Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/142897
Author(s): Lucas José Souza da Rocha
Title: O Conceito de Digital Twin como Ferramenta de Apoio à Operação de Veículos Ferroviários
Issue Date: 2022-07-19
Abstract: Rail services are emerging as a major sustainable transportation option, especially in metropolitan areas. However, these services are significantly dependent on high investments and complex logistics, which creates the need to identify opportunities to minimize the waste of resources so that these services remain affordable and competitive. The digital twin, one of the core concepts of the Industry 4.0 paradigm, enables detailed, real-time monitoring of the state of a piece of equipment during its operation. Because of this, the digital twin represents an important support in ensuring sound decision making. Taking this into consideration, this work - developed within the scope of the Ferrovia 4.0 research project and co-funded by COMPETE 2020, Portugal 2020, Lisboa 2020, and the European Union's European Structural and Investment Funds - seeks to explore the potential of the digital twin concept in monitoring the condition of railway vehicle components. First, an investigation was conducted about the applications and studies of the digital twin concept carried out in recent years. Next, a digital twin prototype of a generic train model was developed. This prototype is composed of a relational database for storing the data about the conditions of the different components of the vehicle, a web server for connecting to the database, and a mobile application that works as a dashboard of the digital twin. With the developed prototype, it was possible to glimpse how the digital twin concept provides a deeper knowledge of the working conditions of the components of a train. Besides, the prototype also enables preventive maintenance through the analysis of the historical evolution of the data collected from these components. The results of this study also allow the identification of possible improvements and research opportunities for future work.
Description: Os serviços ferroviários vêm despontando como uma das principais opções de transporte sustentável, em especial nas áreas metropolitanas. Contudo, estes serviços são significativamente dependentes de altos investimentos e de uma logística complexa, o que cria a necessidade de identificação de oportunidades de minimização do desperdício de recursos para que estes serviços mantenham-se acessíveis e competitivos. O digital twin, um dos conceitos centrais do paradigma da Indústria 4.0, possibilita a monitoração detalhada e em tempo real do estado de um equipamento durante o seu funcionamento. Por conta disto, o digital twin representa um importante apoio na garantia de uma tomada de decisão sólida. Levando isto em consideração, este trabalho - desenvolvido no âmbito do projeto de investigação Ferrovia 4.0 e cofinanciado pelo COMPETE 2020, Portugal 2020, Lisboa 2020 e pelos Fundos Europeus Estruturais e de Investimento da União Europeia - busca explorar o potencial do conceito de digital twin na monitoração das condições de componentes de veículos ferroviários. Primeiramente, fez-se uma investigação acerca das aplicações e estudos do conceito de digital twin realizados nos anos recentes. Em seguida, foi desenvolvido um protótipo de digital twin de um modelo de comboio genérico. Este protótipo é composto por uma base de dados relacional para o armazenamento dos dados relacionados às condições das diferentes componentes do veículo, um servidor web para conexão à base de dados, e uma aplicação móvel que funciona como uma dashboard do digital twin. Com o protótipo desenvolvido, foi possível vislumbrar como o conceito de digital twin proporciona um conhecimento mais aprofundado das condições de funcionamento de componentes de um veículo ferroviário, além de viabilizar a manutenção preventiva através da análise da evolução histórica dos dados coletados destas componentes. Os resultados deste estudo permitem também identificar possíveis aprimoramentos e oportunidades de investigação para trabalhos futuros.
Subject: Outras ciências da engenharia e tecnologias
Other engineering and technologies
Scientific areas: Ciências da engenharia e tecnologias::Outras ciências da engenharia e tecnologias
Engineering and technology::Other engineering and technologies
DOI: 10.34626/06h9-bx53
TID identifier: 203169255
URI: https://hdl.handle.net/10216/142897
Document Type: Dissertação
Rights: openAccess
Appears in Collections:FEUP - Dissertação

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