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Enregistrement W4415499849 · doi:10.36001/ijphm.2025.v16i2.4372

Exploring Rolling Element Bearing Data Collection and Algorithm Hyperparameters for Machine Learning-Based Fault Diagnosis

2025· article· W4415499849 sur OpenAlexaff
Mert Sehri, Patrick Dumond

Notice bibliographique

RevueInternational Journal of Prognostics and Health Management · 2025
Typearticle
Langue
DomaineEngineering
ThématiqueGear and Bearing Dynamics Analysis
Établissements canadiensUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesCase Western Reserve University
Mots-clésHyperparameterRolling-element bearingData collectionConvolutional neural networkBearing (navigation)Artificial neural networkRobustness (evolution)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,844
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,090
Tête enseignante GPT0,328
Écart entre enseignants0,238 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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