Uma metodologia experimental para avaliar abordagens de aprendizado de máquina para diagnóstico de falhas com base em sinais de vibração Vitória, ES

dc.contributor.advisor1Rauber, Thomas Walter
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000263806584
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0462549482032704
dc.contributor.authorLoca, Antonio Luiz da Silva
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0997645053918499
dc.contributor.referee1Boldt, Francisco de Assis
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6919-5377
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0385991152092556
dc.contributor.referee2Varejão, Flávio Miguel
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-5444-1974
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6501574961643171
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:13Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:13Z
dc.date.issued2020-06-04
dc.description.abstractThis work presents a systematic procedure to fairly compare experimental performance values for machine learning approaches for fault diagnosis based on vibration signals. In the vast majority of related scientific publications, the estimate of accuracy and similar performance criteria are the only quality parameters presented. The methodology that was used to generate the results of these publications is predominantly biased, based on validation methods that are too simple. In addition, all methods, in general, recycle identical patterns to estimate the best hyperparameters, introducing additional overfitting in the results. To repair this problem, the conditions used in the training, validation and test division were critically analyzed and an algorithm was proposed that allows a well-defined comparison of the experimental results. To illustrate the work’s ideas, the Case Western Reserve University Bearing Data benchmark is used as a case study. Four distinct classifiers are compared experimentally, under more difficult generalization tasks using the proposed evaluation structure: K-Nearest Neighbors, Support Vector Machine, Random Forest and One-dimensional Convolutional Neural Network. An extensive review of the literature suggests that most research work at Case Western Reserve University Bearing Data uses similar standards for training and testing, making classification an easy task.
dc.description.resumoEste trabalho apresenta um procedimento sistemático para comparar de maneira justa os valores de desempenho experimental para abordagens de aprendizado de máquina para diagnóstico de falhas com base em sinais de vibração. Na vasta maioria das publicações científicas relacionadas, a estimativa de acurácia e critérios de desempenho semelhantes são os únicos parâmetros de qualidade apresentados. A metodologia que foi usada para gerar os resultados dessas publicações é predominantemente tendenciosa, com base em métodos de validação demasiadamente simples. Além disso, todos os métodos, em geral, reciclam padrões idênticos para estimar os melhores hiperparâmetros, introduzindo super ajuste adicional nos resultados. Para reparar esse problema, foram criticamente analisadas as condições usadas na divisão de treinamento, validação e teste e foi proposto um algoritmo que permite uma comparação bem definida dos resultados experimentais. Para ilustrar as ideias do trabalho, o benchmark Case Western Reserve University Bearing Data é usado como um caso de estudo. Quatro classificadores distintos são comparados experimentalmente, sob tarefas de generalização mais difíceis usando a estrutura de avaliação proposta: K-vizinhos mais próximos, Máquina de Vetor de Suporte, Floresta Aleatória e Rede Neural Convolucional unidimensional. Uma extensa revisão da literatura sugere que a maioria dos trabalhos de pesquisa da Case Western Reserve University Bearing Data usa padrões semelhantes para treinamento e teste, tornando sua classificação uma tarefa fácil.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/14482
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Informática
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Informática
dc.rightsopen access
dc.subjectDetecção de falhas
dc.subjectdados de falha de rolamentos CWRU
dc.subjectcritérios de desempenho
dc.subjectclassificação
dc.subjectreconhecimento de padrões
dc.subjectaprendizado de máquina
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqCiência da Computação
dc.titleUma metodologia experimental para avaliar abordagens de aprendizado de máquina para diagnóstico de falhas com base em sinais de vibração Vitória, ES
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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