将人工智能应用于预测性维护

Adapter l'intelligence artificielle à la maintenance prédictive

CEA-Leti Original
摘要
CEA-Leti研究员Guillaume Prevost在IEEE预测与健康管理国际会议上凭借知识引导的符号回归方法获最佳论文奖,该方法用于滚动轴承退化分析。该多学科团队同时致力于开发融入物理知识的AI数字孪生,应用于机械结构(如膝关节假体)的健康状态估计与损伤预测。这些技术融合提升了预测性维护的故障检测精度与可靠性。

在工业领域,增强型人工智能工具正被广泛应用并获得认可。在近期于西雅图举行的国际预测与健康管理会议(PHM)上,CEA-Leti 信号处理与人工智能博士生 Guillaume Prevost 凭借论文《Knowledge-Informed Symbolic Regression for New Features Discovery for Degradation Analysis of Rolling Bearings》斩获最佳论文奖。该研究聚焦基于知识引导的符号回归,用于滚动轴承退化分析的特征发现,体现了物理建模与数据驱动的深度结合。

CEA-Leti 的预测性维护项目依靠多学科团队协作:Youssof 提供物理建模专长,Guillaume 负责信号与数据处理。团队成员、博士生 Leila Merzak 介绍,当前核心用例之一是开发数字孪生,用于机械结构损伤预测与健康状态评估,例如她在博士课题中研究的膝关节假体。多物理场建模研究工程师 Célestin Ott 指出,将数字孪生与基于物理的人工智能融合,可实现更精准、更有针对性的预测性维护,显著提升缺陷检测可靠性与退化预测能力。

团队在严谨研究之余也保持幽默互动。一次,Guillaume 为实验室订购了一台铣床,用于开展旋转机械刀具健康状态监测的实验研究,利用超声传感器提前感知退化,以完善预测性维护方案——这一插曲正体现了团队在建设性交流中的活跃氛围。

Summary
CEA-Leti doctoral student Guillaume Prevost won the best paper award at the International Conference on Prognostics and Health Management for a symbolic regression technique that discovers new degradation features in rolling bearings. The institute’s multidisciplinary team, including Leila Merzak and Célestin Ott, integrates digital twins with physics-based AI to advance predictive maintenance for mechanical structures, such as knee prostheses and rotating machinery. This approach enables more accurate fault detection and degradation forecasting, enhancing industrial and medical equipment reliability.

At the International Conference on Prognostics and Health Management in Seattle, Guillaume Prevost—a CEA-Leti doctoral researcher in signal processing and AI—won the Best Paper award for his work on knowledge-informed symbolic regression to discover degradation features in rolling bearings. The achievement highlights the institute’s multidisciplinary approach to predictive maintenance, which pairs physical modeling expertise (from colleague Youssof) with signal and data processing.

Team member Leila Merzak, a PhD student in modeling and signal processing, noted that a key use case is developing digital twins to predict damage and assess structural health, including her own research on knee prostheses. According to Célestin Ott, a multiphysics modeling research engineer at CEA-Leti, combining physics-based AI with digital twins yields more precise, targeted predictive maintenance, enhancing both fault detection and degradation forecasting.

Amid these “very constructive and exciting exchanges,” as Ott described them, the team also found room for humor—sparked when Guillaume Prevost ordered a milling machine for the lab. The equipment supports experimental studies on tool health monitoring in rotating machines, using ultrasonic sensors to anticipate wear and enable proactive maintenance.

Résumé
Le doctorant Guillaume Prevost du CEA-Leti a remporté le prix du meilleur papier à l’ICPHM de Seattle pour une méthode de régression symbolique qui améliore la découverte de caractéristiques de dégradation des roulements. L’équipe, incluant Leila Merzak et Célestin Ott, développe des jumeaux numériques intégrant modélisation physique et IA, pour une maintenance prédictive plus précise appliquée aux machines tournantes et aux prothèses de genou.

Actualité|Nouvelles technologies

Il n'est pas surprenant que ces outils améliorés soient intégrés dans de multiples secteurs industriels et soient par ailleurs reconnus.

En effet, lors de l“International Conference on Prognostics and Health Management"àSeattle, Guillaume Prevost, doctorant en traitement du signal et en IA, a présenté un article intituléKnowledge-Informed Symbolic Regression for New Features Discovery for Degradation Analysis of Rolling Bearings." Il a remporté le prix du meilleur papier.

Comme la plupart des projets du CEA-Leti, la maintenance prédictive implique des équipes multidisciplinaires, par exemple l'expertise en modélisation physique apportée par Youssof et le traitement des signaux et des données par Guillaume.

Leila Merzak, membre de l'équipe et doctorante en modélisation et traitement du signal, explique que l'un des cas d'utilisation actuels de l'équipe est axé sur le développement de jumeaux numériques pour la prédiction des dommages et l'estimation de l'état de santé des structures mécaniques. Par exemple, dans le cadre de ses recherches doctorales, sur les prothèses de genou.

Célestin Ott, ingénieur rechercheur en modélisation multiphysique au CEA-Leti, explique que l'intégration de jumeaux numériques à une intelligence artificielle basée sur la physique permet une maintenance prédictive plus précise et plus ciblée, en améliorant la fiabilité de la détection des défauts et la prévision de la dégradation.

Comme toutes les équipes de recherche bien rodées, les membres savent saisir l'occasion de partager un moment d'humour tout en menant des « échanges très constructifs et passionnants », comme les décrit Célestin.

C'est ce qui s'est passé lorsque Guillaume a commandé une fraiseuse pour le laboratoire afin de mener des études expérimentales sur la surveillance de l'état de santé (SoH) des outils dans les machines tournantes, en utilisant des capteurs à ultrasons pour anticiper la dégradation à des fins de maintenance prédictive.

AI Insight
核心观点

CEA-Leti 团队提出融合物理知识的信息驱动符号回归方法,用于滚动轴承退化分析,提升预测性维护的故障检测与寿命预估精度,该成果获国际会议最佳论文奖。

主要相关方
  • CEA-Leti:法国原子能与替代能源委员会下属微电子与信息技术研究机构,专注预测性维护的跨学科研发,位于格勒诺布尔。
行业影响
  • 计算/人工智能:高 — 基于物理的 AI 和符号回归直接提升模型可解释性与泛化能力,对工业 AI 范式有示范意义。
  • 汽车:中 — 滚动轴承和旋转机械的状态监测可迁移至传动系统,但文中未直接提及汽车用例。
  • 终端/消费电子:低 — 超声传感器采集与健康状态推断可推及设备退化监测,但当前研究偏重工业结构件。
跟踪

强烈跟踪 — 该团队将数字孪生与面向物理的 AI 融合,正处于从实验室原型向多场景验证推进的阶段,技术成熟度上升快且获奖体现学术认可。

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2026-05-05 13:34
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