Interdyscyplinarny projekt, którym kieruje dr hab. inż. Agnieszka Wyłomańska, prof. uczelni z Wydziału Matematyki, znalazł się w gronie trzech wniosków wybranych do finansowania w kolejnym rozdaniu konkursu Weave-UNISONO. Narodowe Centrum Nauki przyznało naszej badaczce 1,3 mln zł na rozwijanie zaawansowanych technik przetwarzania sygnałów dla modeli cyklostacjonarnych. 

Projekt „Zaawansowane techniki przetwarzania sygnałów dla modeli cyklostacjonarnych w obecności szumów gaussowskich i niegaussowskich - wykrywanie źródeł cyklicznych, estymacja, optymalizacja algorytmów i walidacja w kontekście identyfikacji uszkodzeń” łączy kompetencje matematyków, ekspertów z zakresu monitorowania stanu i wykrywania uszkodzeń w sektorze górnictwa i energetyki oraz partnerów z Belgii, tworząc kompleksowe podejście do analizy danych, które może zrewolucjonizować diagnostykę techniczną maszyn.

Prof. Agnieszka Wyłomańska będzie prowadziła badania wraz z zespołem prof. Radosława Zimroza z Wydziału Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii oraz prof. Konstantinosa Grylliasa z KU Leuven.

Wyniki konkursu Weave-UNISONO są ogłaszane w trybie ciągłym. Jego powstanie to efekt wielostronnej współpracy między instytucjami finansującymi badania naukowe, skupionymi w stowarzyszeniu Science Europe. Konkurs został ogłoszony w celu uproszczenia procedur składania i selekcji projektów badawczych we wszystkich dyscyplinach nauki, angażujących badaczy z dwóch lub trzech krajów europejskich.

W tym rozdaniu wnioski były oceniane pod kątem współpracy z jednostkami naukowymi z Belgii – Flandrii. Do finansowania zakwalifikowano zaledwie trzy projekty z całej Polski, w tym jeden z Politechniki Wrocławskiej.

Matematyczny rytm otaczającego nas świata

Współczesna nauka pozwala na rejestrację danych opisujących procesy o charakterze cyklicznym, takie jak ruch fal morskich, oddech czy bicie ludzkiego serca. Zjawiska te, zapisane w postaci sygnałów, najlepiej opisują modele matematyczne zwane cyklostacjonarnymi. Choć badania nad nimi trwają od lat, wciąż wyzwaniem pozostaje analiza sygnałów obarczonych zakłóceniami o charakterze impulsowym (niegaussowskim).

– Chcemy usystematyzować naszą wiedzę o źródłach procesów cyklostacjonarnych oraz zaproponować nowe modele fizyczne i matematyczne – wyjaśnia prof. Agnieszka Wyłomańska z W13. –  W naszym interdyscyplinarnym zespole opracujemy nowoczesne algorytmy, które pozwolą na wstępne przetwarzanie danych, ich dekompozycję oraz klasyfikację fragmentów sygnału.

Naukowcy z Polski i Belgii wykorzystają w tym celu m.in. odporne miary zależności oraz innowacyjne reprezentacje sygnałów w postaci reprezentacji (map) dwu-częstotliwościowych.

– Opracowane algorytmy, choć walidowane na danych z maszyn stosowanych w sektorze surowców i energii, będą miały charakter uniwersalny – mówi prof. Radosław Zimroz z Wydziału Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, który będzie brał udział w projekcie. – Rosnące wymagania dotyczące niezawodności systemów sprawiają, że precyzyjna diagnostyka maszyn wirnikowych staje się kluczowa.

Badania skupią się na wykrywaniu uszkodzeń lokalnych w łożyskach tocznych i przekładniach zębatych za pomocą sygnałów drganiowych. Dzięki nowym metodom możliwe będzie oddzielenie ­­­informacji diagnostycznych od zakłóceń, co znacząco poprawi skuteczność wykrywania uszkodzeń. Nowe rozwiązania zostaną zweryfikowane nie tylko w laboratoriach, ale również w wymagających warunkach przemysłowych.

– Wyobraźmy sobie, że próbujemy usłyszeć tykanie zegarka w samym środku głośnego remontu – opracowywane przez nas metody są jak inteligentne słuchawki, które potrafią wyciszyć hałas młota pneumatycznego, by precyzyjnie wyłapać miarowy rytm mechanizmu, ostrzegając nas, gdy tylko zacznie on pracować w sposób nieprawidłowy– podsumowuje prof. Agnieszka Wyłomańska.