Unsupervised Fault Detection of Pharmaceutical Processes Using Long Short-Term Memory Autoencoders
Notice bibliographique
Résumé
Unsupervised multilayer long short-term memory autoencoder (LSTM-AE) models are proposed for monitoring nonlinear batch processes. The methodology is demonstrated for a simulation-based study of an industrial-scale penicillin process and for an industrial vaccine manufacturing process, using production data. The LSTM-AE model was trained with two different loss functions: minimizing mean square error (MSE) between the input and reconstructed data and maximizing the average fault detection rate ( FDR ¯ ) in the training data set. Two algorithms are also proposed for obtaining contribution plots for the diagnosis of faults. For the industrial case study, where the faults are not known a priori, the contribution plots are found to be a valuable tool for identifying possible sources of faults. Furthermore, a semisupervised procedure has been proposed to select the normal process region for training the model. Two metrics are also presented to evaluate the performance of the proposed methodology: one for the simulator case study in which fault knowledge is available and one for the industrial case study in which fault knowledge is not available a priori. The proposed unsupervised algorithms exhibit a clear improvement in accuracy over linear methods or nonlinear techniques that do not explicitly account for dynamic behavior.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».