A <scp>multi‐fault</scp> diagnosis method based on improved <scp>SMOTE</scp> for <scp>class‐imbalanced</scp> data
Notice bibliographique
Résumé
Abstract With the development of industrial processes, how to effectively diagnose the faults in an increasingly complex production process has attracted widespread attention. It is worth noting that there may be multiple types of faults in the actual industrial process, and there is an extreme class imbalance between the normal samples and the fault samples. Therefore, it is of practical significance to carry out research on the multi‐fault diagnosis method for class‐imbalanced data. In this paper, a multi‐fault diagnosis method based on improved synthetic minority sampling technology (SMOTE) is proposed. First, aiming at the class imbalance, an improved SMOTE algorithm based on Mahalanobis distance (Mahalanobis distance‐based SMOTE [MSMOTE]) is proposed for oversampling. As the Euclidean distance in the traditional SMOTE algorithm does not consider the coupling relationship between features, the Mahalanobis distance is introduced, which is not dependent on the scale and eliminates the influence of different dimensions. Second, in order to better obtain the global and local information of the sample, the kernel local Fisher discriminant analysis (KLFDA) algorithm is used for feature extraction. Third, a multi‐fault diagnosis model based on the AdaBoost.M2 classifier is constructed in which the decision tree is introduced as the weak classifier. The Adaboost.M2 algorithm integrates multiple decision trees by setting the sample weight, the label weight, and the classifier weight, which effectively improve the classification accuracy by only using the decision tree. Finally, the Tennessee Eastman process is used to conduct case studies. For the comparison results, the proposed multi‐fault diagnosis method based on improved SMOTE has higher accuracy and F1‐Score.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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 | 0,000 |
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.
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 ».