Exploring Rolling Element Bearing Data Collection and Algorithm Hyperparameters for Machine Learning-Based Fault Diagnosis
Notice bibliographique
Résumé
This paper explores rolling element bearing data collection and hyperparameter tuning for machine learning-based fault diagnosis to aid in the development of modern condition monitoring systems. The integration of industrial internet of things (IIoT) products and cloud databases has led to an increased interest in utilizing artificial intelligence (AI) models, including artificial neural networks (ANNs) and convolutional neural networks (CNNs), to diagnose machine faults. However, the development of AI methodologies in smart monitoring is hindered by a lack of publicly available industry data, as well as limitations involved in the collection and storage of large high-dimensional datasets. Combining machine learning (ML) methods, such as traditional learning (TL), deep learning (DL), and bearing signature theory, will allow for a better understanding of data collection and hyperparameter tuning. Moreover, considering how high-dimensional datasets for rolling element bearing fault diagnosis affect ML algorithms has yet to be explored in the literature, providing little robustness for analysis. Concerns around the way data has been collected and used historically for both TL and DL are raised. Therefore, recommendations for data collection specifically suited to TL and DL methods for rolling element bearing fault diagnosis are proposed by analyzing existing lab-based datasets. The recommendations proposed combine knowledge of these methodologies to aid in selecting an appropriate sampling rate, as well as the ideal number of samples, stride, duration of each sample, and resolution for rolling element bearing fault diagnosis. The goal is to increase efficiency and reduce setup and collection time when selecting the design parameters for creating new rolling element bearing datasets. To achieve this, the study applied a structured approach with the use of multiple datasets to determine a threshold accuracy of 95% for fault diagnosis. Furthermore, the results of this study will help IIoT companies re-evaluate the constraints imposed by the limited data storage and transmission of their devices when used for ML. This paper will also help improve the efficiency and effectiveness of AI methodologies in smart monitoring systems by establishing data collection recommendations. This work will hopefully motivate the vast collection of open-access data that can be used by researchers to further develop ML-based methods for rolling element fault diagnosis.
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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 | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| 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 ».