Gas turbine engines are complex machines that typically generate a vast amount of data, and require careful monitoring to allow for cost-effective preventative maintenance. In aerospace applications, returning all measured data to ground is prohibitively expensive, often causing useful, high value, data to be discarded. The ability to detect, prioritise, and return useful data in real-time is therefore vital. This paper proposes that system output measurements, described by a convolutional neural network model of normality, are prioritised in real-time for the attention of preventative maintenance decision makers. Due to the complexity of gas turbine engine time-varying behaviours, deriving accurate physical models is difficult, and often leads to models with low prediction accuracy and incompatibility with real-time execution. Data-driven modelling is a desirable alternative producing high accuracy, asset specific models without the need for derivation from first principles. We present a data-driven system for online detection and prioritisation of anomalous data. Biased data assessment deriving from novel operating conditions is avoided by uncertainty management integrated into the deep neural predictive model. Testing is performed on real and synthetic data, showing sensitivity to both real and synthetic faults. The system is capable of running in real-time on low-power embedded hardware and is currently in deployment on the Rolls-Royce Pearl 15 engine flight trials.


翻译:燃气涡轮机是复杂的机器,通常产生大量数据,需要仔细监测,以便进行成本效益高的预防性维护。在航空航天应用中,将所有测量的数据送回地面的费用极其昂贵,往往造成有用和高价值的数据被丢弃。因此,实时检测、优先排序和归还有用数据的能力至关重要。本文建议,系统输出量测量由正常状态的神经神经网络模型描述,是实时优先供预防性维护决策者注意的。由于气体涡轮机引擎变换时间行为的复杂性,得出准确的物理模型是困难的,往往导致产生预测准确性低和与实时执行不兼容的模型。数据驱动模型是一种可取的替代方法,产生高度准确性、特定资产模型,而不需要从最初的原则中推导出。我们提出了一个数据驱动系统,用于在线检测和对异常状态数据进行优先排序。从新的操作条件中得出的双向数据评估,通过纳入深层神经预测模型的不确定性管理而避免。测试了真实和合成数据,显示对实际和合成机载机载力的敏感度,目前能够对实际和合成机载机载机载力进行试。

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