Il progetto

Descrizione

Il progetto mira a creare un laboratorio fisico e virtuale per il monitoraggio e la diagnosi di velivoli leggeri. Misure eterogenee sono elaborate tramite tecniche di Data Fusion e integrate con simulazioni di un Digital Twin. Algoritmi di classificazione dati forniscono indicatori dello stato di salute del velivolo per individuare tempestivamente eventuali guasti. Il caso di studio è un elicottero ultraleggero, del quale viene realizzato un banco prova semplificato per validare la procedura.

Gli obiettivi

  • Selezionare i sensori adatti per tipologia di componente monitorato
  • Costruire algoritmi di Data Fusion che integrino segnali eterogenei velivoli
  • Sviluppare tecniche di Machine Learning per il monitoraggio, diagnosi e prognosi velivoli integrando tecniche di Data Fusion
  • Sviluppare il Digital Twin del velivolo che integri un modello agli elementi finiti, un modello a parametri concentrati del sistema di trasmissione e un modello di controllo del moto in diverse condizioni di volo

Piano delle attività

Il progetto si articola in diverse fasi:
Scelta e installazione della sensoristica aggiuntiva: analisi del sistema per identificare i sensori da integrare a quelli già on-board per acquisire tutti i dati necessari al monitoraggio esaustivo del velivolo.

Integrazione dei dati sperimentali tramite tecniche di Data Fusion: i segnali monitorati sono eterogenei, poiché acquisiti tramite sensori di diversa natura, e devono pertanto essere elaborati per ottenere un dataset omogeneo sul quale applicare efficacemente gli algoritmi di classificazione.

Sviluppo delle tecniche di Machine Learning: definizione di algoritmi di classificazione e di indicatori ad-hoc in grado di monitorare e diagnosticare lo stato di salute del velivolo, basandosi su feature rappresentative.

Creazione del Digital Twin del velivolo: modelli matematici avanzati, utilizzati per simulare il velivolo in diversi domini, vengono integrati per creare un Digital Twin del velivolo. Questo consentirà di eseguire simulazioni real-time per diagnosticare e prognosticare problemi strutturali, simulare danneggiamenti e ottimizzare il design.

Allestimento del banco prova: l'efficacia e l’affidabilità delle tecniche e dei sistemi sviluppati sono validate tramite test effettuati su un banco prova appositamente realizzato come mockup semplificato dell’elicottero eletto a caso di studio.

Risultati del progetto

  • Sensorizzazione del velivolo
  • Sviluppo algoritmi di Machine Learning per monitoraggio e diagnosi basati su feature costruite tramite Data Fusion
  • Sviluppo Digital Twin del velivolo
  • Realizzazione banco prova prototipale e Digital Twin validato del banco prova
  • Creazione dataset simulato di segnali in presenza di componenti danneggiati
  • Sviluppo sistema di diagnosi e prognosi real-time basato su Digital Twin
  • Applicazione metodologia progettuale per l’ottimizzazione del design velivolo ai fini dell’alleggerimento e riduzione consumi