Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων
Rolling element bearings are one of the most critical mechanical components of various rotary machinery. Their natural operation is necessary for the smooth operation of the whole system. Any deviation from this balance indicates the existence of a fault that urgently needs to be detected and dealt...
Κύριος συγγραφέας: | |
---|---|
Άλλοι συγγραφείς: | |
Γλώσσα: | Greek |
Έκδοση: |
2023
|
Θέματα: | |
Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/25251 |
id |
nemertes-10889-25251 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
nemertes-10889-252512023-06-30T03:58:19Z Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων Diagnosis, prognosis and estimation of remaining useful life on ball bearings under failure using convolutional neural networks Τζαγκαράκης, Γεώργιος Tzagkarakis, Georgios Ένσφαιρα έδρανα Διάγνωση βλαβών Πρόγνωση Εναπομένουσα ωφέλιμη ζωή Συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα Rolling bearings Fault diagnosis Prognosis RUL CNN Rolling element bearings are one of the most critical mechanical components of various rotary machinery. Their natural operation is necessary for the smooth operation of the whole system. Any deviation from this balance indicates the existence of a fault that urgently needs to be detected and dealt with, in order to avoid its dispersion to the rest of the system and breakdown of the machinery. This task is managed by Prognostics & Health Management (PHM), which aims at early diagnosis and prognosis of the imminent failure. Artificial Neural Networks (ANNs) and Convolutional Neural Networks (CNNs) have shown great advantages in automated fault diagnosis and prognosis without depending on the human factor. In this paper a study of Neural Networks, their supervised learning and their usefulness on diagnostics and prognostics of rolling element bearings is conducted. Their effectiveness is shown after their implementation in vibration data, which have been acquired from the experimental platform PRONOSTIA of FEMTO – ST institute. This paper proved the superiority of 1D CNNs over ANNs in fault diagnostics and their capability in estimation of Remaining Useful Life (RUL) on rolling bearings under the same operating conditions. Τα ένσφαιρα έδρανα είναι από τα πιο κρίσιμα μηχανικά εξαρτήματα των διαφόρων περιστρεφόμενων μηχανισμών. Η φυσική λειτουργία τους είναι απαραίτητη για την ομαλή λειτουργία ολόκληρου του συστήματος. Οποιαδήποτε παρεκτροπή από αυτήν την ισορροπία μαρτυρεί την ύπαρξη βλάβης, η οποία πρέπει επειγόντως να ανιχνευθεί και να αντιμετωπιστεί, έτσι ώστε να αποφευχθεί η διασπορά της στο υπόλοιπο σύστημα και ο κίνδυνος καταστροφής του. Το έργο αυτό αναλαμβάνει η Διαχείριση Προγνωστικών & Υγείας – ΔΠΥ, η οποία έχει στόχο την έγκαιρη διάγνωση και πρόγνωση της επερχόμενης βλάβης. Τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα - ΤΝΔ και τα Συνελικτικά Νευρωνικά Δίκτυα - ΣΝΔ εμφανίζουν αρκετά πλεονεκτήματα στην αυτόματη διάγνωση και πρόγνωση βλαβών χωρίς να εξαρτώνται από τον ανθρώπινο παράγοντα. Σε αυτήν την εργασία γίνεται μελέτη των Νευρωνικών Δικτύων, της εποπτευόμενης μάθησής τους και της χρησιμότητάς τους στην διάγνωση και πρόγνωση βλαβών σε σφαιροειδή έδρανα. Η αποτελεσματικότητά τους θα δικαιολογηθεί από την εφαρμογή τους σε δεδομένα επιτάχυνσης, τα οποία έχουν προέλθει από την πειραματική διάταξη PRONOSTIA του ιδρύματος FEMTO – ST. Η εργασία αυτή απέδειξε την ανωτερότητα των ΣΝΔ 1 – διάστασης σε σχέση με τα ΤΝΔ στην διάγνωση βλαβών και την ικανότητά των ΣΝΔ να υπολογίζουν την Εναπομένουσα Ωφέλιμη Ζωή - ΕΩΖ σε έδρανα κύλισης κάτω από τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας. 2023-06-29T08:39:08Z 2023-06-29T08:39:08Z 2023-06-29 https://hdl.handle.net/10889/25251 el application/pdf |
institution |
UPatras |
collection |
Nemertes |
language |
Greek |
topic |
Ένσφαιρα έδρανα Διάγνωση βλαβών Πρόγνωση Εναπομένουσα ωφέλιμη ζωή Συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα Rolling bearings Fault diagnosis Prognosis RUL CNN |
spellingShingle |
Ένσφαιρα έδρανα Διάγνωση βλαβών Πρόγνωση Εναπομένουσα ωφέλιμη ζωή Συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα Rolling bearings Fault diagnosis Prognosis RUL CNN Τζαγκαράκης, Γεώργιος Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων |
description |
Rolling element bearings are one of the most critical mechanical components of various rotary machinery. Their natural operation is necessary for the smooth operation of the whole system. Any deviation from this balance indicates the existence of a fault that urgently needs to be detected and dealt with, in order to avoid its dispersion to the rest of the system and breakdown of the machinery. This task is managed by Prognostics & Health Management (PHM), which aims at early diagnosis and prognosis of the imminent failure. Artificial Neural Networks (ANNs) and Convolutional Neural Networks (CNNs) have shown great advantages in automated fault diagnosis and prognosis without depending on the human factor. In this paper a study of Neural Networks, their supervised learning and their usefulness on diagnostics and prognostics of rolling element bearings is conducted. Their effectiveness is shown after their implementation in vibration data, which have been acquired from the experimental platform PRONOSTIA of FEMTO – ST institute. This paper proved the superiority of 1D CNNs over ANNs in fault diagnostics and their capability in estimation of Remaining Useful Life (RUL) on rolling bearings under the same operating conditions. |
author2 |
Tzagkarakis, Georgios |
author_facet |
Tzagkarakis, Georgios Τζαγκαράκης, Γεώργιος |
author |
Τζαγκαράκης, Γεώργιος |
author_sort |
Τζαγκαράκης, Γεώργιος |
title |
Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων |
title_short |
Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων |
title_full |
Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων |
title_fullStr |
Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων |
title_full_unstemmed |
Διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων |
title_sort |
διάγνωση, πρόγνωση και υπολογισμός εναπομένουσας ωφέλιμης ζωής σε σφαιροειδή έδρανα υπό βλάβη με χρήση συνελικτικών νευρωνικών δικτύων |
publishDate |
2023 |
url |
https://hdl.handle.net/10889/25251 |
work_keys_str_mv |
AT tzankarakēsgeōrgios diagnōsēprognōsēkaiypologismosenapomenousasōphelimēszōēssesphairoeidēedranaypoblabēmechrēsēsyneliktikōnneurōnikōndiktyōn AT tzankarakēsgeōrgios diagnosisprognosisandestimationofremainingusefullifeonballbearingsunderfailureusingconvolutionalneuralnetworks |
_version_ |
1771297292454723584 |