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Enregistrement W3046506994 · doi:10.1109/rams48030.2020.9153669

Optimal RUL Estimation: A State-of-Art Digital Twin Application

2020· article· en· W3046506994 sur OpenAlexaff
Mohamad Danish Anis, Sharareh Taghipour, Chi-Guhn Lee

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueQuality and Safety in Healthcare
Établissements canadiensToronto Metropolitan UniversityUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceSensor fusionComponent (thermodynamics)Synchronization (alternating current)Probabilistic logicTime seriesCyber-physical systemReal-time computingRecurrent neural networkData miningArtificial neural networkArtificial intelligenceMachine learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A real world Industrial IoT set up has paved way for simultaneous monitoring of several sensors at their unique sampling rates. This has realized the need for artificial intelligence tools for robust data processing. However, the large size of input data requires real time monitoring and synchronization for online analysis. As the star concept behind the Industry 4.0 wave, a digital twin is a virtual, multi-scale and probabilistic simulation to mirror the performance of its physical counterpart and serve the product lifecycle in a virtual space. Evidently, a digital twin can proactively identify potential issues with its corresponding real twin. Thus, it is best suited for enabling a physics-based and data-driven model fusion to estimate the remaining useful life (RUL) of the components. Traditional RUL prediction approaches have assumed either an exponential or linear degradation trend with a fixed curve shape to build a Health Index (HI) model. Such an assumption may not be useful for multi-sensor systems or cases where sensor data is available intermittently. A common constraint in the industry is irregular sensor data collection. The resulting asynchronous time series of the sporadic data needs to be an accurate representation of the component's HI when constructing a degradation model. In this paper, we extend the Long-Short Term Memory (LSTM) Recurrent Neural Network (RNN) technique to generate RUL prediction within a digital twin framework as a means of synchronization with changing operational states. More specifically, we first use LSTM encoder-decoder (LSTM-ED) to train a multilayered neural network and reconstruct the sensor data time series corresponding to a healthy state. The resulting reconstruction error can be used to capture patterns in input data time series and estimate HI of training and testing sets. Using a time lag to record similarity between the HI curves, a weighted average of the final RUL estimation is obtained. The described empirical approach is evaluated on publicly available engine degradation dataset with run-to-failure information. Results indicate a high RUL estimation accuracy with greater error reduction rate. This demonstrates wide applicability of the discussed methodology to various industries where event data is scarce for the application of only data-driven techniques.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,097
Tête enseignante GPT0,442
Écart entre enseignants0,344 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations12
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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