Digital twin computing for predictive maintenance of industrial systems

用于工业系统预测维护的数字孪生计算

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2022-03535
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.84万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Predictive maintenance (PdM) of industrial systems is a strategy that uses monitoring tools and predictive analytics to determine the condition of in-service equipment and estimate when maintenance should be performed. It can optimize resource usage and reduce unscheduled maintenance, and thus the business can achieve increased productivity, reduced breakdowns, and lower maintenance costs. However, the PdM system development faces the challenges of dealing with heterogeneous data from different sources, extrapolating solutions to complex systems with multiple components, and lacking a systematic design approach. A digital twin is a virtual representation that serves as the real-time digital counterpart of a physical object or process with an industrial system. The diagnostic and prognostic capabilities of the digital twin make it a perfect pair with predictive maintenance. This pairing of the virtual and physical worlds allows analysis of data and monitoring systems to head off problems before they even occur, prevent downtime, develop new opportunities and even plan for the future by using simulations. Although digital twin has recently received much research attention, a general system model has not been fully established and widely accepted yet. Moreover, most digital twin applications focus on an individual twin. The research on integrating multiple digital twins to mirror a complex industry system has not been reported in the literature yet. Understanding individual components and the interactions between them is critical to the predictive maintenance of a complex system. This research program aims to advance the digital twin technology for the predictive maintenance of industrial systems, covering the entire life cycle of an asset or process and forming the foundation for connected products and services. The long-term objective is to achieve the scalability of a digital twin ecosystem with the novel digital twin computing paradigm. In the short term, we will develop such a digital twin ecosystem for industrial predictive maintenance. Our research will first focus on the digital twin architecture based on an industrial Internet of Things (IoT) platform, and multi-source data/information fusion. Moreover, the insights of the interactions among multiple digital twins will be derived with the digital twin computing methodology through multi-agent modelling and reinforcement learning.      The outcomes of this research will make the complete control of resources and awareness of the condition of each asset and its components possible. Thus, it will help the Canadian industry, especially the SME sector, improve operational availability, productivity and machine uptime. In addition, the proposed research will offer a unique multidisciplinary training opportunity for HQP. The HQP will gain in-depth knowledge and experience of more than one discipline and address real-life challenges without regard to disciplinary boundaries.
工业系统的预测性维护(PdM)是一种使用监控工具和预测分析来确定在役设备的状况并估计何时应执行维护的策略。它可以优化资源使用并减少计划外维护,从而提高企业的生产力,减少故障,降低维护成本。然而,PdM系统开发面临的挑战是处理来自不同来源的异构数据,将解决方案外推到具有多个组件的复杂系统,以及缺乏系统的设计方法。数字孪生是一种虚拟表示,作为工业系统中物理对象或过程的实时数字对应物。数字双胞胎的诊断和预后能力使其成为预测性维护的完美配对。虚拟世界和物理世界的这种配对允许分析数据和监控系统,以便在问题发生之前阻止它们,防止停机,开发新的机会,甚至通过使用模拟来规划未来。尽管数字孪生最近受到了很多研究关注,但通用系统模型尚未完全建立并被广泛接受。此外,大多数数字双胞胎应用程序都专注于单个双胞胎。将多个数字孪生体集成以反映复杂的行业系统的研究尚未在文献中报道。了解各个组件及其之间的相互作用对于复杂系统的预测性维护至关重要。该研究计划旨在推进工业系统预测性维护的数字孪生技术,涵盖资产或流程的整个生命周期,并为互联产品和服务奠定基础。长期目标是实现数字孪生生态系统的可扩展性与新的数字孪生计算范式。在短期内,我们将为工业预测性维护开发这样一个数字孪生生态系统。我们的研究将首先关注基于工业物联网(IoT)平台的数字孪生架构,以及多源数据/信息融合。此外,将使用数字孪生计算方法,通过多智能体建模和强化学习,得出多个数字孪生之间交互的见解。 这项研究的成果将使资源的完全控制和了解每项资产及其组成部分的状况成为可能。因此,它将帮助加拿大工业,特别是中小企业部门,提高业务可用性,生产力和机器寿命。此外,拟议中的研究将提供一个独特的多学科培训的机会HQP。HQP将获得多个学科的深入知识和经验,并在不考虑学科界限的情况下解决现实生活中的挑战。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Liu, Zheng其他文献

Classification of defects with ensemble methods in the automated visual inspection of sewer pipes
下水道管道自动目视检测中的集成方法缺陷分类
  • DOI:
    10.1007/s10044-013-0355-5
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wu, Wei;Liu, Zheng;He, Yan
  • 通讯作者:
    He, Yan
IFN-α Confers Resistance of Systemic Lupus Erythematosus Nephritis to Therapy in NZB/W F1 Mice
  • DOI:
    10.4049/jimmunol.1004142
  • 发表时间:
    2011-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Liu, Zheng;Bethunaickan, Ramalingam;Davidson, Anne
  • 通讯作者:
    Davidson, Anne
Finite element modeling of acoustic wave propagation and energy deposition in bone during extracorporeal shock wave treatment
体外冲击波治疗过程中声波传播和骨内能量沉积的有限元建模
  • DOI:
    10.1063/1.4812232
  • 发表时间:
    2013-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Wang, Xiaofeng;Matula, Thomas J.;Ma, Yong;Liu, Zheng;Tu, Juan;Guo, Xiasheng;Zhang, Dong
  • 通讯作者:
    Zhang, Dong
Cardiotoxicity of current antipsychotics: Newer antipsychotics or adjunct therapy?
  • DOI:
    10.5498/wjp.v12.i8.1108
  • 发表时间:
    2022-08-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Liu, Zheng;Zhang, Mo-Lin;Tang, Xin-Ru;Li, Xiao-Qing;Wang, Jing;Li, Li-Liang
  • 通讯作者:
    Li, Li-Liang
Sarcopenic obesity and therapeutic outcomes in gastrointestinal surgical oncology: A meta-analysis.
  • DOI:
    10.3389/fnut.2022.921817
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wang, Peiyu;Wang, Shaodong;Ma, Yi;Li, Haoran;Liu, Zheng;Lin, Guihu;Li, Xiao;Yang, Fan;Qiu, Mantang
  • 通讯作者:
    Qiu, Mantang

Liu, Zheng的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Liu, Zheng', 18)}}的其他基金

Optimizing mill performance through machine learning empowered sensing data analytics
通过机器学习赋能传感数据分析来优化工厂性能
  • 批准号:
    566919-2021
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Towards proactive maintenance of buried infrastructure with cloud-based sensing and predictive analytics
通过基于云的传感和预测分析来主动维护埋地基础设施
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04408
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Embedded AI for Continuous Health Monitoring Patch
用于持续健康监测补丁的嵌入式人工智能
  • 批准号:
    571106-2021
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Multi-Modal Imaging System for Real-Time Liquid Leak Detection
用于实时液体泄漏检测的多模态成像系统
  • 批准号:
    543694-2019
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Empowering the pipedriver technology for water pipeline inspection through multi-sensor data analytics
通过多传感器数据分析,为水管检查提供管道驱动技术
  • 批准号:
    523761-2018
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Multi-Modal Imaging System for Real-Time Liquid Leak Detection
用于实时液体泄漏检测的多模态成像系统
  • 批准号:
    543694-2019
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Towards proactive maintenance of buried infrastructure with cloud-based sensing and predictive analytics
通过基于云的传感和预测分析来主动维护埋地基础设施
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04408
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Empowering the pipedriver technology for water pipeline inspection through multi-sensor data analytics
通过多传感器数据分析,为水管检查提供管道驱动技术
  • 批准号:
    523761-2018
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Multi-Modal Imaging System for Real-Time Liquid Leak Detection
用于实时液体泄漏检测的多模态成像系统
  • 批准号:
    543694-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Towards proactive maintenance of buried infrastructure with cloud-based sensing and predictive analytics
通过基于云的传感和预测分析来主动维护埋地基础设施
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04408
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

密排六方结构材料孪晶对(twin pairs)现象微观机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
密排六方结构材料孪晶对(twin pairs)现象机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于Digital Twin的数控机床智能运行维护方法研究
  • 批准号:
    51875323
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
安氏II类1分类伴下颌后缩生长发育期患者Twin Block矫治后上气道反应的流体动力学仿真模拟
  • 批准号:
    81571010
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
几种新物理模型中的黑格斯粒子唯象研究
  • 批准号:
    11105116
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Twin支持向量机的拓广及其应用
  • 批准号:
    11161045
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
鲁棒人脸特征提取方法研究
  • 批准号:
    60972163
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Reproducibility in simulation-based prediction of natural knee mechanics
基于模拟的自然膝关节力学预测的可重复性
  • 批准号:
    10655984
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
Digital Twin Neighborhoods for Research on Place-Based Health Inequalities in Mid-Life
用于研究中年地区健康不平等的数字孪生社区
  • 批准号:
    10583781
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
Virtual Patient Cohorts to Illuminate Immunologic Drivers of Influenza Severity
虚拟患者队列阐明流感严重程度的免疫驱动因素
  • 批准号:
    10628017
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
Digital twin computing for enhancing resilience of disaster medical system
数字孪生计算增强灾难医疗系统的复原力
  • 批准号:
    21H05001
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
16/21 ABCD-USA CONSORTIUM: RESEARCH PROJECT SITE AT UNIVERSITY OF ROCHESTER
16/21 ABCD-美国联盟:罗彻斯特大学研究项目现场
  • 批准号:
    10378116
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
20/21 ABCD-USA CONSORTIUM: RESEARCH PROJECT SITE AT VCU
20/21 ABCD-美国联盟:弗吉尼亚联邦大学研究项目现场
  • 批准号:
    10594478
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
15/21 ABCD-USA Consortium: Research Project Site at LIBR
15/21 ABCD-美国联盟:LIBR 研究项目现场
  • 批准号:
    9980594
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
19/21 ABCD-USA CONSORTIUM: RESEARCH PROJECT SITE AT UVM
19/21 ABCD-美国联盟:UVM 研究项目现场
  • 批准号:
    9982479
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
A Pilot Trial of Gamification for Enhancing a Smoking Cessation App.
用于增强戒烟应用程序的游戏化试点。
  • 批准号:
    9893737
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
14/21 ABCD-USA Consortium: Research Project Site at CU Boulder
14/21 ABCD-美国联盟:科罗拉多大学博尔德分校研究项目现场
  • 批准号:
    10376202
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了