Multi-Channel Swin Transformer Framework for Bearing Remaining Useful Life Prediction
Notice bibliographique
Résumé
Precise estimation of the Remaining Useful Life (RUL) of rolling bearings is an important consideration to avoid unexpected failures, reduce downtime, and promote safety and efficiency in industrial systems. Complications in degradation trends, noise presence, and the necessity to detect faults in advance make estimation of RUL a challenging task. This paper introduces a novel framework that combines wavelet-based denoising method, Wavelet Packet Decomposition (WPD), and a customized multichannel Swin Transformer model (MCSFormer) to address these problems. With attention mechanisms incorporated for feature fusion, the model is designed to learn global and local degradation patterns utilizing hierarchical representations for enhancing predictive performance. Additionally, a customized loss function is developed as a key distinction of this work to differentiate between early and late predictions, prioritizing accurate early detection and minimizing the high operation risks of late predictions. The proposed model was evaluated with the PRONOSTIA dataset using three experiments. Intra-condition experiments demonstrated that MCSFormer outperformed state-of-the-art models, including the Adaptive Transformer, MDAN, and CNN-SRU, achieving 41%, $\mathbf{6 4 \%}$, and $\mathbf{6 9 \%}$ lower MAE on average across different operating conditions, respectively. In terms of cross-condition testing, it achieved superior generalization under varying operating conditions compared to the adapted ViT and Swin Transformer. Lastly, the custom loss function effectively reduced late predictions, as evidenced in a 6.3% improvement in the scoring metric while maintaining competitive overall performance. The model’s robust noise resistance, generalization capability, and focus on safety make MCSFormer a trustworthy and effective predictive maintenance tool in industrial applications.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».