Research software · Intelligent monitoring · PHMLogiciel de recherche · Surveillance intelligente · PHM

PHM-D3DATA · DIAGNOSIS · PROGNOSIS · DECISION

An experimental software environment that connects heterogeneous operational data, reproducible validation, trustworthy diagnosis, explainable prognostic fusion and justified maintenance decisions. Un environnement logiciel expérimental qui relie données opérationnelles hétérogènes, validation reproductible, diagnostic fiable, fusion pronostique explicable et décisions de maintenance justifiées.

PHM-D3 in 1 min 49PHM-D3 en 1 min 49

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01 · Scientific vision01 · Vision scientifique
Integrated PHM workflow: data, diagnosis, prognosis and decisionWorkflow PHM intégré : données, diagnostic, pronostic et décision

A clear path connects operational data to a justified maintenance decision.Un parcours lisible relie les données opérationnelles à une décision de maintenance justifiée.

01UnderstandComprendreData and operating contextDonnées et contexte d’usage
02Learn & validateApprendre & validerModels, metrics and uncertaintyModèles, métriques et incertitude
03Fuse & predictFusionner & pronostiquerHealth trajectory and RULTrajectoire de santé et RUL
04DecideDéciderPriority and maintenance actionPriorité et action de maintenance
Operational dataDonnées opérationnelles

Operational data structure and contextStructure et contexte des données opérationnelles

Variables, time stamps, operating conditions and failure events remain visible before any transformation.Variables, horodatages, conditions de fonctionnement et événements de panne restent visibles avant toute transformation.

Multivariate time seriesSéries temporelles multivariéesFailure and maintenance historyHistorique des défauts et interventionsTraceable transformationsTransformations traçables
Example of the source data before preprocessing and modelling.Exemple des données sources avant prétraitement et modélisation.
02 · Methods & validation02 · Méthodes & validation
Comparative and reproducible learning workflowsWorkflows d’apprentissage comparatifs et reproductibles

Each module exposes its configuration, validation and evidence. Click a screen to inspect it.Chaque module expose sa configuration, sa validation et ses preuves. Cliquez sur une capture pour l’inspecter.

PreparationPréparation

Controlled preprocessingPrétraitement maîtrisé

KNN imputation, resampling, temporal windows and asset-aware splits remain traceable.Imputation KNN, rééchantillonnage, fenêtres temporelles et découpages par actif restent traçables.

Boosting+

Supervised learning & Boosting+Apprentissage supervisé & Boosting+

Classical ML and advanced boosting with feature selection, independent testing and class-sensitive evaluation.ML classique et boosting avancé avec sélection de variables, test indépendant et évaluation sensible aux classes.

Semi-supervisedSemi-supervisé

Learn from scarce labelsApprendre avec peu de labels

Confidence-filtered pseudo-labels are assessed through performance, calibration and local uncertainty.Les pseudo-labels filtrés par confiance sont évalués par la performance, la calibration et l’incertitude locale.

Unsupervised & ensembleNon supervisé & ensemble

Detect deviations and consolidate evidenceDétecter les écarts et consolider les preuves

Healthy-reference models, anomaly evidence and stacking support robust downstream diagnosis.Modèles de référence sains, preuves d’anomalie et stacking renforcent le diagnostic en aval.

Research contributionContribution scientifique

Boosting+

AdaBoost+ and GradientBoost+ address rare or imbalanced faults, heterogeneous local uncertainty and noisy measurements. Standard baselines are evaluated under the same conditions.AdaBoost+ et GradientBoost+ traitent les défauts rares ou déséquilibrés, l’incertitude locale hétérogène et les mesures bruitées. Les méthodes standards sont évaluées dans les mêmes conditions.

AdaBoost+Local uncertainty and targeted reinforcementIncertitude locale et renforcement ciblé GradientBoost+Robust learning under local perturbationsApprentissage robuste aux perturbations locales
The scientific challenges and the two implemented Boosting+ variants.Les verrous scientifiques et les deux variantes Boosting+ implémentées.
Select GradientBoost+ and compare it with its standard baseline.Sélection de GradientBoost+ et comparaison avec sa référence standard.
Control uncertainty sensitivity and launch a reproducible experiment.Réglage de la sensibilité à l’incertitude et lancement d’une expérience reproductible.
Automated pipelinePipeline automatisée

Automated supervised learning pipelinePipeline automatisée d’apprentissage supervisé

Visualisation, modification, feature selection, PCA, training, testing and evaluation are linked in a single traceable workflow.Visualisation, modification, sélection de variables, ACP, apprentissage, test et évaluation sont reliés dans un seul workflow traçable.

References · Automated pipelineRéférences · Pipeline automatisée Bassel Chokr et al. “Feature extraction-reduction and machine learning for fault diagnosis in PV panels”, Solar Energy, vol. 262, article 111918, 2023. Bassel Chokr, “Data-Driven Fault Detection and Diagnosis in Renewable Energy Systems: Supervised and Unsupervised Learning Approaches”, PhD thesis, University of Angers, 2026.Bassel Chokr, « Data-Driven Fault Detection and Diagnosis in Renewable Energy Systems: Supervised and Unsupervised Learning Approaches », thèse de doctorat, Université d’Angers, 2026. Supervision team: Nizar Chatti, Abdérafi Charki and Thierry Lemenand.Équipe d’encadrement : Nizar Chatti, Abdérafi Charki et Thierry Lemenand.
The complete supervised workflow remains visible, configurable and auditable.Le workflow supervisé complet reste visible, paramétrable et auditable.
03 · Validation & uncertainty03 · Validation & incertitude
Validation under class imbalance and local uncertaintyValidation sous déséquilibre de classes et incertitude locale

PHM-D3 evaluates predictive performance, probability quality and difficult cases in the same report.PHM-D3 évalue dans un même rapport la performance prédictive, la qualité probabiliste et les cas difficiles.

Evidence reportRapport de preuve

Joint assessment of performance and uncertaintyÉvaluation conjointe de la performance et de l’incertitude

The report combines class-balanced metrics, calibration and local uncertainty, then identifies samples that require expert review.Le rapport combine métriques équilibrées par classe, calibration et incertitude locale, puis identifie les échantillons nécessitant une expertise.

Grouped validation by assetValidation groupée par actifCalibrated probabilitiesProbabilités calibréesUncertain cases made visibleCas incertains rendus visibles
Click to inspect the complete evidence report.Cliquez pour examiner le rapport de preuve complet.
04 · Explainable prognostic fusion04 · Fusion pronostique explicable
Decision fusion and remaining useful life estimationFusion de décisions et estimation de la durée de vie résiduelle

The Fusion Lab combines complementary models, preserves temporal coherence and produces an auditable RUL.Le laboratoire de fusion combine des modèles complémentaires, préserve la cohérence temporelle et produit un RUL auditable.

01Individual modelsModèles individuels

Random Forest and Gradient Boosting estimate ordered health states.Random Forest et Gradient Boosting estiment les états de santé ordonnés.

02Expertise by stateExpertise par état

Validation learns where each model is most reliable.La validation apprend où chaque modèle est le plus fiable.

03Explainable fusionFusion explicable

Probabilistic evidence is combined and temporal jumps are filtered.Les preuves probabilistes sont combinées et les sauts temporels filtrés.

04RUL validationValidation du RUL

The fused trajectory is converted into remaining useful life with a visible error.La trajectoire fusionnée devient une durée de vie résiduelle avec une erreur visible.

Prognostic Fusion LabLaboratoire de fusion pronostique

Configurable prognostic fusion protocolProtocole configurable de fusion pronostique

Select the data, complementary methods, health states and temporal filter in one workspace.Sélectionnez les données, les méthodes complémentaires, les états de santé et le filtre temporel dans un même espace.

Reference · Decision fusionRéférence · Fusion de décisions Khaoula Tidriri “Decision fusion dedicated to the monitoring of complex systems”, PhD thesis, University of Angers, 2018, NNT 2018ANGE0014.« Fusion de décisions dédiée à la surveillance des systèmes complexes », thèse de doctorat, Université d’Angers, 2018, NNT : 2018ANGE0014. Supervision team: Nizar Chatti, Sylvain Verron and Téodor Tiplica.Équipe d’encadrement : Nizar Chatti, Sylvain Verron et Téodor Tiplica.
Configurable models, ordered health states, filtering and RUL validation.Modèles, états de santé ordonnés, filtrage et validation du RUL paramétrables.
Transparent comparisonComparaison transparente

Comparative evaluation of individual and fused modelsÉvaluation comparative des modèles individuels et fusionnés

Individual and fused confusion matrices, expertise weights and RUL error remain auditable side by side.Matrices de confusion individuelles et fusionnée, poids d’expertise et erreur de RUL restent auditables côte à côte.

Individual methods, fusion and RUL are evaluated in one view.Méthodes individuelles, fusion et RUL sont évalués dans une même vue.
05 · Operational demonstrators05 · Démonstrateurs opérationnels
Operational evaluation on photovoltaic and wind systemsÉvaluation opérationnelle sur systèmes photovoltaïques et éoliens

The demonstrators are not simple dashboards. They connect the methodological evidence to fleet monitoring, asset investigation, prognosis and an actionable maintenance plan.Les démonstrateurs ne sont pas de simples tableaux de bord. Ils relient les preuves méthodologiques au suivi de flotte, à l’analyse d’un actif, au pronostic et à un plan de maintenance actionnable.

Use case 01Cas d’usage 01

Photovoltaic systemsSystèmes photovoltaïques

From fleet health to prioritised maintenance actions.De l’état de santé de la flotte aux actions de maintenance priorisées.

  • Health, diagnosis and RULSanté, diagnostic et RUL
  • Risk-based prioritiesPriorités fondées sur le risque
  • Crew, parts and weather constraintsÉquipes, pièces et contraintes météo
Use case 02Cas d’usage 02

Wind farmParc éolien

From SCADA and failure logs to degradation analysis and prognosis.Des données SCADA et journaux de pannes à l’analyse de dégradation et au pronostic.

  • Fleet and asset monitoringSuivi de flotte et d’actifs
  • Health trajectory and RULTrajectoire de santé et RUL
  • Explainable maintenance decisionDécision de maintenance explicable
D3

Your industrial data can replace the demonstrator datasetsVos données industrielles peuvent remplacer les jeux de démonstration

Variables, events and operating rules are mapped while preserving validation, uncertainty and decision traceability.Variables, événements et règles d’exploitation sont mis en correspondance en préservant validation, incertitude et traçabilité de la décision.

06 · Implemented contributions06 · Contributions implémentées
A research platform designed for methodological transferUne plateforme de recherche conçue pour le transfert méthodologique

The essential scientific contributions are implemented in one experimental and operational environment.Les contributions scientifiques essentielles sont implémentées dans un même environnement expérimental et opérationnel.

01

Traceable evidence chainChaîne de preuve traçable

From raw signals to operator-facing maintenance decisions.Des signaux bruts aux décisions de maintenance destinées à l’opérateur.

02

Boosting+ & multi-paradigm learning

Classical ML, advanced boosting, semi-supervised, unsupervised and ensemble learning.ML classique, boosting avancé, semi-supervisé, non supervisé et apprentissage d’ensemble.

03

Reproducible validationValidation reproductible

Asset-aware folds, common metrics and exportable evidence reports.Plis tenant compte des actifs, métriques communes et rapports de preuve exportables.

04

Calibrated uncertaintyIncertitude calibrée

Calibration, local confidence and explicit identification of difficult cases.Calibration, confiance locale et identification explicite des cas difficiles.

05

Explainable fusion & RULFusion explicable & RUL

State-dependent expertise, temporal coherence and auditable prognosis.Expertise par état, cohérence temporelle et pronostic auditable.

06

Maintenance decision supportAide à la décision de maintenance

Priority, deadline, resources and operating constraints in one plan.Priorité, échéance, ressources et contraintes d’exploitation dans un même plan.

Demonstration · Data · Deployment · CollaborationDémonstration · Données · Déploiement · Collaboration

Discuss your PHM problem and your own dataÉchangeons sur votre problématique PHM et vos propres données

A discussion can focus on the demonstrator datasets, the validation protocol, a test on your data, deployment conditions or a scientific and industrial collaboration.L’échange peut porter sur les jeux de données des démonstrateurs, le protocole de validation, un test sur vos données, les conditions de déploiement ou une collaboration scientifique et industrielle.