Towards Generalization of Intelligent Fault Detection for Roller Element Bearings via Distinct Dataset Transfer Learning
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Through the intelligent classification of bearing faults, predictive maintenance provides for the possibility of service schedule, inventory, maintenance, and safety optimization. However, real-world rotating machinery undergo a variety of operating conditions, fault conditions, and noise. Due to these factors, it is often required that a fault detection algorithm perform accurately even on data outside its trained domain. Although open-source datasets offer an incredible opportunity to advance the performance of predictive maintenance technology and methods, more research is required to develop algorithms capable of generalized intelligent fault detection across domains and discrepancies. In this study, current benchmarks on source–target domain discrepancy challenges are reviewed using the Case Western Reserve University (CWRU) and the Paderborn University (PbU) datasets. A convolutional neural network (CNN) architecture and data augmentation technique more suitable for generalization tasks is proposed and tested against existing benchmarks on the Pb U dataset by training on artificial faults and testing on real faults. The proposed method improves fault classification by 13.35%, with less than half the standard deviation of the compared benchmark. Transfer learning is then used to leverage the larger PbU dataset in order to make predictions on the CWRU dataset under a challenging source-target domain discrepancy in which there is minimal training data to adequately represent unseen bearing faults. The transfer learning-based CNN is found to be capable of generalizing across two open-source datasets, resulting in an improvement in accuracy from 53.1% to 68.3%.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».