(z)
|
| 101 |
return recon, mu, logvar
|
| 102 |
|
|
|
|
| 103 |
def vae_loss(recon_x, x, mu, logvar):
|
| 104 |
-
|
| 105 |
kld = -0.5 * torch.sum(1 + logvar - mu.pow(2) - logvar.exp())
|
| 106 |
-
return
|
| 107 |
-
|
| 108 |
-
|
| 109 |
-
|
| 110 |
-
|
| 111 |
-
|
| 112 |
-
|
| 113 |
-
|
| 114 |
-
|
| 115 |
-
|
| 116 |
-
|
| 117 |
-
|
| 118 |
-
|
| 119 |
-
|
| 120 |
-
|
| 121 |
-
|
| 122 |
-
|
| 123 |
-
|
| 124 |
-
|
| 125 |
-
|
| 126 |
-
|
| 127 |
-
|
| 128 |
-
|
| 129 |
-
|
| 130 |
-
|
| 131 |
-
|
| 132 |
-
|
| 133 |
-
#
|
| 134 |
-
|
| 135 |
-
|
| 136 |
-
|
| 137 |
-
|
| 138 |
-
|
| 139 |
-
|
| 140 |
-
|
| 141 |
-
|
| 142 |
-
|
| 143 |
-
|
| 144 |
-
|
|
|
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| 145 |
else:
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| 146 |
-
|
| 147 |
-
|
| 148 |
-
|
| 149 |
-
|
| 150 |
-
|
| 151 |
-
|
| 152 |
-
|
| 153 |
-
|
| 154 |
-
|
| 155 |
-
|
| 156 |
-
|
| 157 |
-
|
| 158 |
-
|
| 159 |
-
|
| 160 |
-
|
| 161 |
-
|
| 162 |
-
|
| 163 |
-
|
| 164 |
-
|
| 165 |
-
|
| 166 |
-
|
| 167 |
-
|
| 168 |
-
|
| 169 |
-
|
| 170 |
-
|
| 171 |
-
|
| 172 |
-
|
| 173 |
-
|
| 174 |
-
|
| 175 |
-
|
| 176 |
-
|
|
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| 177 |
return
|
| 178 |
-
|
| 179 |
-
|
| 180 |
-
|
| 181 |
-
|
| 182 |
-
|
| 183 |
-
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| 184 |
-
|
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| 185 |
return
|
| 186 |
|
| 187 |
-
|
| 188 |
-
|
| 189 |
-
|
| 190 |
-
|
| 191 |
-
|
| 192 |
-
|
| 193 |
-
|
| 194 |
-
|
| 195 |
-
|
| 196 |
-
|
| 197 |
-
|
| 198 |
-
|
| 199 |
-
|
| 200 |
-
|
| 201 |
-
|
| 202 |
-
|
| 203 |
-
|
| 204 |
-
|
| 205 |
-
|
| 206 |
-
|
| 207 |
-
|
| 208 |
-
|
| 209 |
-
|
| 210 |
-
|
| 211 |
-
|
| 212 |
-
|
| 213 |
-
|
| 214 |
-
|
| 215 |
-
|
| 216 |
-
|
| 217 |
-
|
| 218 |
-
|
| 219 |
-
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 220 |
|
| 221 |
-
|
| 222 |
-
#
|
| 223 |
-
|
| 224 |
-
|
| 225 |
-
|
| 226 |
-
if st.session_state["model"] is None:
|
| 227 |
-
st.error("Devi prima addestrare il modello!")
|
| 228 |
return
|
| 229 |
-
|
| 230 |
-
|
| 231 |
-
|
| 232 |
-
|
| 233 |
-
|
| 234 |
-
with
|
| 235 |
-
|
| 236 |
-
|
| 237 |
-
|
| 238 |
-
|
| 239 |
-
|
| 240 |
-
|
| 241 |
-
|
| 242 |
-
|
| 243 |
-
|
| 244 |
-
|
| 245 |
-
|
| 246 |
-
|
| 247 |
-
|
| 248 |
-
|
| 249 |
-
st.
|
| 250 |
-
for i in sorted_idx:
|
| 251 |
-
st.write(f"- {classes[i]}: {proba[i]*100:.1f}%")
|
| 252 |
-
# Top1
|
| 253 |
-
top1 = classes[sorted_idx[0]]
|
| 254 |
-
st.success(f"**Consiglio**: {top1}")
|
| 255 |
-
|
| 256 |
-
###########################################
|
| 257 |
-
# FUNZIONE: Mini VAE generative reuse
|
| 258 |
-
###########################################
|
| 259 |
-
def generative_phase():
|
| 260 |
-
st.subheader("Fase 4: Generative Reuse (VAE)")
|
| 261 |
-
|
| 262 |
-
# Creiamo / inizializziamo
|
| 263 |
-
if st.session_state["vae"] is None:
|
| 264 |
-
st.session_state["vae"] = MiniVAE()
|
| 265 |
vae = st.session_state["vae"]
|
| 266 |
|
| 267 |
-
#
|
| 268 |
-
if not st.session_state
|
| 269 |
-
|
| 270 |
-
|
| 271 |
-
|
| 272 |
-
|
| 273 |
-
|
| 274 |
-
|
| 275 |
-
|
| 276 |
-
|
| 277 |
-
|
| 278 |
-
|
| 279 |
-
|
| 280 |
-
|
| 281 |
-
|
| 282 |
-
|
| 283 |
-
|
| 284 |
-
|
| 285 |
-
|
| 286 |
-
|
| 287 |
-
|
| 288 |
-
|
| 289 |
-
|
| 290 |
-
|
| 291 |
-
|
| 292 |
-
|
| 293 |
-
|
| 294 |
-
|
| 295 |
-
|
| 296 |
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 297 |
else:
|
| 298 |
-
st.info("VAE già addestrato.")
|
| 299 |
-
|
| 300 |
-
|
| 301 |
-
|
| 302 |
-
|
| 303 |
-
|
| 304 |
-
|
| 305 |
-
|
| 306 |
-
|
| 307 |
-
|
| 308 |
-
st.dataframe(df.round(2))
|
| 309 |
-
st.write("Interpretazione: Dim1, Dim2 = dimensioni, Spess=spessore, Decor=0..1 stima di ‘finitura artistica’?")
|
| 310 |
-
|
| 311 |
-
###########################################
|
| 312 |
-
# FUNZIONE: Overlay Estetico
|
| 313 |
-
###########################################
|
| 314 |
-
def overlay_phase():
|
| 315 |
-
st.subheader("Fase 5: Overlay Estetico")
|
| 316 |
-
|
| 317 |
-
col1, col2 = st.columns(2)
|
| 318 |
-
with col1:
|
| 319 |
-
file_eol = st.file_uploader("Foto EoL", type=["jpg","png"], key="uplEolOverlay")
|
| 320 |
-
with col2:
|
| 321 |
-
file_obj = st.file_uploader("Foto Oggetto Finale", type=["jpg","png"], key="uplObjOverlay")
|
| 322 |
-
|
| 323 |
-
alpha = st.slider("Trasparenza EoL", 0.0,1.0,0.5)
|
| 324 |
-
|
| 325 |
-
if file_eol and file_obj:
|
| 326 |
-
eol_img = Image.open(file_eol).convert("RGBA")
|
| 327 |
-
obj_img = Image.open(file_obj).convert("RGBA")
|
| 328 |
-
eol_img = eol_img.resize(obj_img.size)
|
| 329 |
-
blended = Image.blend(obj_img, eol_img, alpha)
|
| 330 |
-
st.image(blended, caption="Overlay EoL + Oggetto Finale", use_column_width=True)
|
| 331 |
-
else:
|
| 332 |
-
st.info("Carica entrambe le immagini per vedere l'overlay")
|
| 333 |
-
|
| 334 |
-
###########################################
|
| 335 |
-
# FUNZIONE: Dashboard
|
| 336 |
-
###########################################
|
| 337 |
-
def dashboard_phase():
|
| 338 |
-
st.subheader("Dashboard")
|
| 339 |
-
if st.session_state["df"] is None:
|
| 340 |
-
st.error("Nessun dataset caricato/generato.")
|
| 341 |
return
|
| 342 |
-
|
| 343 |
-
st.
|
| 344 |
-
st.
|
| 345 |
-
|
| 346 |
-
|
| 347 |
-
|
| 348 |
-
|
| 349 |
-
|
|
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| 350 |
else:
|
| 351 |
-
|
| 352 |
-
|
| 353 |
-
|
| 354 |
-
|
| 355 |
-
|
| 356 |
-
|
| 357 |
-
|
| 358 |
-
|
| 359 |
-
|
| 360 |
-
|
| 361 |
-
|
| 362 |
-
|
| 363 |
-
|
| 364 |
-
|
| 365 |
-
|
| 366 |
-
|
| 367 |
-
|
| 368 |
-
|
|
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|
|
|
|
|
|
| 1 |
import streamlit as st
|
| 2 |
import pandas as pd
|
| 3 |
import numpy as np
|
| 4 |
+
import seaborn as sns
|
| 5 |
+
import matplotlib.pyplot as plt
|
| 6 |
+
from statistics import mode, StatisticsError
|
| 7 |
+
import io # Per gestione file upload
|
| 8 |
|
| 9 |
+
# --- Scikit-learn ---
|
| 10 |
+
from sklearn.model_selection import train_test_split, GridSearchCV
|
| 11 |
+
from sklearn.preprocessing import StandardScaler, LabelEncoder # LabelEncoder servirà se usiamo VAE con shape_code
|
|
|
|
| 12 |
from sklearn.pipeline import Pipeline
|
| 13 |
+
from sklearn.metrics import confusion_matrix, accuracy_score, f1_score
|
| 14 |
+
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier, GradientBoostingClassifier
|
| 15 |
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
|
| 16 |
+
from sklearn.svm import SVC
|
| 17 |
+
from sklearn.neural_network import MLPClassifier # Usato nei dummy models
|
|
|
|
| 18 |
|
| 19 |
+
# --- PyTorch (per VAE) ---
|
| 20 |
import torch
|
| 21 |
import torch.nn as nn
|
| 22 |
import torch.nn.functional as F
|
| 23 |
+
import torch.utils.data
|
| 24 |
import random
|
| 25 |
|
| 26 |
+
# --- Impostazioni Pagina Streamlit ---
|
| 27 |
+
st.set_page_config(
|
| 28 |
+
page_title="WEEKO - AI Reuse Analyzer",
|
| 29 |
+
page_icon="♻️",
|
| 30 |
+
layout="wide"
|
| 31 |
+
)
|
| 32 |
+
|
| 33 |
+
##########################################
|
| 34 |
+
# 1. PLACEHOLDER / DUMMY MODELS (dal codice Zero Scarto)
|
| 35 |
+
##########################################
|
| 36 |
+
class DummyTabTransformerClassifier:
|
| 37 |
+
# Semplificato: usa MLP come base per il placeholder
|
| 38 |
+
def __init__(self, input_dim=8): # Input dim deve corrispondere alle feature usate
|
| 39 |
+
# Architettura minima
|
| 40 |
+
self.clf = MLPClassifier(hidden_layer_sizes=(max(16,input_dim*2), max(8,input_dim)), max_iter=100, random_state=42, alpha=0.01, learning_rate_init=0.01)
|
| 41 |
+
def fit(self, X, y):
|
| 42 |
+
self.clf.fit(X, y)
|
| 43 |
+
return self
|
| 44 |
+
def predict(self, X):
|
| 45 |
+
return self.clf.predict(X)
|
| 46 |
+
def predict_proba(self, X):
|
| 47 |
+
# Assicurati che predict_proba sia disponibile
|
| 48 |
+
if hasattr(self.clf, 'predict_proba'):
|
| 49 |
+
return self.clf.predict_proba(X)
|
| 50 |
+
else: # Fallback se il modello non ha predict_proba (improbabile per MLP)
|
| 51 |
+
preds = self.clf.predict(X)
|
| 52 |
+
return np.array([[1.0, 0.0] if p == 0 else [0.0, 1.0] for p in preds])
|
| 53 |
+
|
| 54 |
+
|
| 55 |
+
class DummySAINTClassifier:
|
| 56 |
+
# Semplificato: usa MLP come base per il placeholder
|
| 57 |
+
def __init__(self, input_dim=8): # Input dim deve corrispondere alle feature usate
|
| 58 |
+
# Architettura minima
|
| 59 |
+
self.clf = MLPClassifier(hidden_layer_sizes=(max(20,input_dim*2), max(10,input_dim)), max_iter=120, random_state=42, alpha=0.005, learning_rate_init=0.005)
|
| 60 |
+
def fit(self, X, y):
|
| 61 |
+
self.clf.fit(X, y)
|
| 62 |
+
return self
|
| 63 |
+
def predict(self, X):
|
| 64 |
+
return self.clf.predict(X)
|
| 65 |
+
def predict_proba(self, X):
|
| 66 |
+
if hasattr(self.clf, 'predict_proba'):
|
| 67 |
+
return self.clf.predict_proba(X)
|
| 68 |
+
else:
|
| 69 |
+
preds = self.clf.predict(X)
|
| 70 |
+
return np.array([[1.0, 0.0] if p == 0 else [0.0, 1.0] for p in preds])
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
# Dizionario Modelli ML (Step 1)
|
| 73 |
+
MODELS = {
|
| 74 |
+
"Random Forest": RandomForestClassifier(random_state=42, n_estimators=100, class_weight='balanced'),
|
| 75 |
+
"Gradient Boosting": GradientBoostingClassifier(random_state=42, n_estimators=100),
|
| 76 |
+
"Logistic Regression": LogisticRegression(random_state=42, max_iter=500, class_weight='balanced'),
|
| 77 |
+
"Support Vector Machine": SVC(probability=True, random_state=42, class_weight='balanced'),
|
| 78 |
+
"TabTransformer (Dummy)": DummyTabTransformerClassifier(),
|
| 79 |
+
"SAINT (Dummy)": DummySAINTClassifier()
|
| 80 |
+
}
|
| 81 |
+
|
| 82 |
+
##########################################
|
| 83 |
+
# 2. DEFINIZIONE MODELLO VAE (Step 2 - Generative)
|
| 84 |
+
##########################################
|
| 85 |
class MiniVAE(nn.Module):
|
| 86 |
+
# input_dim: numero di feature geometriche/fisiche usate dal VAE
|
| 87 |
+
def __init__(self, input_dim=5, latent_dim=2):
|
| 88 |
super().__init__()
|
| 89 |
+
# Encoder
|
| 90 |
+
self.fc1 = nn.Linear(input_dim, 32)
|
| 91 |
+
self.fc21 = nn.Linear(32, latent_dim) # Mu
|
| 92 |
+
self.fc22 = nn.Linear(32, latent_dim) # LogVar
|
| 93 |
+
# Decoder
|
| 94 |
+
self.fc3 = nn.Linear(latent_dim, 32)
|
| 95 |
+
self.fc4 = nn.Linear(32, input_dim)
|
| 96 |
|
| 97 |
def encode(self, x):
|
| 98 |
h = F.relu(self.fc1(x))
|
|
|
|
| 101 |
def reparameterize(self, mu, logvar):
|
| 102 |
std = torch.exp(0.5 * logvar)
|
| 103 |
eps = torch.randn_like(std)
|
| 104 |
+
return mu + eps * std
|
| 105 |
|
| 106 |
def decode(self, z):
|
| 107 |
h = F.relu(self.fc3(z))
|
|
|
|
| 113 |
recon = self.decode(z)
|
| 114 |
return recon, mu, logvar
|
| 115 |
|
| 116 |
+
# Loss function per VAE
|
| 117 |
def vae_loss(recon_x, x, mu, logvar):
|
| 118 |
+
recon_loss = F.mse_loss(recon_x, x, reduction='sum')
|
| 119 |
kld = -0.5 * torch.sum(1 + logvar - mu.pow(2) - logvar.exp())
|
| 120 |
+
return recon_loss + kld
|
| 121 |
+
|
| 122 |
+
# Funzione Helper per ottenere Embeddings VAE (se servirà in futuro)
|
| 123 |
+
def get_vae_embeddings(data_df, vae_model, scaler):
|
| 124 |
+
if vae_model is None or scaler is None: return None
|
| 125 |
+
try:
|
| 126 |
+
if not hasattr(scaler, 'feature_names_in_'): raise ValueError("Scaler non fittato o senza feature names.")
|
| 127 |
+
ordered_cols = scaler.feature_names_in_
|
| 128 |
+
if not all(col in data_df.columns for col in ordered_cols): raise ValueError("Colonne mancanti per VAE.")
|
| 129 |
+
data_ordered = data_df[ordered_cols]
|
| 130 |
+
data_scaled = scaler.transform(data_ordered)
|
| 131 |
+
data_t = torch.tensor(data_scaled, dtype=torch.float32)
|
| 132 |
+
vae_model.eval()
|
| 133 |
+
with torch.no_grad():
|
| 134 |
+
mu, _ = vae_model.encode(data_t)
|
| 135 |
+
return mu.numpy()
|
| 136 |
+
except Exception as e:
|
| 137 |
+
st.error(f"Errore embedding VAE: {e}")
|
| 138 |
+
return None
|
| 139 |
+
|
| 140 |
+
##########################################
|
| 141 |
+
# 3. FUNZIONI LOGICA OR6 (Step 1 - Zero Scarto Analyzer)
|
| 142 |
+
##########################################
|
| 143 |
+
# Features: length, width, RUL, margin, shape, weight, thickness
|
| 144 |
+
DEFAULT_FEATURES_STEP1 = ['length', 'width', 'RUL', 'margin', 'shape', 'weight', 'thickness']
|
| 145 |
+
# Features numeriche usate per ML (shape diventa shape_code)
|
| 146 |
+
ML_FEATURES_STEP1 = ['length', 'width', 'shape_code', 'weight', 'thickness', 'RUL', 'margin', 'compat_dim']
|
| 147 |
+
# Features geometriche/fisiche per VAE (Step 2) - Sottoinsieme delle precedenti
|
| 148 |
+
VAE_FEATURES_STEP2 = ['length', 'width', 'weight', 'thickness', 'shape_code'] # Escludiamo RUL, margin, compat_dim
|
| 149 |
+
|
| 150 |
+
|
| 151 |
+
def generate_synthetic_data(n_samples=300, seed=42):
|
| 152 |
+
np.random.seed(seed)
|
| 153 |
+
length = np.clip(np.random.normal(loc=100, scale=20, size=n_samples), 50, 250) # Aumentato range
|
| 154 |
+
width = np.clip(np.random.normal(loc=50, scale=15, size=n_samples), 20, 150) # Aumentato range
|
| 155 |
+
RUL = np.clip(np.random.normal(loc=500, scale=250, size=n_samples), 0, 1000).astype(int) # Più varianza RUL
|
| 156 |
+
margin = np.clip(np.random.normal(loc=150, scale=150, size=n_samples), -200, 600).astype(int) # Più varianza margin
|
| 157 |
+
shapes = np.random.choice(['axisymmetric', 'sheet_metal', 'alloy_plate', 'complex_plastic'], size=n_samples, p=[0.4, 0.3, 0.15, 0.15]) # Aggiunta forma
|
| 158 |
+
weight = np.clip(np.random.normal(loc=80, scale=30, size=n_samples), 10, 250) # Range peso più ampio
|
| 159 |
+
thickness = np.clip(np.random.normal(loc=8, scale=4, size=n_samples), 0.5, 30) # Range spessore più ampio
|
| 160 |
+
|
| 161 |
+
return pd.DataFrame({
|
| 162 |
+
'length': length, 'width': width, 'RUL': RUL, 'margin': margin,
|
| 163 |
+
'shape': shapes, 'weight': weight, 'thickness': thickness
|
| 164 |
+
})
|
| 165 |
+
|
| 166 |
+
# Funzione per match dimensionale (resta uguale)
|
| 167 |
+
def dimension_match(row, target_length, target_width, target_shape, target_weight, target_thickness,
|
| 168 |
+
tol_len, tol_wid, tol_weight, tol_thickness):
|
| 169 |
+
cond_length = abs(row['length'] - target_length) <= tol_len
|
| 170 |
+
cond_width = abs(row['width'] - target_width) <= tol_wid
|
| 171 |
+
cond_shape = row['shape'] == target_shape
|
| 172 |
+
cond_weight = abs(row['weight'] - target_weight) <= tol_weight
|
| 173 |
+
cond_thickness = abs(row['thickness'] - target_thickness) <= tol_thickness
|
| 174 |
+
# Ora richiede TUTTE le condizioni (più stringente)
|
| 175 |
+
return 1 if (cond_length and cond_width and cond_shape and cond_weight and cond_thickness) else 0
|
| 176 |
+
|
| 177 |
+
# Funzione per assegnare classe (resta uguale)
|
| 178 |
+
def assign_class(row, threshold_score=0.5, alpha=0.5, beta=0.5):
|
| 179 |
+
rul_norm = row['RUL'] / 1000.0 # Normalizza RUL
|
| 180 |
+
margin_norm = (row['margin'] + 200.0) / 800.0 # Normalizza margin [-200, 600] -> [0, 1]
|
| 181 |
+
score = alpha * rul_norm + beta * margin_norm
|
| 182 |
+
if row['compat_dim'] == 1 and score >= threshold_score:
|
| 183 |
+
return "Riutilizzo Funzionale"
|
| 184 |
else:
|
| 185 |
+
# Se non c'è compatibilità dimensionale O lo score è basso -> Upcycling
|
| 186 |
+
return "Upcycling Creativo"
|
| 187 |
+
|
| 188 |
+
# Mapping forma a codice numerico
|
| 189 |
+
SHAPE_MAPPING = {'axisymmetric': 0, 'sheet_metal': 1, 'alloy_plate': 2, 'complex_plastic': 3}
|
| 190 |
+
|
| 191 |
+
##########################################
|
| 192 |
+
# 4. FUNZIONI STREAMLIT PER LE FASI
|
| 193 |
+
##########################################
|
| 194 |
+
|
| 195 |
+
# --- Fase 1: Preparazione Dataset ---
|
| 196 |
+
def prepare_dataset():
|
| 197 |
+
st.header("♻️ 1. Preparazione Dataset EoL")
|
| 198 |
+
# Tabs per organizzare
|
| 199 |
+
tab1, tab2 = st.tabs(["Carica/Genera Dati", "Definisci Compatibilità & Target"])
|
| 200 |
+
|
| 201 |
+
data_loaded = False
|
| 202 |
+
with tab1:
|
| 203 |
+
st.subheader("Fonte Dati")
|
| 204 |
+
data_option = st.radio("Scegli", ["Genera dati sintetici", "Carica un CSV"], horizontal=True, key="data_opt")
|
| 205 |
+
data = None # Inizializza data a None
|
| 206 |
+
|
| 207 |
+
if data_option == "Genera dati sintetici":
|
| 208 |
+
n_samples = st.slider("Numero di campioni", 100, 2000, 500, help="Seleziona il numero di campioni da generare", key="gen_n")
|
| 209 |
+
if st.button("Genera Dati"):
|
| 210 |
+
data = generate_synthetic_data(n_samples=n_samples)
|
| 211 |
+
st.session_state.data_source = "generated" # Salva la fonte
|
| 212 |
+
else:
|
| 213 |
+
uploaded_file = st.file_uploader("Carica un file CSV", type=["csv"], key="csv_up")
|
| 214 |
+
if uploaded_file:
|
| 215 |
+
try:
|
| 216 |
+
data = pd.read_csv(uploaded_file)
|
| 217 |
+
# Controllo colonne minime
|
| 218 |
+
if not all(col in data.columns for col in DEFAULT_FEATURES_STEP1):
|
| 219 |
+
st.error(f"Il CSV deve contenere almeno le colonne: {', '.join(DEFAULT_FEATURES_STEP1)}")
|
| 220 |
+
data = None # Invalida i dati caricati
|
| 221 |
+
else:
|
| 222 |
+
st.session_state.data_source = "uploaded" # Salva la fonte
|
| 223 |
+
except Exception as e:
|
| 224 |
+
st.error(f"Errore lettura CSV: {str(e)}")
|
| 225 |
+
data = None
|
| 226 |
+
#else:
|
| 227 |
+
#st.info("Carica un file CSV o scegli 'Genera dati sintetici'.")
|
| 228 |
+
|
| 229 |
+
# Se i dati sono stati generati o caricati correttamente, procedi
|
| 230 |
+
if data is not None:
|
| 231 |
+
with tab2:
|
| 232 |
+
st.subheader("Parametri per Compatibilità e Classe Target")
|
| 233 |
+
st.markdown("Definisci i requisiti per il 'Riutilizzo Funzionale' e come calcolare lo score.")
|
| 234 |
+
# Parametri Target (per dimension_match)
|
| 235 |
+
col_t1, col_t2 = st.columns(2)
|
| 236 |
+
with col_t1:
|
| 237 |
+
target_length = st.number_input("Lunghezza target (mm)", 50.0, 250.0, 100.0, step=1.0, key="t_len")
|
| 238 |
+
target_width = st.number_input("Larghezza target (mm)", 20.0, 150.0, 50.0, step=1.0, key="t_wid")
|
| 239 |
+
target_shape = st.selectbox("Forma target", list(SHAPE_MAPPING.keys()), index=0, key="t_shape")
|
| 240 |
+
with col_t2:
|
| 241 |
+
target_weight = st.number_input("Peso target (kg)", 10.0, 250.0, 80.0, step=1.0, key="t_wei")
|
| 242 |
+
target_thickness = st.number_input("Spessore target (mm)", 0.5, 30.0, 8.0, step=0.5, key="t_thi")
|
| 243 |
+
|
| 244 |
+
# Tolleranze
|
| 245 |
+
st.markdown("**Tolleranze Dimensionali:**")
|
| 246 |
+
col_tol1, col_tol2 = st.columns(2)
|
| 247 |
+
with col_tol1:
|
| 248 |
+
tol_len = st.slider("Tolleranza lunghezza (±mm)", 0.0, 20.0, 5.0, step=0.5, key="tol_l")
|
| 249 |
+
tol_wid = st.slider("Tolleranza larghezza (±mm)", 0.0, 15.0, 3.0, step=0.5, key="tol_w")
|
| 250 |
+
with col_tol2:
|
| 251 |
+
tol_weight = st.slider("Tolleranza peso (±kg)", 0.0, 30.0, 10.0, step=1.0, key="tol_we")
|
| 252 |
+
tol_thickness = st.slider("Tolleranza spessore (±mm)", 0.0, 5.0, 1.0, step=0.1, key="tol_t")
|
| 253 |
+
|
| 254 |
+
# Parametri per Score (assegnazione classe)
|
| 255 |
+
st.markdown("**Parametri per Score (RUL & Margin):**")
|
| 256 |
+
threshold_score = st.slider("Soglia minima score per Riutilizzo", 0.0, 1.0, 0.5, step=0.05, key="score_thr")
|
| 257 |
+
alpha = st.slider("Peso RUL nello score (α)", 0.0, 1.0, 0.5, step=0.05, key="alpha_w")
|
| 258 |
+
beta = st.slider("Peso Margin nello score (β)", 0.0, 1.0, 0.5, step=0.05, key="beta_w")
|
| 259 |
+
|
| 260 |
+
# --- Calcoli sul dataset (DOPO aver definito i parametri) ---
|
| 261 |
+
# Salva i parametri in session_state per usarli anche in inferenza
|
| 262 |
+
st.session_state.target_params = {
|
| 263 |
+
"target_length": target_length, "target_width": target_width, "target_shape": target_shape,
|
| 264 |
+
"target_weight": target_weight, "target_thickness": target_thickness,
|
| 265 |
+
"tol_len": tol_len, "tol_wid": tol_wid, "tol_weight": tol_weight, "tol_thickness": tol_thickness
|
| 266 |
+
}
|
| 267 |
+
st.session_state.score_params = {"threshold_score": threshold_score, "alpha": alpha, "beta": beta}
|
| 268 |
+
|
| 269 |
+
# Codifica numerica della forma (necessaria per ML e VAE)
|
| 270 |
+
data['shape_code'] = data['shape'].map(SHAPE_MAPPING)
|
| 271 |
+
# Gestisce eventuali shape non mappate (NaN) riempiendole con un codice default (es. -1)
|
| 272 |
+
data['shape_code'] = data['shape_code'].fillna(-1).astype(int)
|
| 273 |
+
|
| 274 |
+
|
| 275 |
+
# Calcola compat_dim
|
| 276 |
+
data['compat_dim'] = data.apply(lambda row: dimension_match(row, **st.session_state.target_params), axis=1)
|
| 277 |
+
|
| 278 |
+
# Assegna Target ("Riutilizzo Funzionale" o "Upcycling Creativo")
|
| 279 |
+
data['Target'] = data.apply(lambda row: assign_class(row, **st.session_state.score_params), axis=1)
|
| 280 |
+
|
| 281 |
+
# --- Visualizzazione e Download ---
|
| 282 |
+
st.subheader("Dataset Elaborato")
|
| 283 |
+
st.dataframe(data.head(10))
|
| 284 |
+
st.write("Distribuzione classi target generate:")
|
| 285 |
+
st.bar_chart(data['Target'].value_counts())
|
| 286 |
+
|
| 287 |
+
# Heatmap Correlazione (solo su colonne numeriche)
|
| 288 |
+
numeric_cols = data.select_dtypes(include=np.number)
|
| 289 |
+
if not numeric_cols.empty:
|
| 290 |
+
with st.expander("Visualizza Heatmap Correlazioni"):
|
| 291 |
+
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 6))
|
| 292 |
+
sns.heatmap(numeric_cols.corr(), annot=True, cmap='viridis', fmt=".2f", ax=ax)
|
| 293 |
+
st.pyplot(fig)
|
| 294 |
+
|
| 295 |
+
# Download
|
| 296 |
+
csv_processed = data.to_csv(index=False).encode('utf-8')
|
| 297 |
+
st.download_button("Scarica Dataset Elaborato (CSV)", csv_processed, "dataset_processed.csv", "text/csv")
|
| 298 |
+
|
| 299 |
+
# Salva il dataframe elaborato in session state e resetta i modelli
|
| 300 |
+
st.session_state.data = data
|
| 301 |
+
st.session_state.models = None # Resetta modelli ML
|
| 302 |
+
st.session_state.vae_trained_on_eol = False # Resetta VAE
|
| 303 |
+
data_loaded = True # Flag per indicare che i dati sono pronti
|
| 304 |
+
|
| 305 |
+
# Mostra messaggio se i dati non sono ancora stati caricati/generati/elaborati
|
| 306 |
+
if not data_loaded and st.session_state.get("data_source") is not None:
|
| 307 |
+
st.info("Dati caricati/generati. Configura i parametri nella Tab 'Definisci Compatibilità & Target' per elaborare il dataset.")
|
| 308 |
+
elif st.session_state.get("data_source") is None:
|
| 309 |
+
st.info("Inizia generando o caricando un dataset nella Tab 'Carica/Genera Dati'.")
|
| 310 |
+
|
| 311 |
+
# --- Fase 2: Addestramento Modelli ML (Step 1) ---
|
| 312 |
+
def train_models(data):
|
| 313 |
+
st.header("🤖 2. Addestramento Modelli Classificazione (Step 1)")
|
| 314 |
+
if data is None:
|
| 315 |
+
st.error("Dataset non disponibile. Preparalo nella Fase 1.")
|
| 316 |
+
return None
|
| 317 |
+
if 'Target' not in data.columns:
|
| 318 |
+
st.error("Colonna 'Target' non trovata nel dataset elaborato.")
|
| 319 |
+
return None
|
| 320 |
+
|
| 321 |
+
st.markdown("Addestra diversi modelli per predire 'Riutilizzo Funzionale' vs 'Upcycling Creativo'.")
|
| 322 |
+
|
| 323 |
+
# Preparazione X, y
|
| 324 |
+
# Usiamo le feature definite in ML_FEATURES_STEP1, assicurandoci che esistano nel df
|
| 325 |
+
features_to_use = [f for f in ML_FEATURES_STEP1 if f in data.columns]
|
| 326 |
+
if len(features_to_use) < len(ML_FEATURES_STEP1):
|
| 327 |
+
st.warning(f"Alcune feature attese ({ML_FEATURES_STEP1}) non trovate. Usando: {features_to_use}")
|
| 328 |
+
if not features_to_use:
|
| 329 |
+
st.error("Nessuna feature valida trovata per l'addestramento.")
|
| 330 |
+
return None
|
| 331 |
+
|
| 332 |
+
X = data[features_to_use]
|
| 333 |
+
# Mappiamo le classi target a 0 e 1
|
| 334 |
+
y = data['Target'].map({"Riutilizzo Funzionale": 0, "Upcycling Creativo": 1})
|
| 335 |
+
|
| 336 |
+
# Controllo bilanciamento classi
|
| 337 |
+
if len(y.unique()) < 2:
|
| 338 |
+
st.error("Il dataset elaborato contiene una sola classe target. "
|
| 339 |
+
"Verifica i parametri di compatibilità/score o il dataset originale. Impossibile addestrare.")
|
| 340 |
+
return None
|
| 341 |
+
|
| 342 |
+
# Split Train/Test
|
| 343 |
+
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.25, random_state=42, stratify=y)
|
| 344 |
+
st.write(f"Dataset diviso in: {len(X_train)} training samples, {len(X_test)} test samples.")
|
| 345 |
+
|
| 346 |
+
# Opzione Tuning (solo per RF come esempio)
|
| 347 |
+
tune_rf = st.checkbox("Ottimizza iperparametri per Random Forest (lento)", value=False, key="tune_rf")
|
| 348 |
+
|
| 349 |
+
trained_pipelines = {}
|
| 350 |
+
results = []
|
| 351 |
+
all_models_container = st.container() # Container per i risultati dei modelli
|
| 352 |
+
|
| 353 |
+
with st.spinner("Addestramento modelli in corso..."):
|
| 354 |
+
# Aggiorna input_dim per i dummy models basato sulle feature reali
|
| 355 |
+
MODELS["TabTransformer (Dummy)"] = DummyTabTransformerClassifier(input_dim=X_train.shape[1])
|
| 356 |
+
MODELS["SAINT (Dummy)"] = DummySAINTClassifier(input_dim=X_train.shape[1])
|
| 357 |
+
|
| 358 |
+
for name, model in MODELS.items():
|
| 359 |
+
# Usiamo colonne per layout più compatto
|
| 360 |
+
col1, col2 = all_models_container.columns([3, 1]) # Nome modello + Bottone/Risultati
|
| 361 |
+
with col1:
|
| 362 |
+
st.subheader(f"Modello: {name}")
|
| 363 |
+
try:
|
| 364 |
+
pipeline = Pipeline([
|
| 365 |
+
('scaler', StandardScaler()), # Scaling è sempre il primo step
|
| 366 |
+
('classifier', model)
|
| 367 |
+
])
|
| 368 |
+
|
| 369 |
+
# Tuning opzionale per Random Forest
|
| 370 |
+
if tune_rf and name == "Random Forest":
|
| 371 |
+
with col1:
|
| 372 |
+
st.write("Esecuzione GridSearchCV per Random Forest...")
|
| 373 |
+
param_grid = {
|
| 374 |
+
'classifier__n_estimators': [50, 100], # Ridotto per velocità
|
| 375 |
+
'classifier__max_depth': [None, 10, 15],
|
| 376 |
+
'classifier__min_samples_split': [2, 5]
|
| 377 |
+
}
|
| 378 |
+
# Usiamo CV=2 per velocità nel demo
|
| 379 |
+
grid = GridSearchCV(pipeline, param_grid, cv=2, scoring='accuracy', n_jobs=-1)
|
| 380 |
+
grid.fit(X_train, y_train)
|
| 381 |
+
best_pipeline = grid.best_estimator_
|
| 382 |
+
with col1:
|
| 383 |
+
st.write(f"Migliori parametri trovati: `{grid.best_params_}`")
|
| 384 |
+
pipeline_to_evaluate = best_pipeline # Valuta il modello ottimizzato
|
| 385 |
+
else:
|
| 386 |
+
# Addestramento standard
|
| 387 |
+
pipeline.fit(X_train, y_train)
|
| 388 |
+
pipeline_to_evaluate = pipeline # Valuta il modello standard
|
| 389 |
+
|
| 390 |
+
# Valutazione
|
| 391 |
+
y_pred = pipeline_to_evaluate.predict(X_test)
|
| 392 |
+
acc = accuracy_score(y_test, y_pred)
|
| 393 |
+
f1 = f1_score(y_test, y_pred, average='weighted') # Usiamo weighted F1
|
| 394 |
+
|
| 395 |
+
# Salva risultati e pipeline addestrata
|
| 396 |
+
results.append({'Modello': name, 'Accuracy': acc, 'F1 Score': f1})
|
| 397 |
+
trained_pipelines[name] = pipeline_to_evaluate
|
| 398 |
+
|
| 399 |
+
# Mostra risultati per il modello corrente
|
| 400 |
+
with col2:
|
| 401 |
+
st.metric("Accuracy", f"{acc:.3f}")
|
| 402 |
+
st.metric("F1 Score", f"{f1:.3f}")
|
| 403 |
+
|
| 404 |
+
# Matrice di Confusione
|
| 405 |
+
with col1:
|
| 406 |
+
with st.expander("Mostra Matrice di Confusione"):
|
| 407 |
+
fig, ax = plt.subplots(figsize=(4, 3))
|
| 408 |
+
cm = confusion_matrix(y_test, y_pred)
|
| 409 |
+
sns.heatmap(cm, annot=True, fmt='d', ax=ax, cmap="Greens",
|
| 410 |
+
xticklabels=["Riutilizzo", "Upcycling"], yticklabels=["Riutilizzo", "Upcycling"])
|
| 411 |
+
plt.xlabel("Predicted")
|
| 412 |
+
plt.ylabel("True")
|
| 413 |
+
st.pyplot(fig)
|
| 414 |
+
all_models_container.markdown("---") # Separatore
|
| 415 |
+
|
| 416 |
+
except Exception as e:
|
| 417 |
+
with col1:
|
| 418 |
+
st.error(f"Errore durante l'addestramento di {name}: {e}")
|
| 419 |
+
|
| 420 |
+
# Mostra tabella riassuntiva finale
|
| 421 |
+
st.subheader("Risultati Complessivi Addestramento")
|
| 422 |
+
if results:
|
| 423 |
+
results_df = pd.DataFrame(results).sort_values(by="Accuracy", ascending=False).reset_index(drop=True)
|
| 424 |
+
st.dataframe(results_df.style.format({'Accuracy': "{:.3f}", 'F1 Score': "{:.3f}"})
|
| 425 |
+
.highlight_max(subset=['Accuracy', 'F1 Score'], color='lightgreen', axis=0))
|
| 426 |
+
st.session_state.train_results = results_df # Salva per Dashboard
|
| 427 |
+
st.session_state.models = trained_pipelines # Salva i modelli addestrati
|
| 428 |
+
return trained_pipelines
|
| 429 |
+
else:
|
| 430 |
+
st.error("Nessun modello è stato addestrato con successo.")
|
| 431 |
+
st.session_state.models = None
|
| 432 |
+
return None
|
| 433 |
+
|
| 434 |
+
# --- Fase 3: Inferenza (Step 1) + Trigger VAE (Step 2) ---
|
| 435 |
+
def model_inference(trained_pipelines, data_stats): # Passiamo stats per i default
|
| 436 |
+
st.header("🔮 3. Inferenza: Previsione Riutilizzo vs Upcycling")
|
| 437 |
+
if not trained_pipelines:
|
| 438 |
+
st.error("Nessun modello ML addestrato disponibile (Fase 2).")
|
| 439 |
return
|
| 440 |
+
if 'target_params' not in st.session_state:
|
| 441 |
+
st.error("Parametri target non definiti. Completa la Fase 1.")
|
| 442 |
+
return
|
| 443 |
+
|
| 444 |
+
with st.form(key="inference_form_step1"):
|
| 445 |
+
st.markdown("#### Inserisci Dati Componente EoL")
|
| 446 |
+
# Usiamo data_stats (median) per valori di default sensati
|
| 447 |
+
col_inf1, col_inf2, col_inf3 = st.columns(3)
|
| 448 |
+
with col_inf1:
|
| 449 |
+
length = st.number_input("Lunghezza (mm)", min_value=0.0, value=float(data_stats['length'].median()), step=1.0)
|
| 450 |
+
width = st.number_input("Larghezza (mm)", min_value=0.0, value=float(data_stats['width'].median()), step=1.0)
|
| 451 |
+
selected_shape = st.selectbox("Forma", list(SHAPE_MAPPING.keys()), index=0)
|
| 452 |
+
with col_inf2:
|
| 453 |
+
weight = st.number_input("Peso (kg)", min_value=0.0, value=float(data_stats['weight'].median()), step=0.1)
|
| 454 |
+
thickness = st.number_input("Spessore (mm)", min_value=0.0, value=float(data_stats['thickness'].median()), step=0.1)
|
| 455 |
+
RUL = st.number_input("RUL (0-1000)", min_value=0, max_value=1000, value=int(data_stats['RUL'].median()), step=10)
|
| 456 |
+
with col_inf3:
|
| 457 |
+
# Margin è calcolato, chiediamo Costo e Valore
|
| 458 |
+
valore_mercato = st.number_input("Valore Mercato Stimato (€)", min_value=0.0, value=float(data_stats['margin'].median()+50), step=10.0) # Default basato su margin mediano + costo fittizio
|
| 459 |
+
costo_riparazione = st.number_input("Costo Riparazione Stimato (€)", min_value=0.0, value=50.0, step=10.0)
|
| 460 |
+
|
| 461 |
+
submit_button = st.form_submit_button("Esegui Predizione (Step 1)")
|
| 462 |
+
|
| 463 |
+
if submit_button:
|
| 464 |
+
# --- Preparazione Input per Modelli ML ---
|
| 465 |
+
margin = valore_mercato - costo_riparazione
|
| 466 |
+
shape_code = SHAPE_MAPPING.get(selected_shape, -1) # Usa mapping, default -1 se non trovato
|
| 467 |
+
|
| 468 |
+
# Crea dizionario input per compat_dim e ML
|
| 469 |
+
input_dict_ml = {
|
| 470 |
+
"length": length, "width": width, "shape": selected_shape, # shape stringa per dimension_match
|
| 471 |
+
"weight": weight, "thickness": thickness, "RUL": RUL, "margin": margin
|
| 472 |
+
}
|
| 473 |
+
input_df_temp = pd.DataFrame([input_dict_ml])
|
| 474 |
+
|
| 475 |
+
# Calcola compat_dim usando parametri salvati
|
| 476 |
+
input_df_temp['compat_dim'] = input_df_temp.apply(lambda row: dimension_match(row, **st.session_state.target_params), axis=1)
|
| 477 |
+
|
| 478 |
+
# Aggiungi shape_code e rimuovi shape stringa per predizione ML
|
| 479 |
+
input_df_ml = input_df_temp.copy()
|
| 480 |
+
input_df_ml['shape_code'] = shape_code
|
| 481 |
+
input_df_ml = input_df_ml.drop(columns=['shape'])
|
| 482 |
+
|
| 483 |
+
# Assicura che le colonne siano nell'ordine atteso dai modelli (basato su ML_FEATURES_STEP1)
|
| 484 |
+
try:
|
| 485 |
+
input_df_ml_ordered = input_df_ml[ML_FEATURES_STEP1]
|
| 486 |
+
except KeyError as e:
|
| 487 |
+
st.error(f"Errore: Colonna mancante nell'input per ML: {e}. Feature attese: {ML_FEATURES_STEP1}")
|
| 488 |
+
st.dataframe(input_df_ml) # Mostra cosa è stato preparato
|
| 489 |
+
return # Interrompi se l'input non è corretto
|
| 490 |
+
|
| 491 |
+
# --- Predizione con tutti i modelli addestrati ---
|
| 492 |
+
model_predictions = []
|
| 493 |
+
model_details_list = []
|
| 494 |
+
with st.spinner("Esecuzione predizioni modelli ML..."):
|
| 495 |
+
for name, pipe in trained_pipelines.items():
|
| 496 |
+
try:
|
| 497 |
+
pred_num = pipe.predict(input_df_ml_ordered)[0] # 0 o 1
|
| 498 |
+
proba = pipe.predict_proba(input_df_ml_ordered)[0] # Probabilità [prob_0, prob_1]
|
| 499 |
+
model_predictions.append(pred_num)
|
| 500 |
+
model_details_list.append({
|
| 501 |
+
"Modello": name,
|
| 502 |
+
"Predizione (0=Riutilizzo, 1=Upcycling)": pred_num,
|
| 503 |
+
"Prob. Riutilizzo": proba[0],
|
| 504 |
+
"Prob. Upcycling": proba[1]
|
| 505 |
+
})
|
| 506 |
+
except Exception as e:
|
| 507 |
+
st.warning(f"Errore durante la predizione con {name}: {e}")
|
| 508 |
+
|
| 509 |
+
# --- Aggregazione Risultati ---
|
| 510 |
+
if not model_predictions:
|
| 511 |
+
st.error("Nessun modello ha prodotto una predizione valida.")
|
| 512 |
return
|
| 513 |
|
| 514 |
+
try:
|
| 515 |
+
# Usa la moda (predizione più frequente)
|
| 516 |
+
aggregated_pred_num = mode(model_predictions)
|
| 517 |
+
except StatisticsError:
|
| 518 |
+
# Se c'è pareggio, usa la media delle probabilità di 'Riutilizzo'
|
| 519 |
+
avg_prob_reuse = np.mean([d["Prob. Riutilizzo"] for d in model_details_list])
|
| 520 |
+
aggregated_pred_num = 0 if avg_prob_reuse >= 0.5 else 1
|
| 521 |
+
|
| 522 |
+
aggregated_label = "Riutilizzo Funzionale" if aggregated_pred_num == 0 else "Upcycling Creativo"
|
| 523 |
+
|
| 524 |
+
# --- Mostra Risultati Step 1 ---
|
| 525 |
+
st.subheader("Risultato Predizione (Step 1)")
|
| 526 |
+
st.metric("Previsione Aggregata:", aggregated_label)
|
| 527 |
+
|
| 528 |
+
with st.expander("Dettagli Predizioni Singoli Modelli"):
|
| 529 |
+
details_df = pd.DataFrame(model_details_list)
|
| 530 |
+
details_df["Prob. Riutilizzo"] = details_df["Prob. Riutilizzo"].apply(lambda x: f"{x:.1%}")
|
| 531 |
+
details_df["Prob. Upcycling"] = details_df["Prob. Upcycling"].apply(lambda x: f"{x:.1%}")
|
| 532 |
+
st.dataframe(details_df)
|
| 533 |
+
|
| 534 |
+
# --- LOGICA CONDIZIONALE PER STEP 2 (VAE/GenAI) ---
|
| 535 |
+
if aggregated_label == "Upcycling Creativo":
|
| 536 |
+
st.markdown("---")
|
| 537 |
+
st.subheader("🧬 Step 2: Esplorazione Generativa (Upcycling)")
|
| 538 |
+
st.warning("La predizione suggerisce 'Upcycling Creativo'. Puoi usare il VAE per generare idee di riuso.")
|
| 539 |
+
|
| 540 |
+
# Controlla se il VAE è stato addestrato
|
| 541 |
+
if not st.session_state.get("vae_trained_on_eol", False):
|
| 542 |
+
st.error("Il modello VAE non è stato ancora addestrato. Vai alla fase '🧬 Training VAE' e addestralo prima di generare idee.")
|
| 543 |
+
else:
|
| 544 |
+
vae_model = st.session_state.get("vae")
|
| 545 |
+
vae_scaler = st.session_state.get("vae_scaler")
|
| 546 |
+
if vae_model is None or vae_scaler is None:
|
| 547 |
+
st.error("Errore: Modello VAE o scaler non trovati in session_state anche se marcato come addestrato.")
|
| 548 |
+
else:
|
| 549 |
+
n_generate_vae = st.number_input("Quante idee generare?", 1, 10, 3, key="n_gen_vae_inf")
|
| 550 |
+
if st.button("Genera Idee di Riuso con VAE"):
|
| 551 |
+
with st.spinner("Generazione VAE in corso..."):
|
| 552 |
+
vae_model.eval()
|
| 553 |
+
with torch.no_grad():
|
| 554 |
+
# Recupera latent_dim dal modello caricato
|
| 555 |
+
latent_dim = vae_model.fc21.out_features
|
| 556 |
+
z = torch.randn(n_generate_vae, latent_dim)
|
| 557 |
+
recon_scaled = vae_model.decode(z)
|
| 558 |
+
|
| 559 |
+
try:
|
| 560 |
+
# Decodifica e mostra
|
| 561 |
+
recon_original = vae_scaler.inverse_transform(recon_scaled.numpy())
|
| 562 |
+
# Le colonne sono quelle usate per addestrare il VAE
|
| 563 |
+
vae_feature_names = vae_scaler.feature_names_in_
|
| 564 |
+
df_gen = pd.DataFrame(recon_original, columns=vae_feature_names)
|
| 565 |
+
|
| 566 |
+
st.write(f"**{n_generate_vae} Configurazioni Geometriche Generate:**")
|
| 567 |
+
# Arrotonda e formatta shape_code come intero
|
| 568 |
+
if 'shape_code' in df_gen.columns:
|
| 569 |
+
df_gen['shape_code'] = df_gen['shape_code'].round().astype(int)
|
| 570 |
+
# Opzionale: riconverti shape_code in nome forma
|
| 571 |
+
inv_shape_map = {v: k for k, v in SHAPE_MAPPING.items()}
|
| 572 |
+
df_gen['shape'] = df_gen['shape_code'].map(inv_shape_map).fillna('sconosciuto')
|
| 573 |
+
|
| 574 |
+
st.dataframe(df_gen.round(2))
|
| 575 |
+
st.caption("Nota: Queste sono configurazioni generate casualmente dal VAE, basate sulla distribuzione appresa. Rappresentano 'idee' o punti di partenza.")
|
| 576 |
+
|
| 577 |
+
except Exception as e:
|
| 578 |
+
st.error(f"Errore durante decodifica VAE: {e}")
|
| 579 |
+
|
| 580 |
+
elif aggregated_label == "Riutilizzo Funzionale":
|
| 581 |
+
st.success("La predizione suggerisce 'Riutilizzo Funzionale'. Non è richiesta la generazione VAE per questo caso.")
|
| 582 |
+
|
| 583 |
+
# --- Fase 4: Training VAE (NUOVA FASE) ---
|
| 584 |
+
def vae_training_phase():
|
| 585 |
+
st.header("🧬 4. Training VAE (Generative AI - Step 2)")
|
| 586 |
+
st.markdown("Addestra il Variational Autoencoder (VAE) sulle feature geometriche/fisiche del dataset per la generazione di idee di upcycling.")
|
| 587 |
+
|
| 588 |
+
if 'data' not in st.session_state or st.session_state['data'] is None:
|
| 589 |
+
st.error("Dataset non disponibile. Prepara il dataset nella Fase 1.")
|
| 590 |
+
return
|
| 591 |
|
| 592 |
+
data = st.session_state['data']
|
| 593 |
+
# Seleziona le feature definite in VAE_FEATURES_STEP2, controllando che esistano
|
| 594 |
+
features_for_vae = [f for f in VAE_FEATURES_STEP2 if f in data.columns]
|
| 595 |
+
if not features_for_vae:
|
| 596 |
+
st.error(f"Nessuna delle feature richieste per il VAE ({VAE_FEATURES_STEP2}) trovata nel dataset.")
|
|
|
|
|
|
|
| 597 |
return
|
| 598 |
+
|
| 599 |
+
st.write(f"Il VAE sarà addestrato su: `{', '.join(features_for_vae)}`")
|
| 600 |
+
INPUT_DIM_VAE = len(features_for_vae)
|
| 601 |
+
|
| 602 |
+
# --- Configurazione VAE ---
|
| 603 |
+
with st.expander("Parametri VAE", expanded=False):
|
| 604 |
+
latent_dim = st.slider("Dimensione Latente VAE", 2, 16, 3, step=1, key="vae_lat_dim_train")
|
| 605 |
+
epochs = st.number_input("Epochs VAE", 10, 500, 100, step=10, key="vae_epo_train")
|
| 606 |
+
lr = st.number_input("Learning Rate VAE", 1e-5, 1e-2, 1e-3, format="%e", key="vae_lr_train")
|
| 607 |
+
batch_size = st.selectbox("Batch Size VAE", [16, 32, 64, 128], index=1, key="vae_bs_train")
|
| 608 |
+
|
| 609 |
+
# --- Inizializzazione/Reinizializzazione VAE ---
|
| 610 |
+
vae_needs_reinit = False
|
| 611 |
+
if "vae" not in st.session_state or st.session_state["vae"] is None: vae_needs_reinit = True
|
| 612 |
+
elif st.session_state["vae"].fc1.in_features != INPUT_DIM_VAE or st.session_state["vae"].fc21.out_features != latent_dim: vae_needs_reinit = True
|
| 613 |
+
|
| 614 |
+
if vae_needs_reinit:
|
| 615 |
+
st.session_state["vae"] = MiniVAE(input_dim=INPUT_DIM_VAE, latent_dim=latent_dim)
|
| 616 |
+
st.session_state["vae_trained_on_eol"] = False
|
| 617 |
+
st.session_state["vae_scaler"] = None
|
| 618 |
+
st.info(f"VAE Inizializzato (Input={INPUT_DIM_VAE}, Latent={latent_dim}). Pronto per l'addestramento.")
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 619 |
vae = st.session_state["vae"]
|
| 620 |
|
| 621 |
+
# --- Bottone e Logica di Training ---
|
| 622 |
+
if not st.session_state.get("vae_trained_on_eol", False):
|
| 623 |
+
st.warning("VAE non ancora addestrato.")
|
| 624 |
+
if st.button("Avvia Training VAE"):
|
| 625 |
+
X_vae = data[features_for_vae].copy()
|
| 626 |
+
# Gestione valori NaN (importante!) - Sostituzione con mediana come esempio
|
| 627 |
+
for col in X_vae.columns:
|
| 628 |
+
if X_vae[col].isnull().any():
|
| 629 |
+
median_val = X_vae[col].median()
|
| 630 |
+
X_vae[col] = X_vae[col].fillna(median_val)
|
| 631 |
+
st.warning(f"Valori NaN in '{col}' sostituiti con mediana ({median_val:.2f})")
|
| 632 |
+
|
| 633 |
+
with st.spinner("Training VAE in corso..."):
|
| 634 |
+
# Scaling
|
| 635 |
+
scaler = StandardScaler()
|
| 636 |
+
X_scaled = scaler.fit_transform(X_vae)
|
| 637 |
+
st.session_state["vae_scaler"] = scaler # Salva lo scaler FITTATO
|
| 638 |
+
X_t = torch.tensor(X_scaled, dtype=torch.float32)
|
| 639 |
+
|
| 640 |
+
# DataLoader & Optimizer
|
| 641 |
+
dataset = torch.utils.data.TensorDataset(X_t)
|
| 642 |
+
loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True)
|
| 643 |
+
optimizer = torch.optim.Adam(vae.parameters(), lr=lr)
|
| 644 |
+
|
| 645 |
+
# Training Loop
|
| 646 |
+
losses = []
|
| 647 |
+
progress_bar = st.progress(0)
|
| 648 |
+
status_text = st.empty()
|
| 649 |
+
vae.train()
|
| 650 |
+
for ep in range(epochs):
|
| 651 |
+
epoch_loss = 0
|
| 652 |
+
for batch_idx, (batch_data,) in enumerate(loader):
|
| 653 |
+
optimizer.zero_grad()
|
| 654 |
+
recon, mu, logvar = vae(batch_data)
|
| 655 |
+
loss = vae_loss(recon, batch_data, mu, logvar)
|
| 656 |
+
loss.backward()
|
| 657 |
+
optimizer.step()
|
| 658 |
+
epoch_loss += loss.item()
|
| 659 |
+
avg_loss = epoch_loss / len(loader.dataset)
|
| 660 |
+
losses.append(avg_loss)
|
| 661 |
+
status_text.text(f"Epoch {ep+1}/{epochs} | Avg Loss: {avg_loss:.4f}")
|
| 662 |
+
progress_bar.progress((ep + 1) / epochs)
|
| 663 |
+
|
| 664 |
+
st.session_state["vae_trained_on_eol"] = True
|
| 665 |
+
st.success("Training VAE completato!")
|
| 666 |
+
st.line_chart(pd.DataFrame(losses, columns=['VAE Training Loss']))
|
| 667 |
else:
|
| 668 |
+
st.info("Il VAE risulta già addestrato con i parametri correnti.")
|
| 669 |
+
if st.button("Riallena VAE"):
|
| 670 |
+
st.session_state["vae_trained_on_eol"] = False
|
| 671 |
+
st.rerun()
|
| 672 |
+
|
| 673 |
+
# --- Fase 5: Dashboard (resta simile) ---
|
| 674 |
+
def show_dashboard():
|
| 675 |
+
st.header("📊 Dashboard Riepilogativa")
|
| 676 |
+
if 'data' not in st.session_state or st.session_state['data'] is None:
|
| 677 |
+
st.error("Nessun dataset disponibile. Prepara il dataset nella Fase 1.")
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 678 |
return
|
| 679 |
+
|
| 680 |
+
data = st.session_state['data']
|
| 681 |
+
st.subheader("Panoramica Dataset Elaborato")
|
| 682 |
+
total_samples = len(data)
|
| 683 |
+
class_counts = data['Target'].value_counts()
|
| 684 |
+
reuse_pct = (class_counts.get("Riutilizzo Funzionale", 0) / total_samples) * 100
|
| 685 |
+
upcycling_pct = (class_counts.get("Upcycling Creativo", 0) / total_samples) * 100
|
| 686 |
+
|
| 687 |
+
col1, col2, col3 = st.columns(3)
|
| 688 |
+
col1.metric("Campioni Totali", total_samples)
|
| 689 |
+
col2.metric("Previsti Riutilizzo Funzionale", f"{reuse_pct:.1f}%")
|
| 690 |
+
col3.metric("Previsti Upcycling Creativo", f"{upcycling_pct:.1f}%")
|
| 691 |
+
|
| 692 |
+
# Grafico a Torta Distribuzione Classi
|
| 693 |
+
if not class_counts.empty:
|
| 694 |
+
fig_pie, ax_pie = plt.subplots(figsize=(5, 3))
|
| 695 |
+
ax_pie.pie(class_counts, labels=class_counts.index, autopct='%1.1f%%', startangle=90, colors=['#66c2a5','#fc8d62']) # Colori esempio
|
| 696 |
+
ax_pie.axis('equal')
|
| 697 |
+
st.pyplot(fig_pie)
|
| 698 |
+
|
| 699 |
+
st.subheader("Performance Modelli ML (Step 1)")
|
| 700 |
+
if 'train_results' in st.session_state:
|
| 701 |
+
results_df = st.session_state['train_results']
|
| 702 |
+
avg_accuracy = results_df['Accuracy'].mean()
|
| 703 |
+
best_model_idx = results_df['Accuracy'].idxmax()
|
| 704 |
+
best_model_name = results_df.loc[best_model_idx]['Modello']
|
| 705 |
+
best_model_acc = results_df.loc[best_model_idx]['Accuracy']
|
| 706 |
+
|
| 707 |
+
col4, col5 = st.columns(2)
|
| 708 |
+
col4.metric("Accuratezza Media Modelli", f"{avg_accuracy:.3f}")
|
| 709 |
+
col5.metric(f"Miglior Modello: {best_model_name}", f"{best_model_acc:.3f}")
|
| 710 |
+
st.dataframe(results_df.style.format({'Accuracy': "{:.3f}", 'F1 Score': "{:.3f}"}))
|
| 711 |
+
else:
|
| 712 |
+
st.info("Addestra i modelli ML (Fase 2) per visualizzare le metriche di performance.")
|
| 713 |
+
|
| 714 |
+
st.subheader("Stato Modello VAE (Step 2)")
|
| 715 |
+
if st.session_state.get("vae_trained_on_eol", False) and st.session_state.get("vae") is not None:
|
| 716 |
+
vae = st.session_state["vae"]
|
| 717 |
+
st.success("Modello VAE addestrato.")
|
| 718 |
+
col_v1, col_v2 = st.columns(2)
|
| 719 |
+
col_v1.metric("Feature Input VAE", vae.fc1.in_features)
|
| 720 |
+
col_v2.metric("Dimensione Latente VAE", vae.fc21.out_features)
|
| 721 |
+
elif "vae" in st.session_state and st.session_state["vae"] is not None:
|
| 722 |
+
st.warning("Modello VAE inizializzato ma non addestrato.")
|
| 723 |
else:
|
| 724 |
+
st.info("Modello VAE non ancora inizializzato (visitare Fase 4).")
|
| 725 |
+
|
| 726 |
+
|
| 727 |
+
# --- Fase 6: Guida (resta simile) ---
|
| 728 |
+
def show_help():
|
| 729 |
+
st.header("ℹ️ Guida all'Uso")
|
| 730 |
+
st.markdown("""
|
| 731 |
+
**Workflow Applicazione:**
|
| 732 |
+
|
| 733 |
+
1. **♻️ Dataset:**
|
| 734 |
+
* Genera dati sintetici o carica un tuo file CSV con le caratteristiche dei componenti EoL.
|
| 735 |
+
* Nella tab "Definisci Compatibilità & Target", imposta i parametri dimensionali target, le tolleranze e i pesi per lo score RUL/Margin.
|
| 736 |
+
* Il sistema elabora i dati, calcola la compatibilità dimensionale (`compat_dim`) e assegna la classe **"Riutilizzo Funzionale"** o **"Upcycling Creativo"** a ciascun campione.
|
| 737 |
+
* Visualizza l'anteprima, la distribuzione delle classi e scarica il dataset elaborato.
|
| 738 |
+
|
| 739 |
+
2. **🤖 Addestramento Modelli ML (Step 1):**
|
| 740 |
+
* Addestra una serie di modelli di Machine Learning (Random Forest, Gradient Boosting, ecc.) per predire la classe ("Riutilizzo Funzionale" / "Upcycling Creativo") basandosi sulle feature elaborate.
|
| 741 |
+
* Visualizza le performance (Accuracy, F1 Score) e le matrici di confusione per ciascun modello.
|
| 742 |
+
|
| 743 |
+
3. **🔮 Inferenza (Step 1 & 2):**
|
| 744 |
+
* Inserisci le caratteristiche dimensionali ed economiche di un **nuovo** componente EoL.
|
| 745 |
+
* Clicca "Esegui Predizione". Il sistema usa i modelli ML addestrati per predire la classe più probabile (aggregando i risultati).
|
| 746 |
+
* **Flusso Condizionale:**
|
| 747 |
+
* Se la predizione è **"Riutilizzo Funzionale"**, il processo termina qui per questo componente.
|
| 748 |
+
* Se la predizione è **"Upcycling Creativo"**, appare una nuova sezione che ti permette di usare il modello VAE (Generative AI) per **generare idee** di configurazioni geometriche alternative, basate sulla distribuzione appresa dai dati. (Assicurati di aver addestrato il VAE nella Fase 4!).
|
| 749 |
+
|
| 750 |
+
4. **🧬 Training VAE (Step 2):**
|
| 751 |
+
* Questa fase serve ad addestrare il modello VAE (Generative AI) usando le **feature geometriche/fisiche** del dataset preparato nella Fase 1.
|
| 752 |
+
* Questo modello impara la "forma" tipica dei dati e può essere usato nella Fase di Inferenza per generare nuove idee quando viene predetto "Upcycling Creativo". **Devi addestrare il VAE qui prima di poter generare idee nella fase di Inferenza.**
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5. **📊 Dashboard:**
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* Visualizza una sintesi dello stato del dataset, delle performance dei modelli ML e dello stato del modello VAE.
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**Reset:** Usa il pulsante "Reset" nella sidebar per cancellare tutti i dati e i modelli in memoria e ricominciare.
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""")
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# --- Funzione Reset ---
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def reset_app():
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# Lista delle chiavi da cancellare o resettare
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keys_to_clear = ['data', 'models', 'train_results', 'vae', 'vae_trained_on_eol', 'vae_scaler', 'target_params', 'score_params', 'data_source']
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for key in keys_to_clear:
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if key in st.session_state:
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del st.session_state[key]
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st.success("Stato dell'applicazione resettato.")
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# Potrebbe essere utile fare st.rerun() qui per aggiornare subito la UI
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st.rerun()
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# 5. MAIN FUNCTION (Flusso Principale App)
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##########################################
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def main():
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st.sidebar.image("https://www.weeko.it/wp-content/uploads/2023/07/logo-weeko-esteso-1.png", width=200) # Logo esempio
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st.sidebar.title("Menu Principale")
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# Inizializza session_state se non esiste (prima esecuzione)
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if 'data' not in st.session_state: st.session_state.data = None
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if 'models' not in st.session_state: st.session_state.models = None
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if 'vae' not in st.session_state: st.session_state.vae = None
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if 'vae_trained_on_eol' not in st.session_state: st.session_state.vae_trained_on_eol = False
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if 'vae_scaler' not in st.session_state: st.session_state.vae_scaler = None
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if 'target_params' not in st.session_state: st.session_state.target_params = {}
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if 'score_params' not in st.session_state: st.session_state.score_params = {}
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if 'train_results' not in st.session_state: st.session_state.train_results = None
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# Menu Sidebar con le fasi corrette
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phase = st.sidebar.radio(
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"Seleziona fase:",
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["♻️ Dataset", "🤖 Addestramento ML (Step 1)", "🔮 Inferenza (Step 1 & 2)", "🧬 Training VAE (Step 2)", "📊 Dashboard", "ℹ️ Guida"],
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key="main_menu"
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)
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# Pulsante Reset
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st.sidebar.markdown("---")
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st.sidebar.button("⚠️ Reset Applicazione", on_click=reset_app, type="primary")
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# Esecuzione fase selezionata
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if phase == "♻️ Dataset":
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prepare_dataset() # Questa funzione ora salva i dati in st.session_state.data
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elif phase == "🤖 Addestramento ML (Step 1)":
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# Passiamo i dati dalla sessione
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train_models(st.session_state.get('data'))
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elif phase == "🔮 Inferenza (Step 1 & 2)":
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# Controlla se i modelli ML e i dati esistono
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if st.session_state.get('models') is None or st.session_state.get('data') is None:
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st.error("Errore: Devi prima preparare il Dataset (Fase 1) e addestrare i Modelli ML (Fase 2).")
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else:
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# Passa i modelli e le statistiche del dataset (per i default nell'input form)
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model_inference(st.session_state['models'], st.session_state['data'])
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elif phase == "🧬 Training VAE (Step 2)":
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# Questa fase usa st.session_state.data internamente
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vae_training_phase()
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elif phase == "📊 Dashboard":
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show_dashboard()
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elif phase == "ℹ️ Guida":
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show_help()
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if __name__ == "__main__":
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main()
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