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Un Módulo de Atención de Convolución de Doble Dimensión para la Predicción de la Vida Útil Restante de Motores a Reacción

Autores: Zhu, Yixin; Liu, Zhidan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un Módulo de Atención de Convolución de Doble Dimensión para la Predicción de la Vida Útil Restante de Motores a Reacción


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Vida útil restante
Predicción de RUL
Mecanismo DDCA
Industria de la aviación
Costos operativos
Red neuronal convolucional temporal

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La predicción de la vida útil restante (RUL) de los motores aéreos no solo mejora la seguridad y la eficiencia operativa de la aviación, sino que también reduce significativamente los costos operativos, ofreciendo beneficios económicos y sociales sustanciales a la industria de la aviación. Con el objetivo de predecir la RUL, este artículo propone un novedoso mecanismo de atención de convolución de doble dimensión (DDCA). DDCA consta de dos ramas: una incluye mecanismos de atención de canal y atención espacial, mientras que la otra aplica estos mecanismos a las dimensiones invertidas. Se emplean operaciones de agrupamiento y agrupamiento por características para extraer características de diferentes dimensiones de los datos de entrada. Estas ramas operan en paralelo para capturar correlaciones de características temporales y espaciales más complejas en datos de series temporales multivariantes. Posteriormente, se construye una red DDCA-TCN de extremo a extremo integrando DDCA con una red de convolución temporal (TCN) para la predicción de RUL. El modelo de predicción propuesto se evalúa utilizando el conjunto de datos C-MAPSS y se compara con varios modelos de predicción de RUL de última generación. Los resultados muestran que las métricas RMSE y SCORE de DDCA-TCN disminuyeron en al menos un 12.8% y un 4.6%, respectivamente, en comparación con otros modelos en el subconjunto FD002, y en al menos un 10.6% y un 18.4%, respectivamente, en el subconjunto FD004, lo que demuestra que el modelo DDCA-TCN exhibe un excelente rendimiento en la predicción de RUL, particularmente bajo múltiples condiciones de operación.

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