计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年8月21日
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标题: 基于人工智能的工业泵故障诊断机器学习方法
标题: AI-Powered Machine Learning Approaches for Fault Diagnosis in Industrial Pumps
摘要: 本研究提出了一种实用的方法,利用来自大型垂直离心泵在严苛海洋环境中的实际传感器数据,实现工业泵系统的早期故障检测。 监测了五个关键运行参数:振动、温度、流量、压力和电流。 应用了双阈值标注方法,结合固定的工程限值和自适应阈值,自适应阈值计算为历史传感器值的第95百分位数。 为了解决已记录故障的稀有性,使用领域特定规则将合成故障信号注入数据中,模拟合理操作范围内的关键警报。 训练了三种机器学习分类器——随机森林、极端梯度提升(XGBoost)和支持向量机(SVM),以区分正常运行、早期警告和关键警报。 结果表明,随机森林和XGBoost模型在所有类别中均表现出高准确性,包括代表罕见或新兴故障的少数情况,而SVM模型对异常的敏感性较低。 视觉分析,包括分组的混淆矩阵和时间序列图,表明所提出的混合方法具有强大的检测能力。 该框架可扩展、可解释,并适用于实时工业部署,在故障发生前支持主动维护决策。 此外,它可以适应具有类似传感器架构的其他机械,突显了其作为复杂系统预测性维护可扩展解决方案的潜力。
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