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@PhDThesis{Castilho:2024:AbHíAp,
               author = "Castilho, Henrique Mendes",
                title = "Abordagem h{\'{\i}}brida de aprendizado de m{\'a}quina para 
                         avalia{\c{c}}{\~a}o de estado de degrada{\c{c}}{\~a}o de uma 
                         v{\'a}lvula pneum{\'a}tica aeron{\'a}utica",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2024",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2024-04-01",
             keywords = "progn{\'o}stico, an{\'a}lise de falhas, aprendizado de 
                         m{\'a}quina, modelo computacional, prognostic, failure analysis, 
                         machine learning, computational model.",
             abstract = "Na avia{\c{c}}{\~a}o comercial, os eventos de 
                         manuten{\c{c}}{\~a}o n{\~a}o-planejados representam uma 
                         eleva{\c{c}}{\~a}o dos custos de manuten{\c{c}}{\~a}o, 
                         al{\'e}m de exigir maior tempo de aeronave em solo, impactando os 
                         custos operacionais e a imagem da empresa. Estes impactos podem 
                         ser agravados caso uma falha que impe{\c{c}}a a decolagem ocorra 
                         em um aeroporto despreparado para receber a{\c{c}}{\~o}es de 
                         manuten{\c{c}}{\~a}o de determinada aeronave ou linha 
                         a{\'e}rea. No entanto, caso se possua uma estimativa do estado de 
                         degrada{\c{c}}{\~a}o para alguns equipamentos chaves, que 
                         possuem grandes cargas de trabalho podem estar sujeitos a maiores 
                         taxas de falha, {\'e} poss{\'{\i}}vel planejar 
                         a{\c{c}}{\~o}es de manuten{\c{c}}{\~a}o essenciais que sejam 
                         acomodadas no cronograma de opera{\c{c}}{\~a}o da aeronave, 
                         evitando assim a{\c{c}}{\~o}es corretivas inesperadas. Para 
                         tanto, {\'e} poss{\'{\i}}vel utilizar algoritmos de aprendizado 
                         de m{\'a}quina em conjunto com an{\'a}lise de modelos, dados de 
                         sensores e t{\'e}cnicas de filtragem para estimar de forma mais 
                         precisa o estado de degrada{\c{c}}{\~a}o de um equipamento. Este 
                         trabalho utilizou dados de campo de uma frota de aeronaves, 
                         coletando informa{\c{c}}{\~o}es de sensores e de registros de 
                         manuten{\c{c}}{\~a}o para a cria{\c{c}}{\~a}o de uma base de 
                         dados de {\'{\i}}ndices de degrada{\c{c}}{\~a}o, que passaram 
                         por diversas t{\'e}cnicas de filtragem, desde as cl{\'a}ssicas, 
                         como a m{\'e}dia m{\'o}vel, at{\'e} mais complexas, como o 
                         filtro de Kalman. Com os dados de frota, diversos algoritmos de 
                         aprendizado de m{\'a}quina de complexidades diferentes foram 
                         treinados e seu desempenhos registrados frente {\`a} resposta 
                         esperada. O trabalho ent{\~a}o utilizou um modelo matem{\'a}tico 
                         computacional do equipamento, que ap{\'o}s a 
                         valida{\c{c}}{\~a}o com dados de campo, foi utilizado para 
                         prover uma base de voos sint{\'e}ticos com evolu{\c{c}}{\~a}o 
                         de degrada{\c{c}}{\~a}o conhecida. Estes voos ent{\~a}o foram 
                         ent{\~a}o utilizados para enriquecer a base de dados de voos de 
                         campo, permitindo que os algoritmos de aprendizado de m{\'a}quina 
                         gerassem resultados mais precisos ap{\'o}s um novo treinamento. 
                         Esta an{\'a}lise h{\'{\i}}- brida, que alia dados de campo a 
                         dados de modelo computacional, se mostrou efetiva no aumento de 
                         desempenho da solu{\c{c}}{\~a}o proposta. ABSTRACT: In 
                         commercial aviation, unplanned maintenance events represent an 
                         increase in maintenance costs, as well as requiring a longer 
                         aircraft downtime, impacting operating costs and the companys 
                         image. These impacts can be more noticeable if a failure that 
                         causes a non-dispatch situation occurs at an airport that is 
                         unprepared to receive maintenance actions for a particular 
                         aircraft or airline. However, if there is an estimate of the state 
                         of degradation for some key equipment, which have high workloads 
                         and may be subject to higher failure rates, it is possible to plan 
                         essential maintenance actions that are accommodated in the 
                         aircrafts operating schedule, thus avoiding unexpected corrective 
                         actions. To this end, it is possible to use machine learning 
                         algorithms in conjunction with model analysis, sensor data and 
                         filtering techniques to more accurately estimate the state of 
                         degradation of a piece of equipment. This work used field data 
                         from a fleet of aircraft, collecting information from sensors and 
                         maintenance records to create a database of degradation indices, 
                         which were subjected to various filtering techniques, from classic 
                         ones such as the moving average, to more complex ones, such as the 
                         Kalman filter. With the fleet data, various machine learning 
                         algorithms of varying complexity were trained and their 
                         performance recorded against the expected response. The work then 
                         used a computational mathematical model of the equipment, which 
                         after validation with field data, was used to construct a database 
                         of synthetic flights with known degradation evolution. These 
                         flights were then used to enrich the field flight database, 
                         allowing the machine learning algorithms to generate more accurate 
                         results after further training. This hybrid analysis, which 
                         combines field data with computer model data, proved to be 
                         effective in increasing the performance of the proposed 
                         solution.",
            committee = "Stephany, Stephan (presidente) and Santos, Rafael Duarte Coelho 
                         dos (orientador) and Turcio, Wallace Hessler Leal (orientador) and 
                         Vianna, Wlamir Olivares Loesch and Santos, Luis Carlos de Castro",
         englishtitle = "Hybrid machine learning approach for assessment of the degradation 
                         state of an aircraft pneumatic valve",
             language = "pt",
                pages = "128",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34T/4B4ST48",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/4B4ST48",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "2024, July 27"
}


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