Development of meta-heuristic digital twin system concept for sustainable maintenance

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当初設定した研究計画に従って2022年度では以下の研究成果が得られた．(1)き裂を有する不静定構造物によるフィジカルツインシステムの構築:最も単純な系である不静定片持ちはり構造体と試験・センサーシステムを開発した．試験には油圧サーボ疲労試験機を使用し，ひずみゲージ，レーザー変位計，MEMS型静電容量ジャイロセンサーを取り付けた．また，試験体には様々な位置に任意深さの人口き裂を導入し，き裂形状・位置と各種センサーとの対応関係を調査した．この結果，センサー設置位置とき裂形状・位置には強い相関関係があり，センサー設置位置によってはセンサー検出感度が低下することが明らかとなった．(2)時系列データの時系列状態ベクトルへの変換技術の構築:本研究で注目したセンサーのうちジャイロセンサーにおいて，ワイヤレス化するとともに，離散化データを収集し，ノイズ処理を行うためのソフトウエア―を開発した．このソフトウエア―により離散化データを状態ベクトルとして変換し，将来予測のために活用可能とした．(3)き裂位置と寸法同定のためのメタヒューリスティックアプローチ:実施項目(1)により得られた離散化データを実施項目(2)で開発したソフトにより状態ベクトル化した情報を利用して，逆解析手法としてメタヒューリスティックな発見的アルゴリズムを取り入れることを試みた．本研究では最近注目されているカッコーならびにレビーフライト最適化手法を利用した．これにより，理想化されたモデルや不静定はり構造体におけるき裂の寸法と位置を逆推定できるようにした．なお，研究項目(3)は令和5年度に実施予定の一部である．