Bayesian Deep Learning for Remaining Useful Life Estimation via Stein Variational Gradient Descent
Notice bibliographique
Résumé
A crucial task in predictive maintenance is estimating the remaining useful life of physical systems. In the last decade, deep learning has improved considerably upon traditional model-based and statistical approaches in terms of predictive performance. However, in order to optimally plan maintenance operations, it is also important to quantify the uncertainty inherent to the predictions. This issue can be addressed by turning standard frequentist neural networks into Bayesian neural networks, which are naturally capable of providing confidence intervals around the estimates. Several methods exist for training those models. Researchers have focused mostly on parametric variational inference and sampling-based techniques, which notoriously suffer from limited approximation power and large computational burden, respectively. In this work, we use Stein variational gradient descent, a recently proposed algorithm for approximating intractable distributions that overcomes the drawbacks of the aforementioned techniques. In particular, we show through experimental studies on simulated run-to-failure turbofan engine degradation data that Bayesian deep learning models trained via Stein variational gradient descent consistently outperform with respect to convergence speed and predictive performance both the same models trained via parametric variational inference and their frequentist counterparts trained via backpropagation. Furthermore, we propose a method to enhance performance based on the uncertainty information provided by the Bayesian models. We release the source code at https://github.com/lucadellalib/bdl-rul-svgd.
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 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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».