جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "remaining useful life (rul)" در نشریات گروه "فنی و مهندسی"
-
در این مقاله، بیشینه ی دامنه ی سیگنال زمانی شتاب به عنوان مشخصه ی ارتعاشی مناسب که نمایش گر خوبی از روند زوال یاتاقان غلتشی است انتخاب شده و به منظور پیش بینی روند زوال و عمر مفید باقیمانده به کار رفته است. در گام نخست با به کار بردن یک انتقال لگاریتمی، این مشخصه ی ارتعاشی به یک سری زمانی پایدار تبدیل شده است. سپس با کمک شبکه ی عصبی بازگشتی حافظه ی طولانی کوتاه مدت، نحوه ی رشد این مشخصه ی ارتعاشی پیش بینی شده است. این پیش بینی روی داده های دو نمونه از یاتاقان های آزمایش پرونوستیا که در ادبیات فن شناخته شده بوده و مورد استفاده محققین بسیاری قرار گرفته، اعمال شده است. با توجه به نتایج پیش بینی مدل، مدت زمان باقیمانده تا رسیدن این مشخصه ی ارتعاشی به یک آستانه ی معین ارایه شده است. همچنین اگر آستانه ی تعیین شده به معنی پایان عمر مفید یاتاقان باشد، می توان از الگوریتم پیشنهاد شده به منظور تخمین عمر مفید باقیمانده نیز بهره جست. نحوه ی عملکرد الگوریتم در راستای این هدف نیز ارایه و ارزیابی شده است.نتایج حاکی از مطابقت خوب پیش بینی مدل با داده های تجربی است.
کلید واژگان: شبکه ی عصبی بازگشتی, شبکه ی عصبی حافظه ی طولانی کوتاه مدت, پیش بینی عمر یاتاقان غلتشی, پیش بینی ادامه ی سری زمانی, تست عمر پرشتاب یاتاقانThis paper proposes a remaining useful life (RUL) prediction method that uses the peak of the vibration acceleration signal as an appropriate feature to indicate the degradation process in the rolling element bearings (REBs). In the first step, this feature is transformed into a stationary time series using logarithmic transformation. That is because the long short-term memory neural network (LSTM-NN) works better with the stationary time series. Training the LSTM-NN is performed by this stationary time series as the input and the response is the training time series with values shifted by one time step. Therefore, the LSTM-NN learns to predict the value of the next time step at each point. In other words, to forecast the values of multiple time steps in the future, previous forecasted steps are used as inputs. Next, the values of the future time steps are returned to the main non-stationary form to predict the trend of the peak in the future. Importantly, new measured data can be used to perform new predictions. For this purpose, for every new measured data, the LSTM-NN repeats the mentioned steps and generates a new trend. This algorithm is a trend-dependent method. Therefore, an REB that has a slow degradation stage in its life, which is corresponding to the growth and expansion of defects in REBs, is appropriate to be studied by this algorithm. This method is implemented on two REBs from PRONOSTIA accelerated-life test which have been used by many researchers in the literature. According to the prediction results, the remaining time that peak amplitude trend touches a given threshold is provided. If this threshold is a criterion for the end of life (EoL), this method can be used to determine the RUL. The performance of the proposed method has been evaluated and the presented results are in a good agreement with the experimental data.
Keywords: Recurrent Neural Network (RNN), Long Short-Term Memory (LSTM), Remaining Useful Life (RUL), Time series forecasting, Bearing accelerated-life test -
نگهداری و تعمیرات از اساسی ترین بخش های یک صنعت به حساب می آید. در صنایعی که از ماشین آلات دوار استفاده می شود موضوع نگهداری و تعمیرات با اهمیت بیشتری پیگیری می شود. با داشتن یک الگوریتم مناسب برای نگهداری و تعمیرات می توان از فجایع انسانی و مالی در اینگونه صنایع جلوگیری کرد. تا امروز روش های متنوعی برای پیش بینی عمر مفید باقی مانده (RUL) در ماشین آلات دوار ارایه شده اند، ولی جای خالی یک مقاله مروری که به خوبی بتواند روش های مختلف را تفکیک کند و در مورد آن بحث کند، خالی است. در این مقاله مروری سعی بر این است تا پس از روشن سازی مفوم تخمین عمر مفید باقی مانده، سه روش متداول شامل روش های مبتنی بر داده، روش های مبتنی بر مدل و روش های ادغامی به خوبی توضیح داده شود. سپس، در هر روش به مفهوم و ریاضیات RUL در ماشین آلات دوار پرداخته شود. در انتها نیز پیشنهادات ارزشمندی را برای پژوهشگران علاقهمند به تخمین عمر مفید باقی مانده و مدیریت سلامت پیش بینانه ارایه شده است.
کلید واژگان: عمر مفید باقی مانده (RUL), ماشین آلات دوار, مدیریت سلامت پیش بینانه (PHM), روش مبتنی بر داده, روش مبتنی بر مدل, روش ادغامیMaintenance is one of the most important elements in any industry. Next to manufacturing, it probably has utmost importance in the production of industrialgoods.It has even higher priority when rotary machines are used. Having an appropriate algorithm for maintenance can prevent human and financial problems in such industries. In recent times, various methods of remaining useful life (RUL) prognosis have been proposed for rotary machines, but there is not a comprehensive review article that can well differentiate different methods. Herein, after describing the meaning of remaining useful life, the three most commonly used prognosis methods, including data-driven approach, model-based approach and hybrid prognostics approach, are elaborated upon. Subsequent to that, concept and mathematics of RUL in rotary machines for each method, have been discussed. Toward the end, there are constructive suggestions for researchers in this field in terms of dealing with RUL and PHM.
Keywords: Remaining Useful Life (RUL), Rotary Machines, Prognostics, Health Management (PHM) -
ایده عمر مفید باقیمانده (RUL) مفهوم جدیدی است که پیش بینی از مقدار عمر مفید باقیمانده را قبل از وقوع خرابی برای یک سیستم براساس شرایط حاضر و پروفیل عملیاتی گذشته ارایه می دهد. در این مقاله RUL بر اساس قابلیت اطمینان تخمین زده شده و برای تقارب به نتایج واقعی تر تاثیر شرایط محیط عملیاتی در قالب فاکتورهای ریسک در تحلیل ها وارد می شود. این شرایط محیطی گاها ملموس و قابل مشاهده (مشهود) بوده و گاها امکان تعیین و وارد کردن آنها در تحلیل وجود نداشته و تحت عنوان "فاکتورهای ریسک نامشهود" با استفاده از مدل شکنندگی تحلیل می شوند. تحلیل RUL مطالعه موردی از سیستم بارگیری (شاول کوماتسو 1250) معدن مس سونگون براساس اطلاعات یک بازه 8 ماه نشان داد؛ مدل ویبول نرخ مخاطره متناسب مرکب (W-MPHM) بهترین برازش بر داده ها را دارد. در این مدل چهار فاکتور ریسک شیفت، نوع سنگ، نوع باربر و بارندگی با ضرایب نرخ مخاطره 66/2، 79/3، 204/0 و 18/1 به عنوان موثرترین فاکتورها بدست آمد. RUL سیستم در دو سناریوی بعد طی حدود 40 ساعت صفر شد. همچنین مقایسه این W-MPHM با مدل نمایی نرخ مخاطره متناسب (Ex-PHM) در طول 80 ساعت کارکرد نشان داد تقعر منحنی قابلیت اطمینان در مدل دومی بیشتر از مدل اولی بوده و در واقع سرعت افت قابلیت اطمینان در شروع بازه بیشتر می باشد. این موضوع نشان دهنده تاثیر فاکتورهای ریسک نامشهود در تحلیل علمکرد سیستم بوده و صرف نظر از آن نااریبی قابل توجهی در نتایج بدنبال خواهد شد.
کلید واژگان: ماشین آلات سنگین, قابلیت اطمینان, عمر مفید باقیمانده, مدل شکنندگیThe Residual Useful Life (RUL) provides an estimate of the amount of remaining useful life before a system failure depends on present conditions and past operating profiles. In this paper, RUL is estimated based on reliability and for convergence to more realistic results, the effect of operating environment conditions in the form of risk factors (covariates) is also involved in the analysis. These environmental conditions are sometimes tangible and "Observable" and sometimes it is not possible to determine and include them in the analysis and are analyzed under the heading of “Un-observed risk factors” using the frailty model. RUL analysis of a case study of the loading system (Shovel Komatsu 1250) of the Sungun copper mine, based on 8-months information, has shown that Weibull mix proportional hazard (W-MPHM) has the best fit on the data. In this model, four factors including shift risk, rock kind, load system type and rainfall with risk rates of 2.66, 3.79, 0.204 and 1.18 have been obtained as the most effective factors. System RUL became zero in the next two scenarios in about 40 hours. Comparing W-MPHM and Ex-PHM over 80 hours showed that the concurrence of the reliability curve in the second model is greater than the first model and in fact, the reliability decline rate is higher at the beginning of the range. This result reflects the impact of intangible risk factors on system performance analysis, regardless of which will result in significant inconsistency of the results.
Keywords: Heavy Equipment, Reliability, Remaining Useful Life (RUL), Frailty model -
تعیین وضعیت زوال و تخمین عمر مفید باقیمانده، دو فعالیت اصلی در مدیریت سلامت و پیش بینی عیوب است. این دو فعالیت اصلی را می توان به عنوان مساله ای از ترکیب اطلاعات حسگرها در نظر گرفت. این حسگرها شامل اطلاعاتی نظیر سرعت، فشار و دمای اجزای مختلف سیستم می باشند. از منظر تیوری شواهد، اطلاعات بدست آمده از هر یک از این حسگرها را می توان به عنوان بخشی از شواهد محسوب نمود و مساله تعیین زوال و تخمین عمر مفید باقیمانده بر اساس این اطلاعات را به عنوان مساله ترکیب شواهد در نظر گرفت. در این مقاله از تیوری دمپستر-شفر به عنوان یک ابزار برای مدلسازی و ترکیب اطلاعات حسگرها که نمایانگر وضعیت سلامتی توربوفن می باشند، استفاده شده است. برای این منظور توضیح داده شده که چگونه می توان مساله تخمین عمر مفید باقیمانده با استفاده از ترکیب داده های حسگرها را در چارچوب مفاهیم این تیوری از جمله تابع جرم، عناصر کانونی و قوانین ترکیب شواهد، مدلسازی نمود. این مقاله یک روش جدید برای ترکیب نتایج تخمین های متفاوت عمر مفید باقیمانده از طریق تعیین وزن ها پیشنهاد داده است. همچنین دو سناریوی مختلف برای تعیین میزان شباهت سیستم تحت مطالعه با شواهد موجود ارایه نموده است. سرانجام به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، از مجموعه داده های توربوفن (C-MAPSS) استفاده شده که در ادبیات موضوع بطور گسترده مورد توجه محققان قرار گرفته است. نتایج پیاده سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی از منظر دو معیار امتیاز و عملکرد کارایی بهتری نسبت به روش های موجود در ادبیات موضوع دارد.کلید واژگان: عمر مفید باقیمانده, وضعیت زوال, ترکیب اطلاعات, تئوری شواهدJournal of Industrial Engineering Research in Production Systems, Volume:7 Issue: 15, 2020, PP 395 -411Determination of degradation status and estimating remaining useful life are two main activities in prognostics and health management. These two main activities can be perceived as the problem of multi-sensor data fusion. These sensors contain information including speed, pressure, and temperature. In terms of evidence theory, the information obtained from each of these sensors can be regarded as a part of the evidence and determination of degradation status and estimating remaining useful life based upon this information can be considered as the problem of multi-sensor data fusion. In this article, the Dempster-Shafer theory has been employed as a tool for modeling and multi-sensor data fusion as an indicator of the health status of the turbofan. In this regard, initially, the theory of evidence has been reviewed and then how to model the remaining useful life estimation problem by multi-sensor data fusion within the framework of the concepts of this theory including mass function, focal elements and rules of evidence composition is explained. This paper has introduced a new approach for combining the results of different estimates of remaining useful life through determining the weighs. Furthermore, it has offered two different scenarios to specify the similarity between the system under study and the available evidence. Finally, to appraise the proposed method, the turbofan engines data set (C-MAPSS) has been used as it has been extensively addressed in literature by researchers. According to the results, the proposed method revealed better score and performance compared with other available methods in the literature.Keywords: Remaining Useful Life (RUL), degradation state, information integration, evidence theory
-
در تحقیق حاضر، تشخیص آستانه خلازایی و خودکارسازی تشخیص فرآیند، با توجه به عمر مفید باقی مانده توربین نیروگاه سفیدرود بررسی شده است. ورودی مدل تولیدشده در برنامه MATLAB، شامل داده های حاصل از هیدروتوربین کاپلان واقع در نیروگاه برق آبی تاریک می باشد. روش پیشنهادی بر مبنای 61 ویژگی حاصل از 6 پارامتر حساسیت خلازایی و 17 شرایط عملیاتی می باشد. به هدف آموزش برنامه MATLAB، تعداد 12 مجموعه آموزش فردی و 4095 ترکیب منحصر به فرد ایجاد گردید و تعداد 408 داده جهت آزمون انتخاب شده است. داده های آموزشی با ترکیب نوع حسگر و ویژگی حساسیت خلازایی، جهت پیش بینی خلازایی به خدمت گرفته شدند و بهترین دقت داده های آموزشی به 98 درصد رسید. نتایج نشان داد که استفاده از فرآیند کاملا خودکار برای تعیین حساسیت و طبقه بندی خلازایی مناسب تر از یک فرآیند مبتنی بر آستانه های انتخاب شده به روش دستی می باشد. علاوه بر این، خودکارسازی روند تعیین آستانه خلازایی با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی و عمر مفید باقی مانده، بدون دخالت انسانی با دقت بسیار زیادتری همراه بوده است .کلید واژگان: نیروگاه برق آبی, تشخیص خلازایی, عمر مفید باقی مانده, توربین کاپلان, برنامه MATLAB
In this research، the evaluation of cavitation threshold detection and the automation of the detection process with regard to the Remaining Useful Life (RUL) of the Sefidrood power plant turbine، has been studied. The input of generated model by MATLAB program includes data driven from kaplan hydro turbine located on Tarik hydro power plant. The proposed model is based on 61 features resulting from 6 cavitation sensitivity parameters and 17 operational conditions. For training in MATLAB program, 12 individual data sets and 4095 unique combinations were created and 408 data were selected for examination. The training data combined with sensor rating and cavitation sensitivity feature were employed to predict the cavitation and the best training data set with 98% accuracy. The results showed that the use of a fully automated process for sensitivity determination and cavitation classification was more suitable than the use of a process based on manually selected thresholds. Furthermore, considering the operational conditions and RUL, the automation of determination of cavitation threshold without human intervention was much more accurate.Keywords: Hydro Power plant, Cavitation detection, Remaining useful life(RUL), Kaplan Turbine, MATLAB program -
The oil and gas pipelines are significant assets in Iran. However, these assets are subject to degradation from corrosion. Corrosion causes gradual thinning of the pipelines wall leading to leaks or bursts. Allowing a corroding pipeline to continue operation may lead to a finite risk of exceeding the limit state of burst. Codes of practice, such as Modified ASME B31G [1] and DNV F101 [3], among others, have developed relationships to determine the bursting pressure of corroded pipelines. The purpose of this paper is to develop, test, and illustrate a simple spreadsheet-based probabilistic procedure that can be used by practicing engineers to determine the Remaining Useful Life (RUL) of a corroding pipeline, following its first inspection. Modified ASME B31G and DNV F101 equations are used to illustrate this method. As new inspection data regarding the extent of corrosion becomes available, the results can be updated and a new probability of failure obtained. The calculated probability of failure is then compared with the target values to determine the remaining life. The approach is equally applicable to both onshore and offshore oil and gas pipelines.Keywords: Pipeline corrosion, Integrity management, Remaining useful life (RUL), Modified B31G, Fitness-For-Service (FFS), Reliability assessment, Time-dependent wall thinning
-
تکامل سیستم های پایش تشخیص عیوب3، در سامانه های آفندی و پدافندی، پهباد ها، جنگنده ها و سیستم های پیچیده دیگر، می تواند تشخیص پیشگویانه عیوب را از لحاظ فنی، مطلوب و ممکن سازد. در سال های اخیر، مدل مدیریت سلامت تجهیزات و پیش-بینی عیوب(4PHM) با تشکیل یک پیوند قوی از علوم مهندسی، کامپیوتر و قابلیت اطمینان، به وجود آمده است. به همین دلیل، بیشتر رویکردهای هوشمند نگهداری وتعمیرات، در زمینه تشخیص و پیش بینی هوشمند عیوب به کارگیری شده اند. کشف دانش مفید در خصوص تشخیص عیوب و پیش بینی عمر تجهیزات نظامی و تعیین آمادگی تجهیزات می تواند بر تعیین توانایی استمرار آمادگی تجهیزات در ماموریت های نظامی در شرایط نبرد، موثر باشد. مسئله مهم این است که چگونه می توان روشی برای تعیین توانایی استمرار آمادگی تجهیزات ماموریت های نظامی در شرایط نبرد، ارائه نمود؟
در این مقاله با استفاده از سیستم PHM، سلامت دستگاه، جزء یا سیستم، در هر نقطه و زمانی می تواند شناخته شده و از وقوع احتمالی شکست پیشگیری کند. همچنین دستیابی به نقصان صفر امکان پذیر می شود.
از طرف دیگر در تجهیزات و سامانه های پدافندی، از ایجاد ناگهانی خرابی در کل سامانه و از هزینه های جانی و مالی جبران ناپذیر ناشی از بروز این مشکل جلوگیری می شود. بنابراین از اهداف این مقاله می توان به استمرار آمادگی تجهیزات در ماموریت های نظامی اشاره کرد.کلید واژگان: مدیریت سلامت و پیش بینی (PHM), عمر مفید باقیمانده (RUL), استمرار آمادگی تجهیزات, پردازش داده, سیستم پشتیبان تصمیم گیریDevelopment of monitoring systems to Fault detection, in Offensive and defensive systems, UAV, aircraft and other complex systems technically make it possible and favorable, Predictive diagnosis of faults.
Health management model and predict equipment failures (PHM) were created in recent years by formation a strong bond of Science in Engineering, Computer and reliability. For this reason, more intelligent approaches in maintenance, have been using in intelligent fault diagnosis and prediction. Discovering useful knowledge about the diagnosis faults and life prediction of military equipment and determine the readiness of equipment can be effective to determining the ability continuity preparedness of equipment in military missions in battle situations. The problem is how we can present the method for determining the ability continuity preparedness equipment in military missions in battle situations?
In this study, by using PHM system, equipment, component or system health can be known at any point and time and prevent the occurrence of failure, also, it is possible to achieve a zero defects.
On the other hand, in defense equipments and systems, it will be prevented of sudden failure of the entire system of creation and of human and financial costs resulting from the irreparable avoid this problem, so, the aim of this research is a continuation of equipment in the military mission .Keywords: Prognosis, Health Management (PHM), Remaining Useful Life (RUL), Continuing Readiness of Equipment, Data Processing, Decision Support System -
در این پژوهش برای نخستین بار به معرفی روشی هوشمند جهت تخمین عمر مفید باقیمانده تسمه زمانبندی یک موتور درونسوز بر اساس سیگنال های ارتعاشی آن پرداخته شده است. بدین منظور آزمون دوام شتاب دار تسمه زمانبندی بر اساس دما و پیش کشش بیشتر معرفی و انجام شد. سپس آزمون دوام آغاز و سیگنال های ارتعاشی تسمه زمانبندی از حالت سالم تا خرابی توسط یک حسگر لیزری فاصله سنج ارتعاشی ثبت شد. سه تابع ویژگی به نام های انرژی، انحراف از معیار و کورتوسیس از سیگنال های ارتعاشی در حالات سالم و خرابی استخراج گردید و بدین ترتیب حد آستانه بروز عیب در تسمه زمانبندی نیز تعریف شد. از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) جهت پایش و تخمین رفتار ارتعاشی سیگنال های ارتعاشی تسمه زمانبندی استفاده شد. در نهایت شبکه عصبی مصنوعی بر پایه ویژگی های انرژی، انحراف از معیار و کورتوسیس سیگنال های ارتعاشی به ترتیب توانست با دقت میانگین 98%، 98% و 97% به تخمین عمر مفید باقیمانده تسمه زمانبندی موتور درونسوز بپردازد. ضریب همبستگی (R2) تخمین سری-های زمانی ارتعاشی تسمه زمانبندی توسط شبکه عصبی و بر پایه ویژگی های انرژی، انحراف از معیار و کورتوسیس سیگنال های ارتعاشی نیز به ترتیب 0.87، 0.91 و 0.87 به دست آمد. همچنین میزان موثر سیگنال خطای (RMSE) شبکه عصبی بر پایه ویژگی های انرژی، انحراف از معیار و کورتوسیس سیگنال های ارتعاشی به ترتیب 3.6%، 5.4% و 5.6 % درصد به دست آمد.کلید واژگان: تسمه زمانبندی, عمر مفید باقیمانده, آزمون دوام شتابدار, سیگنال ارتعاش, شبکه عصبی مصنوعی (ANN)In this research, an intelligent method is introduced for remaining useful life prediction of an internal combustion engine timing belt based on its vibrational signals. For this goal, an accelerated durability test for timing belt was designed and performed based on high temperature and high pre tension. Then, the durability test was began and vibration signals of timing belt were captures using a vibrational displacement meter laser device. Three feature functions, namely, Energy, Standard deviation and kurtosis were extracted from vibration signals of timing belt in healthy and faulty conditions and timing belt failure threshold was determined. The Artificial Neural Network (ANN) was used for prediction and monitoring vibrational behavior of timing belt. Finally, the ANN method based on Energy, Standard deviation and kurtosis features of vibration signals was predicted timing belt remaining useful life with accuracy of 98%, 98% and 97%, respectively. The correlation factor (R2) of vibration time series prediction by ANN and based on Energy, Standard deviation and kurtosis features of vibration signals were determined as 0.87, 0.91 and 87, respectively. Also, Root Mean Square Error (RMSE) of ANN based on Energy, Standard deviation and kurtosis features of vibration signals were calculated as 3.6%, 5.4% and 5.6%, respectively.Keywords: Timing belt, Remaining Useful Life (RUL), Accelerated durability test, Vibration Signal, Artificial Neural Networks (ANN)
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.