Ανάπτυξη και εφαρμογή μεθόδων clustering στη διαγνωστική αεριοστροβίλων

Φλουρής, Νικόλαος; Flouris, Nikolaos

dc.contributor.author	Φλουρής, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Flouris, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2020-12-24T11:08:48Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52683
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20381
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Διαγνωστική	el
dc.subject	Αεριοστρόβιλοι	el
dc.subject	Χρονοσειρές	el
dc.subject	Ανάλυση δεδομένων	el
dc.subject	Diagnostics	en
dc.subject	Gas turbines	en
dc.subject	Clustering	en
dc.subject	Time series	en
dc.subject	Data analysis	en
dc.subject	DBSCAN	en
dc.subject	Ομαδοποίηση δεδομένων	el
dc.title	Ανάπτυξη και εφαρμογή μεθόδων clustering στη διαγνωστική αεριοστροβίλων	el
dc.title	Development and application of clustering methods in gas turbine diagnostics	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Διαγνωστική αεριοστροβίλων	el
heal.classification	Ανάλυση χρονοσειρών	el
heal.classification	Ομαδοποίηση δεδομένων	el
heal.classification	Gas turbine diagnostics	en
heal.classification	Time series analysis	en
heal.classification	Clustering	en
heal.dateAvailable	2021-12-23T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-03-05
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των μεθόδων διάγνωσης που χρησιμοποιούνται ευρέως, η διαλογή των καταλληλότερων για αεριοστρόβιλους, η υλοποίηση τους σε προγραμματιστικό περιβάλλον και η σύγκριση μεταξύ τους . Πρώτα, πραγματοποιήθηκε εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τις διαδεδομένες μεθόδους διάγνωσης που χρησιμοποιούνται τον 21ο αιώνα. Γίνεται αναφορά σε διάφορες δημοφιλείς μεθόδους που έχουν εφαρμογή σε πολλούς τομείς όπως η ανίχνευση: διαδικτυακής εισβολής, τραπεζικής ή ασφαλιστικής απάτης καθώς και βιομηχανικής ζημιάς σε μονάδες εργοστασίων. Ειδικότερα, δίνεται βάση στις μεθόδους που αφορούν ανίχνευση βλάβης σε αεριοστρόβιλους. Στη συνέχεια, μετά από εφαρμογή κριτηρίων υλοποίησης του συνόλου των μεθόδων, διακρίνονται μερικές από αυτές για ανάπτυξη και σύγκριση. Η διάκριση των μεθόδων αυτών γίνεται μέσω διαδικασίας επικύρωσης όπου ελέγχεται η διαγνωστική ικανότητα κάθε μεθόδου. Αφού γίνει διαλογή των καταλληλότερων μεθόδων, αναλύεται η φιλοσοφία που κρύβεται πίσω από κάθε μέθοδο καθώς και τα μεγέθη που την χαρακτηρίζουν. Αναφέρονται οι παραδοχές λειτουργίας κάθε μεθόδου, το υπολογιστικό κόστος και η διαδικασία λειτουργίας της. Παράλληλα, γίνεται αναφορά στα είδη συναρτήσεων απόστασης που χρησιμοποιήθηκαν ή δε χρησιμοποιήθηκαν για τις μεθόδους που αναπτύχθηκαν καθώς και τα κριτήρια επιλογής αυτών. Έπειτα, περιγράφεται το φαινόμενο υποβάθμισης των κινητήρων, ένα πολύ συχνό φαινόμενο στη λειτουργία αεριοστρόβιλων. Απαριθμούνται τα αίτια και οι μορφές πρόκλησης του φαινομένου, οι παραδοχές που υποτέθηκαν για την ανάλυση, καθώς και στόχοι που πρέπει να πετύχει η κάθε μέθοδος ώστε να θεωρείται αξιόπιστη. Ακολουθούν οι τρόποι χρήσης των μεθόδων μέσω των δύο λειτουργιών που αναπτύχθηκαν για αυτές. Η πρώτη λειτουργία, η διαγνωστική, περιλαμβάνει συλλογή, αδιαστατοποίηση, και ομαδοποίηση των δεδομένων σε clusters ώστε να διακρίνεται η υγιής από την εσφαλμένη λειτουργία. Η δεύτερη λειτουργία, η λειτουργία ομαδοποίησης προφίλ θερμοκρασιών, περιλαμβάνει συλλογή πραγματικών δεδομένων για τρία μοντέλα στροβιλοκινητήρων, διαχείριση και επεξεργασία των μετρήσεων, εφαρμογή των μεθόδων και ομαδοποίηση των προφίλ αναφοράς (υπογραφών) σε μέσα προφίλ για λειτουργία σε μεγάλο εύρος ισχύ. Έτσι αναπτύσσονται δύο αλγόριθμοι για κάθε μέθοδο. Τελικά, γίνεται ανακεφαλαίωση και σύγκριση των μεθόδων μέσω της απόδοσης στις μελέτες που έλαβαν χώρα. Προκύπτουν συμπεράσματα σχετικά με το πόσο κατάλληλες είναι οι μέθοδοι στο πεδίο των θερμικών στροβιλοκινητήρων, την αξιοπιστία αυτών και τη συμβολή τους στη λύση των προβλημάτων που τέθηκαν. Κλείνοντας, γίνεται αναφορά σε μελλοντικές προτάσεις επέκτασης της μελέτης αυτής, μέσω βελτιστοποίησης των ήδη υπαρχόντων μεθόδων ή μέσω υιοθέτησης νέων.	el
heal.abstract	The purpose of this thesis is to study the widely used diagnostic methods, to select the most suitable for gas turbines, to implement them in a programming environment and to compare them. First, there was an extensive bibliographic review of the widespread diagnostic methods used in the 21st century. Reference is made to various popular methods that are applied in many areas such as: Network invasion, banking or insurance fraud as well as industrial damage to factory units. In particular, analysis is focused on methods based on gas turbine failure detection. Then, following the implementation criteria of all the methods, some of them are distinguished for development and comparison. These methods are distinguished by a validation process that checks the diagnostic capability of each method. After selecting the most appropriate methods, the philosophy behind each method and the sizes that characterize it are analysed. The operating assumptions of each method, its computational cost and its operating procedure are reported. At the same time, reference is made to the types of metric distances used or not used for the methods developed and their selection criteria. Next, the phenomenon of engine degradation is described, a very common phenomenon in gas turbine operation. They list the causes and forms of the phenomenon, the assumptions assumed for the analysis, and the goals that each method must achieve in order to be considered reliable. The ways to use the methods are presented through two functions. In addition to diagnosing engine failures, the methods are engineered in such a way that another objective is achieved. The first function involves collecting, dimensioning, and clustering data into Clusters to distinguish healthy from malfunctioning status. The second function, the temperature profile clustering function, involves collecting real data for three turbine engine models, managing and processing the measurements, applying the methods that are selected and grouping the reference profiles (signatures) into profile profiles for wide range operation. Thus for each method there are two algorithms that are developed. Finally, methods are summarized and compared through performance in the studies that took place. Conclusions are drawn on the suitability of the methods in the field of thermal turbines, their reliability and their contribution to the solution of the problems raised. In conclusion, reference is made to future proposals for extension of this study, either by optimizing existing methods or by adopting new ones.	en
heal.advisorName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.advisorName	Aretakis, Nikolaos	en
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Aretakis, Nikolaos	en
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Mathioudakis, Konstantinos	en
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Giannakoglou, Kyriakos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	156 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false