Machine Learning in CNC Machining: Best Practices
Notice bibliographique
Résumé
Building machine learning (ML) tools, or systems, for use in manufacturing environments is a challenge that extends far beyond the understanding of the ML algorithm. Yet, these challenges, outside of the algorithm, are less discussed in literature. Therefore, the purpose of this work is to practically illustrate several best practices, and challenges, discovered while building an ML system to detect tool wear in metal CNC machining. Namely, one should focus on the data infrastructure first; begin modeling with simple models; be cognizant of data leakage; use open-source software; and leverage advances in computational power. The ML system developed in this work is built upon classical ML algorithms and is applied to a real-world manufacturing CNC dataset. The best-performing random forest model on the CNC dataset achieves a true positive rate (sensitivity) of 90.3% and a true negative rate (specificity) of 98.3%. The results are suitable for deployment in a production environment and demonstrate the practicality of the classical ML algorithms and techniques used. The system is also tested on the publicly available UC Berkeley milling dataset. All the code is available online so others can reproduce and learn from the results.
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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 | 0,022 | 0,059 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,004 |
| Communication savante | 0,007 | 0,009 |
| Science ouverte | 0,006 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,004 | 0,007 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,005 |
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 ».