• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.9-17
• /
• 2023

본 논문에서는 베어링의 결함 진단을 위한 단일 클래스 분류의 진동 이상 탐지 시스템을 제안한다. 베어링 고장으로 인해 발생하는 경제적 및 시간적 손실을 줄이기 위해 정확한 결함 진단시스템은 필수적이며 문제 해결을 위해 딥러닝 기반의 결함 진단 시스템들이 널리 연구되고 있다. 그러나 딥러닝 학습을 위한 실제 데이터 채집 환경에서 비정상 데이터 확보에 어려움이 있으며 이는 데이터 편향을 초래한다. 이에 정상 데이터만 활용하는 단일 클래스 분류 방법을 활용한다. 일반적인 방법으로는 AutoEncoder를 통한 압축과 복원 과정을 학습하여 진동 데이터의 특성을 추출한다. 추출된 특성으로 단일 클래스 분류기를 학습하여 이상 탐지를 실시한다. 하지만 이와 같은 방법은 진동 데이터의 주파수 특성을 고려하지 않아서 진동 데이터의 특성을 효율적 추출할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 진동 데이터의 주파수 특성을 고려한 AutoEncoder 모델을 제안한다. 분류 성능은 accuracy 0.910, precision 1.0, recall 0.820, f1-score 0.901이 나왔다. 주파수 특성을 고려한 네트워크 설계로 기존 방법들보다 우수한 성능을 확인하였다.

• 융합정보논문지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.31-38
• /
• 2022

본 논문은 전문가 독립적 비지도 신경망 학습 기반 다변량 시계열 데이터 분석 모델인 MSCRED(Multi-Scale Convolutional Recurrent Encoder-Decoder)의 실제 현장에서의 적용과 Auto-encoder 기반인 MSCRED 모델의 한계인, 학습 데이터가 오염되지 않아야 된다는 점을 극복하기 위한 학습 데이터 샘플링 기법인 Subset Sampling Validation을 제시한다. 라벨 분류가 되어있는 발전소 장비의 진동 데이터를 이용하여 1) 학습 데이터에 비정상 데이터가 섞여 있는 상황을 재현하고, 이를 학습한 경우 2) 1과 같은 상황에서 Subset Sampling Validation 기법을 통해 학습 데이터에서 비정상 데이터를 제거한 경우의 Anomaly Score를 비교하여 MSCRED와 Subset Sampling Validation 기법을 유효성을 평가한다. 이를 통해 본 논문은 전문가 독립적이며 오류 데이터에 강한 이상 진단 프레임워크를 제시해, 다양한 다변량 시계열 데이터 분야에서의 간결하고 정확한 해결 방법을 제시한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.97-98
• /
• 2014

Vibration signal has been widely utilized in the diagnostics of rotating mechanical system. Diagnostics systems in rotating machinery are depends on the vibration data which are acquired from the system. However, the characteristics of acquired data can be vary according to the position of anomaly installed or the position of data acquired. In this research, the coordinate transform of journal bearing vibration signal was proposed to overcome the limitation mentioned above. Journal bearing systems are equipped two gap sensors with ninety degree angles, and it can enable to generate coordinate transformed signals in arbitrary angle domain. More abundant information for each normal or anomaly conditions are obtained from coordinate transformation than only the data of the existing measuring position, then we have developed a reliable and robust diagnosis algorithm for journal bearing system.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제25권11호
• /
• pp.1547-1556
• /
• 2022

As mechanical facilities are interacting with each other, the failure of some equipment can affect the entire system, so it is necessary to quickly detect and diagnose the abnormality of mechanical equipment. This study proposes a deep learning model that can effectively diagnose abnormalities in rotating machinery and equipment. CNN is widely used for feature extraction and LSTMs are known to be effective in learning sequential information. In LSTM, the number of parameters and learning time increase as the length of input data increases. In this study, we propose a method of segmenting an input segment signal into shorter-length sub-segment signals, sequentially inputting them to CNN through a time-distributed method for extracting features, and inputting them into LSTM. A failure diagnosis test was performed using the vibration data collected from the motor for ventilation equipment installed at the urban railway station. The experiment showed an accuracy of 99.784% in fault diagnosis. It shows that the proposed method is effective in the fault diagnosis of rotating machinery and equipment.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제88권6호
• /
• pp.569-581
• /
• 2023

This paper introduces a system to detect and diagnose anomalies in pumped storage hydropower plants. We collect data from various types of sensors, including those monitoring temperature, vibration, and power. The data are classified according to the operation modes (pump and turbine operation modes) and normalized to remove the influence of the external environment. To detect anomalies and diagnose their types, we adopt a multivariate normal distribution analysis by learning the distribution of the normal data. The feasibility of the proposed system is evaluated using actual monitoring data of a pumped storage hydropower plant. The proposed system can be used to implement condition monitoring systems for other plants through modifications.

• 산업경영시스템학회지
• /
• 제46권2호
• /
• pp.168-175
• /
• 2023

In the era of the 4th Industrial Revolution, Logistic 4.0 using data-based technologies such as IoT, Bigdata, and AI is a keystone to logistics intelligence. In particular, the AI technology such as prognostics and health management for the maintenance of logistics facilities is being in the spotlight. In order to ensure the reliability of the facilities, Time-Based Maintenance (TBM) can be performed in every certain period of time, but this causes excessive maintenance costs and has limitations in preventing sudden failures and accidents. On the other hand, the predictive maintenance using AI fault diagnosis model can do not only overcome the limitation of TBM by automatically detecting abnormalities in logistics facilities, but also offer more advantages by predicting future failures and allowing proactive measures to ensure stable and reliable system management. In order to train and predict with AI machine learning model, data needs to be collected, processed, and analyzed. In this study, we have develop a system that utilizes an AI detection model that can detect abnormalities of logistics rotational equipment and diagnose their fault types. In the discussion, we will explain the entire experimental processes : experimental design, data collection procedure, signal processing methods, feature analysis methods, and the model development.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제46권4호
• /
• pp.367-374
• /
• 2022

본 연구는 자율운항 선박의 연료 계통 펌프와 청정기를 대상으로 고장을 진단 사례를 제시하였다. 계측된 신호의 시간종속성을 반영한 심층학습(Deep learning) 알고리즘 적용 절차를 구성하고, 장비의 정상 운전상태와 고장 상태에서 계측한 진동 신호를 고장 패턴 학습에 사용하였다. 특히, 진동 신호에 내포된 열화의 시간 종속성을 반영할 수 있는 방법을 찾고자 하였으며, 슬라이딩 윈도우 연산 과정을 가진 Conv1D를 이용하여고장의 시간 종속성을 반영하였다. 또한 계측된 신호의 차수를 2차원에서 3차원으로 확장하여 시간 영역의 특징을 반영할 수 있는 데이터 전처리과정을 고안하였다. Conv1D 알고리즘의 적층과 변수를 결정하는 과정에서 그리드 탐색 기법을 사용하여 초매개변수의 최적 값을 결정하였다. 마지막으로 제안한 데이터 전처리 방법과 시계열 데이터의 시간 종속성을 반영한 Conv1D 모델이 이상 감지 및 고장 진단에 타당성이 있음을 확인하였다.