Ψηφιακό Δίδυμο Αυτοκινήτου

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη και αξιολόγηση ενός Ψηφιακού Διδύμου (Digital Twin) για τον κινητήρα ενός οχήματος τύπου SUBARU Forester XT (2005). Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη των δυνατοτήτων που προσφέρει η τεχνολογία των ψηφιακών διδύμων στην παρακολούθηση, πρόβλεψη και βελτιστοποίηση της απόδοσης ενός συστήματος εσωτερικής καύσης, καθώς και στην υποστήριξη της διαδικασίας συντήρησης. Στο πρώτο μέρος παρουσιάζεται το θεωρητικό πλαίσιο της έννοιας των Ψηφιακών Διδύμων, οι κατηγορίες και τα επίπεδα ωριμότητας τους, καθώς και οι εφαρμογές τους στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη διάκριση μεταξύ προσομοίωσης και DT, καθώς και στις τεχνολογικές προεκτάσεις που ενσωματώνουν τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση. Στη συνέχεια παρουσιάζεται το πειραματικό μέρος της εργασίας το οποίο περιλαμβάνει τη συλλογή δεδομένων μέσω του διαγνωστικού συστήματος OBD-II, αξιοποιώντας τον εξοπλισμό Subaru Select Monitor 4 (SSM4) και καταγράφοντας 57 λεπτά μεικτής οδήγησης. Ακολούθως παρουσιάζονται τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από περισσότερους από 70 αισθητήρες και αναλύθηκαν με τη χρήση του λογισμικού ORANGE και του αλγορίθμου DBSCAN, με στόχο την ανίχνευση προτύπων, συσχετίσεων και αποκλίσεων στη λειτουργία του κινητήρα. Τέλος, τα αποτελέσματα καταδεικνύουν τη δυνατότητα ενσωμάτωσης των DT ως εργαλείο προγνωστικής συντήρησης και βελτιστοποίησης της παραγωγής. Η εργασία τεκμηριώνει τη συνάφεια της τεχνολογίας αυτής με τις σύγχρονες απαιτήσεις της «έξυπνης» αυτοκίνησης και συνεισφέρει στην περαιτέρω κατανόηση των τεχνικών, λειτουργικών και μεθοδολογικών παραμέτρων ανάπτυξης ενός DT στην πράξη.