کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4942655 1437414 2017 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Online feature learning for condition monitoring of rotating machinery
ترجمه فارسی عنوان
یادگیری ویژگی های آنلاین برای نظارت بر وضعیت ماشین آلات دوار
کلمات کلیدی
نظارت بر وضعیت، یادگیری فرهنگ لغت نمایندگی انحصاری، فرهنگ لغت، نمره بی نظیر، بلبرینگ،
ترجمه چکیده
تعمیر و نگهداری ماشین آلات چرخشی مبتنی بر شرایط، نیاز به روش های نظارت بر وضعیت کارایی است که امکان تشخیص زودهنگام شرایط عملیاتی غیر عادی و گسل ها را فراهم می کند. این یک مشکل چالش برانگیز است زیرا ماشین آلات با توجه به پوشیدگی و تعمیر و نگهداری متفاوت هستند و تغییرات در طول زمان. کارایی و مقیاس پذیری روش های مانیتورینگ شرایط متعارف توسط نیاز به تجزیه و تحلیل دستی و پیکربندی مجدد محدود شده است. مشکل استخراج ویژگی های مربوطه از سیگنال های نظارت وضعیت و در نتیجه شناسایی و تحلیل تغییرات در چنین سیگنال ها یک موضوع اصلی است که در اصل می تواند با استفاده از روش های یادگیری ماشین حل شود. کار قبلی نشان می دهد که یادگیری فرهنگ لغت می تواند به صورت خودکار ویژگی های سیگنال را مشخص کند که شرایط عملیاتی مختلف و گسل های یک ماشین دوار را مشخص می کند، اما استفاده از چنین روش هایی برای اهداف نظارت آنلاین وضعیت یک مشکل باز است. در اینجا ما یادگیری آنلاین از ویژگی های یادگیری فرهنگ لغت را بررسی می کنیم. ما توصیف فاصله و هوشیاری مبتنی بر سیگنال را برای تشخیص آنومالی توصیف می کنیم، و ما ویژگی های زمان انتشار و تقریب نزولی سیگنال های ارتعاش و سیگنال انتشار را در سه مطالعه مختلف مورد مطالعه قرار می دهیم. ما نتایج آزمایش های عددی با پارامترهای مختلفی را که بر دقت تقریبی، هزینه محاسبات و میزان سازگاری ویژگی های آموخته تاثیر می گذاریم، ارائه می کنیم. ما دریافتیم که ویژگی های آموخته شده با تغییرات نرمال شرایط عملیاتی در مقایسه با سازگاری سریع مشاهده شده در زمانی که یک خطا رخ می دهد (نقایص تحمل، ذرات مگنتیت در روان کننده یا تغییر شکل پلاستیک) مشاهده شده است. علاوه بر این، ما دریافتیم که یک تقریب سیگنال ضعیف با ضریب حفظ شده 2.5٪ بر اساس یک فرهنگ لغت منتشر شده برای تشخیص نقص تحمل کافی است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر هوش مصنوعی
چکیده انگلیسی
Condition-based maintenance of rotating machinery requires efficient condition monitoring methods that enable early detection of abnormal operational conditions and faults. This is a challenging problem because machines are different and change characteristics over time due to wear and maintenance. The efficiency and scalability of conventional condition monitoring methods are limited by the need for manual analysis and re-configuration. The problem to extract relevant features from condition monitoring signals and thereby detect and analyze changes in such signals is a central issue, which in principle can be addressed using machine learning methods. Former work demonstrates that dictionary learning can be used to automatically derive signal features that characterize different operational conditions and faults of a rotating machine, but the use of such methods for online condition monitoring purposes is an open problem. Here we investigate online learning of features using dictionary learning. We describe dictionary distance and signal fidelity based heuristics for anomaly detection, and we study the time-propagated features and sparse approximation of vibration and acoustic emission signals in three different case studies. We present results of numerical experiments with different hyperparameters affecting the approximation accuracy, computational cost, and the adaptation rate of the learned features. We find that the learned features change slowly under normal variations of the operational conditions in comparison to the rapid adaptation observed when a fault appears (bearing defects, magnetite particles in the lubricant, or plastic deformation of steel). Furthermore, we find that a sparse signal approximation with 2.5% preserved coefficients based on a propagated dictionary is sufficient for bearing defect detection.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Applications of Artificial Intelligence - Volume 64, September 2017, Pages 187-196
نویسندگان
, ,