Original title: Metody technické prognostiky aplikovatelné v embedded systémech
Translated title: Methods of Technical Prognostics Applicable to Embedded Systems
Authors: Krupa, Miroslav ; Ďaďo, Stanislav (referee) ; Tůma, Jiří (referee) ; Bejček, Ludvík (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2012
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Hlavní cílem dizertace je poskytnutí uceleného pohledu na problematiku technické prognostiky, která nachází uplatnění v tzv. prediktivní údržbě založené na trvalém monitorování zařízení a odhadu úrovně degradace systému či jeho zbývající životnosti a to zejména v oblasti komplexních zařízení a strojů. V současnosti je technická diagnostika poměrně dobře zmapovaná a reálně nasazená na rozdíl od technické prognostiky, která je stále rozvíjejícím se oborem, který ovšem postrádá větší množství reálných aplikaci a navíc ne všechny metody jsou dostatečně přesné a aplikovatelné pro embedded systémy. Dizertační práce přináší přehled základních metod použitelných pro účely predikce zbývající užitné životnosti, jsou zde popsány metriky pomocí, kterých je možné jednotlivé přístupy porovnávat ať už z pohledu přesnosti, ale také i z pohledu výpočetní náročnosti. Jedno z dizertačních jader tvoří doporučení a postup pro výběr vhodné prognostické metody s ohledem na prognostická kritéria. Dalším dizertačním jádrem je představení tzv. částicového filtrovaní (particle filtering) vhodné pro model-based prognostiku s ověřením jejich implementace a porovnáním. Hlavní dizertační jádro reprezentuje případovou studii pro velmi aktuální téma prognostiky Li-Ion baterii s ohledem na trvalé monitorování. Případová studie demonstruje proces prognostiky založené na modelu a srovnává možné přístupy jednak pro odhad doby před vybitím baterie, ale také sleduje možné vlivy na degradaci baterie. Součástí práce je základní ověření modelu Li-Ion baterie a návrh prognostického procesu. The main aim of the thesis is to provide a comprehensive overview of technical prognosis, which is applied in the condition based maintenance, based on continuous device monitoring and remaining useful life estimation, especially in the field of complex equipment and machinery. Nowadays technical prognosis is still evolving discipline with limited number of real applications and is not so well developed as technical diagnostics, which is fairly well mapped and deployed in real systems. Thesis provides an overview of basic methods applicable for prediction of remaining useful life, metrics, which can help to compare the different approaches both in terms of accuracy and in terms of computational/deployment cost. One of the research cores consists of recommendations and guide for selecting the appropriate forecasting method with regard to the prognostic criteria. Second thesis research core provides description and applicability of particle filtering framework suitable for model-based forecasting. Verification of their implementation and comparison is provided. The main research topic of the thesis provides a case study for a very actual Li-Ion battery health monitoring and prognostics with respect to continuous monitoring. The case study demonstrates the prognostic process based on the model and compares the possible approaches for estimating both the runtime and capacity fade. Proposed methodology is verified on real measured data.
Keywords: diagnostika; prognostika založena na datech; prognostika založená na modelu; Technická prognostika; vývoj založený na modelu; zbývající životnost; údržba a monitoring Li-Ion baterie; údržba založená na stavu; částicové filtry; battery health management; condition based maintenance; condition-based maintenance; data-driven prognosis; diagnosis; embedded system; model-based development; model-based prognosis; particle filters; prognostics; remaining useful life; technical prognosis

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/11012/9145

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-563214


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