Original title: Metodika tvorby virtuálního dvojčete dynamické soustavy
Translated title: Methods for Design of Virtual Twin of a Dynamic System
Authors: Kšica, Filip ; Novotný, Tomáš (referee) ; Holub, Michal (referee) ; Hadaš, Zdeněk (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2023
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
V posledním desetiletí začaly digitální dvojčata a kyber-fyzikální systémy pronikat z teoretické roviny do širokého spektra průmyslových aplikací, avšak velmi rozpolcené a nejednotné chápání jejich podstaty výrazně komplikuje proces tvorby univerzální metodiky pro jejich realizaci. Mezi hlavní cíle této práce patří systémová studie těchto pojmů a jejich hlavních součástí a následné navržení metodiky pro jejich realizaci v kontextu průmyslových aplikací souvisejících s aktuálně řešenými projekty. Klíčovou roli hraje vymezení role výpočtového modelování a metod redukce při realizaci digitální části dvojčete, a to nejen vlastních fyzických soustav, ale i senzorických systémů tvořících jádro kyber-fyzikálních systémů, které jsou nedílnou součástí interaktivních vazeb mezi dílčími částmi digitálních dvojčat. Tyto systémy jsou v poslední části práce představeny v kontextu obráběcího průmyslu, letectví a železniční dopravy, přičemž slouží nejen jako nástroje pro přímé vyhodnocení provozního stavu, ale také jako zdroj dat pro navazující pokročilé algoritmy monitorování stavu konstrukcí a prediktivní údržby. Over the last decade, digital twins and cyber-physical systems have been slowly developed from mere theoretical concepts to potent industrial applications in a large spectrum of areas, however, ambiguous understanding of the fundamentals significantly complicates the process of finding a general methodology necessary for their successful implementation. Therefore, one of the main goals of this thesis is a systematic study of these concepts and their main parts, followed by formulating a methodology that could lead to successful and effective industrial applications in the context of current projects. The key part in this effort falls to computational modelling and dynamic reduction of complex mechanical systems that comprise the digital part of a digital twin, including but not limited to the main structure but also sensing systems. These sensing systems serve as cyber-physical systems that fulfill the role of interactive links between the individual parts of a digital twin and are introduced in the last part of this thesis in the context of manufacturing industry, airspace, and railway industry, where they are used not only for condition and operational monitoring, but also provide large amount of accurate real-time data for structure health monitoring and predictive maintenance purposes.
Keywords: component mode synthesis; computational modelling; condition monitoring; cyber-physical systems; Digital twin; dynamic system reduction; sensing systems; Digitální dvojče; kyber-fyzikální systém; modální syntéza; monitorování provozních vlastností; redukce dynamických systémů; senzorické systémy; výpočtové modelování

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/209135

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-521051


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses