Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 24/10/2025 17:00
Λήξη: 24/10/2025 18:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ
Ονοματεπώνυμο: Νικόλαος Σαραντινούδης
Αριθμός Μητρώου: 2021019044
Θέμα
Τίτλος στα Ελληνικά: Ανάπτυξη ενός πλαισίου εφαρμογής Ψηφιακών Διδύμων σε Ευφυή Αυτόνομα Οχήματα
Τίτλος στα Αγγλικά: Development of an Application Framework for Digital Twin-driven Intelligent Autonomous Vehicles
Εξεταστική Επιτροπή:
Επιβλέπων: Γεώργιος Αραμπατζής – Πολυτεχνείο Κρήτης, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης
Πρώτο Μέλος: Ελευθέριος Δοϊτσίδης – Πολυτεχνείο Κρήτης, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης
Δεύτερο Μέλος: Μιχαήλ Λαγουδάκης – Πολυτεχνείο Κρήτης, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ
Τρίτο Μέλος: Γρηγόριος Μέντζας – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ
Τέταρτο Μέλος: Νικόλαος Τσουρβελούδης – Πολυτεχνείο Κρήτης, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης
Πέμπτο Μέλος: Κίμων Βαλαβάνης – University of Denver, Ritchie School of Engineering and Computer Science
Έκτο Μέλος: Νικόλαος Βιτζηλαίος – University of South Carolina, Molinaroli College of Engineering and Computing
Περίληψη
Περίληψη Διατριβής στα Ελληνικά:
Η παρούσα διατριβή εξετάζει την ενσωμάτωση των ψηφιακών διδύμων στα αυτόνομα οχήματα, έναν αναδυόμενο αλλά αποσπασματικά διερευνημένο ερευνητικό τομέα. Τα ψηφιακά δίδυμα —εικονικά αντίγραφα φυσικών συστημάτων— αν και επιτρέπουν τον συγχρονισμό, την προσομοίωση και τη βελτιστοποίηση σε πραγματικό χρόνο μεταξύ άλλων, δεν διαθέτουν ένα τυποποιημένο πλαίσιο εφαρμογής στα αυτόνομα οχήματα.
Η διδακτορική έρευνα αναπτύσσεται σε τρεις φάσεις. Πρώτον, πραγματοποιείται εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση και βιβλιομετρική ανάλυση που χαρτογραφεί την έρευνα γύρω από τα ψηφιακά δίδυμα σε χερσαία, εναέρια, θαλάσσια και υποβρύχια οχήματα, αποκαλύπτοντας ταχεία ανάπτυξη αλλά και μεθοδολογική ασυνέπεια. Δεύτερον, αναπτύσσεται και προτείνεται ένα εννοιολογικό πλαίσιο, δομημένο σε τέσσερις πυλώνες: ορισμός συστήματος, επικοινωνία και ροή δεδομένων, ψηφιακή μοντελοποίηση και
διασύνδεση φυσικού και ψηφιακού οχήματος. Το πλαίσιο αυτό τυποποιεί την εφαρμογή των ψηφιακών διδύμων σε όλο τον κύκλο ζωής των οχημάτων, δίνοντας έμφαση στη διαλειτουργικότητα, την επεκτασιμότητα και την επαναχρησιμοποίηση του.
Στην τρίτη φάση, πραγματοποιείται η πειραματική επικύρωση με χρήση μικρής και πλήρους κλίμακας αυτόνομων οχημάτων αποδεικνύει τη βιωσιμότητα του πλαισίου εφαρμογής. Εργαλεία ανοικτού κώδικα επιτρέπουν τον συγχρονισμό σε πραγματικό χρόνο μεταξύ φυσικού και ψηφιακού συστήματος. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν τα οφέλη σε δοκιμές αλγορίθμων, ενοποίηση αντίληψης και ελέγχου, καθώς και αξιολόγηση επιδόσεων, μειώνοντας το κόστος αλλά και τους κινδύνους ανάπτυξης.
Οι βασικές συνεισφορές περιλαμβάνουν: (1) την συστηματική βιβλιογραφική ανασκόπηση και χαρτογράφηση του πεδίου, (2) την δημιουργία ενός ενιαίου εννοιολογικόυ πλαισίου για την ενσωμάτωση των ψηφιακών διδύμων στα αυτόνομα οχήματα με αξιοποίηση γνώσεων από άλλους τομείς και (3) την πειραματική επικύρωση με δημόσια διαθέσιμους πόρους για περαιτέρω έρευνα. Η έρευνα αυτή προωθεί την επιστημονική γνώση, θέτοντας τις βάσεις για ασφαλέστερη, πιο αξιόπιστη και οικονομικά αποδοτική εφαρμογή λύσεων ψηφιακών διδύμων στα αυτόνομα οχήματα.
Περίληψη Διατριβής στα Αγγλικά:
This dissertation explores the integration of digital twins with autonomous vehicles, an emerging yet fragmented research area. Digital twins—virtual replicas of physical systems—enable real-time synchronization, simulation, and optimization but lack standardized frameworks for autonomous applications.
The study proceeds in three phases. First, a comprehensive literature review and bibliometric analysis map digital twin research across land, aerial, surface, and underwater vehicles, revealing rapid growth but methodological inconsistency. Second, a conceptual framework is proposed, structured around four pillars: system definition, communication and data flow, digital modeling, and physical-digital integration. This framework formalizes digital twin deployment throughout the vehicle lifecycle, emphasizing interoperability, scalability, and replicability.
Third, experimental validation using scaled and full-scale autonomous platforms demonstrates the framework’s feasibility. Open-source tools enable real-time synchronization between physical and digital systems. Results confirm benefits in algorithm testing, perception-control integration, and performance evaluation, reducing development costs and risks.
Key contributions include (1) a systematic mapping of the domain, (2) a unified conceptual framework for digital twin integration in autonomous vehicles leveraging cross-domain technolgy, and (3) experimental validation with publicly available resources for replication. The research advances the state of the art, providing a foundation for safer, more reliable, and cost-efficient application of digital twins solutions in autonomous vehicles.
Ημερομηνία Εξέτασης
Ημέρα/Μήνας/Έτος: Παρασκευή 24 Οκτωβρίου 2025
Ώρα: 17:00
Χώρος Εξέτασης
Σύνδεσμος (Link): https://tuc-gr.zoom.us/j/81671181933?pwd=STRyS2YzVVJUWEYvVEJIZ0xLbzRaZz09
Meeting ID: 816 7118 1933
Password: 895081
Αίθουσα: Γ3.0.16 (Εργαστήριο Ερευνητικής Ομάδας Industrial and Digital Innovations Research Group)
Κτίριο: Γ3
