Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/40087
Title: Diagnóstico de falhas em turbogerador de plataforma de produção de óleo e gás tipo FPSO
Other Titles: Fault diagnosis in oil and gas production platform turbogenerator type FPSO
???metadata.dc.creator???: CASTRO, Patrício Fernandes de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIRA, George Rossany Soares de.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: VILAR, Pablo Bezerra.
???metadata.dc.contributor.referee1???: COSTA, Edson Guedes da.
???metadata.dc.contributor.referee2???: DANTAS , Karcius Marcelus Colaço.
???metadata.dc.contributor.referee3???: CARVALHO, Fabrício Braga Soares de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: MANASSERO JUNIOR, Giovanni.
???metadata.dc.contributor.referee5???: PELLICCIONE, André da Silva.
Keywords: Modos e Efeitos de Falhas (FMECA);Análise de Criticidade;FPSO;Turbogerador;Diagnóstico de Falha;Sistema de Inferência Fuzzy;and Criticality Analysis (FMECA);Effect;Failure Mode;FPSO;Turbogenerator;Failure Diagnosis;Fuzzy Inference System
Issue Date: 14-Aug-2024
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: CASTRO, Patrício Fernandes de. Diagnóstico de falhas em turbogerador de plataforma de produção de óleo e gás tipo FPSO. 2024. 109 f. TESE (DOUTORADO em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil,2024.
???metadata.dc.description.resumo???: O presente trabalho propõe uma análise diagnóstica dos dados operacionais de um sistema de óleo lubrificante mineral de turbogeradores, utilizando um sistema de inferência fuzzy (SIF). O estudo utiliza dados operacionais reais coletados de sensores de monitoramento supervisório em quatro turbogeradores instalados em uma unidades flutuantes de produção, armazenamento e transferência de petróleo e gás (FPSO, do inglês: Floating Production Storage and Offloading), ao longo de um período operacional de três anos, resultando em um conjunto de dados composto por 40.456.663 padrões de entrada. Os modos de falha foram estabelecidos por meio do conhecimento especializado, utilizando a análise de criticidade, modos e efeitos de falhas (FMECA, do inglês: Failure Mode, Effect, and Criticality Analysis) como base. Inicialmente, as variáveis universo do modelo foram construídas utilizando a faixa de calibração dos sensores, e em seguida, funções de pertinência trapezoidais fuzzy foram formuladas com base nos limites operacionais de cada parâmetro medido. O modelo de diagnóstico de falhas é fundamentado em um sistema de inferência fuzzy que emprega regras predefinidas, provenientes do conhecimento especializado, que encapsula tipologias de falhas específicas do sistema de óleo lubrificante mineral dos turbogeradores, utilizando a FMECA como base para definição dos modos de falhas e partes afetadas desse sistema. O SIF empregado como ferramenta de inteligência artificial (IA) demonstra eficácia no diagnóstico de falhas, com uma avaliação geral do desempenho do sistema que produz resultados satisfatórios, apresentando uma taxa de verdadeiro positivo de 98,35% para a classificação de falhas, juntamente com uma taxa de 99,99% de verdadeiro negativo para a classificação da condição de operação normal do sistema. Esses resultados destacam a viabilidade do modelo SIF para o diagnóstico de falhas do sistema de óleo lubrificante mineral dos turbogeradores, mostrando assim seu potencial para a melhoria da confiabilidade operacional e a eficiência da manutenção desses equipamentos. O modelo pode automatizar o processo de registro de falhas, fornecendo informações sobre as ocorrências de falhas e contribuindo para o seu registro e diagnóstico.
Abstract: This work proposes a diagnostic analysis of the operational data of a turbogenerator mineral lubricating oil system, using a fuzzy inference system (FIS). The study uses real operational data collected from supervisory monitoring sensors in four turbogenerators installed in a Floating Production, Storage and Offloading Unit (FPSO) over a threeyear operational period, resulting in a dataset composed of 40,456,663 input patterns. The failure modes were established through expert knowledge, using the Failure Mode, Effect, and Criticality Analysis (FMECA) documentation as a basis. Initially, the universe variables of the model were constructed using the calibration range of the sensors, and then, fuzzy trapezoidal membership functions were formulated based on the operational limits of each measured parameter. The fault diagnosis model is based on a fuzzy inference system that employs predefined rules derived from expert knowledge, which encapsulates specific fault typologies of the mineral lubricating oil system of turbogenerators, using FMECA as a basis for defining the failure modes and affected parts of this system. The FIS employed as an Artificial Intelligence (AI) tool demonstrates effectiveness in fault diagnosis, with an overall assessment of the system performance that produces satisfactory results, presenting a true positive rate of 98.35% for fault classification, together with a true negative rate of 99.99% for the classification of the normal operating condition of the system. These results highlight the viability of the FIS model for fault diagnosis of the mineral lubricating oil system of turbogenerators, thus showing its potential to improve the operational reliability and maintenance efficiency of these equipments. The model can automate the fault recording process, providing information on fault occurrences and contributing to their recording and diagnosis.
Keywords: Modos e Efeitos de Falhas (FMECA)
Análise de Criticidade
FPSO
Turbogerador
Diagnóstico de Falha
Sistema de Inferência Fuzzy
and Criticality Analysis (FMECA)
Effect
Failure Mode
FPSO
Turbogenerator
Failure Diagnosis
Fuzzy Inference System
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/40087
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
PATRÍCIO FERNANDES DE CASTRO - TESE (PPGEE) 2024.pdf4.31 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.