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Temporal convolutional and fusional transformer model with Bi-LSTM encoder-decoder for multi-time-window remaining useful life prediction

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저자

Mohamadreza Akbari Pour, Mohamad Sadeq Karimi, Amir Hossein Mazloumi

개요

산업 시스템의 신뢰성 확보, 가동 중단 최소화, 유지보수 최적화를 위해 건강 예측이 중요하며, 잔여 수명(RUL) 예측이 그 핵심이다. 기존 모델들은 세분화된 시간적 의존성을 포착하고, 중요한 특징을 동적으로 우선순위화하는 데 어려움을 겪는다. 본 논문은 국소적인 시간적 특징 추출을 위한 TCN과 Bi-LSTM 인코더-디코더로 강화된 수정된 TFT를 통합한 새로운 프레임워크를 제안한다. 이는 단기 및 장기 의존성을 효과적으로 연결하고, 두드러진 시간적 패턴을 강조한다. 또한, 다중 시간 창 방법론을 통해 다양한 작동 조건에 대한 적응성을 향상시킨다. 벤치마크 데이터셋에 대한 광범위한 평가 결과, 제안된 모델이 평균 RMSE를 최대 5.5%까지 감소시켜 기존 최첨단 방법보다 예측 정확도를 향상시켰다. 이 프레임워크는 현재 접근 방식의 주요 격차를 해소하여 산업 예지 시스템의 효과를 향상시키고, RUL 예측을 위한 고급 시계열 변환기의 잠재력을 강조한다.

시사점, 한계점

TCN과 Bi-LSTM 기반 TFT의 통합을 통해 시간적 특징 추출 및 장단기 의존성 포착 능력을 향상시킴.
다중 시간 창 방법론을 사용하여 다양한 작동 환경에 대한 적응성을 개선함.
벤치마크 데이터셋에서 기존 방법 대비 예측 정확도 향상을 입증함.
산업 예지 시스템의 효과 향상에 기여.
RUL 예측을 위한 고급 시계열 변환기의 잠재력을 보여줌.
논문의 구체적인 한계점은 제시되지 않음. (논문 내용을 기반으로 함)
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