Подход к прогнозированию отказов оборудования на основе истории обслуживания

Вопрос или проблема

Я уже некоторое время борюсь с этой проблемой и наконец решил задать вопрос здесь, чтобы получить помощь. Проблема, которую я пытаюсь решить, связана с предсказательным обслуживанием.

В частности, система выдает 2 вида сообщений об обслуживании во время работы: basic-msg и fatal-msg. Basic-msg указывает на то, что есть проблема с системой, которую нужно проверить (это не серьезно), в то время как fatal-msg сигнализирует о том, что машину необходимо остановить, и смертельная проблема должна быть устранена, прежде чем разрешить ее повторный запуск. Все сообщения об обслуживании имеют уникальный идентификатор сообщения.

Например:

Basic-msgs:

112234: Проверьте клапан 3

162746: Колебания напряжения основного переключателя

Fatal-msgs:

7432955: Клапан 3 сломан

3358399: Ошибка запуска

Некоторые ключевые детали:
Basic-msg может возникать без fatal-msg, но fatal-msg должна возникнуть с соответствующим basic-msg. Каждый раз, когда машина запускается, ей присваивается уникальный идентификатор запуска.

Проблема: Исследуя basic-msgs, возникшие в последних 4 запусках машины, предсказать, какие fatal-msgs могут возникнуть в следующем запуске. У меня есть данные за последние 8 лет (включая basic-msgs, fatal-msgs и соответствующие идентификаторы запусков).

Я застрял с этим уже около 3 недель, может кто-то подсказать мне, какой подход в машинном обучении я могу применить для решения этой задачи, и какие инструменты мне следует использовать.

Спасибо!

Метод маркировки последовательностей кажется хорошим решением для вашей проблемы. Вашими характеристиками могут быть частота каждого типа basic-msg за последние 4 запуска (но, возможно, лучше работать с нормализованными данными по временным единицам).

Существует довольно много библиотек для Условных случайных полей, например.

Это кажется стандартной задачей многоклассовой классификации. Характеристиками являются частотные значения basic-msg перед fatal-msg. У вас будет столько характеристик, сколько основных категорий.

Ярлыками будут сами категории fatal-msg.

Ответ или решение

Конечно! Подход к предсказанию машинного сбоя с использованием истории обслуживания требует тщательного анализа данных и применения методик машинного обучения. Предлагаю поэтапный план для решения вашей задачи.

1. Подготовка данных

Сбор данных:
Убедитесь, что у вас есть полный набор данных за последние 8 лет, включая все основные и фатальные сообщения, а также идентификаторы запусков.

Предобработка данных:

  • Форматирование данных: Убедитесь, что данные представлены в удобном формате, например, в таблице, где каждая строка соответствует запуску с соответствующими сообщениями.
  • Создание функций: Разработайте функции, которые будут представлять частоту основных сообщений за последние 4 запуски. Это может быть реализовано в виде векторов признаков, где каждый элемент индицирует количество определенного основного сообщения.

2. Анализ данных

Исследовательский анализ данных (EDA):

  • Проанализируйте распределение основных и фатальных сообщений.
  • Посмотрите на связь между основными и фатальными сообщениями, чтобы понять, какие основные сообщения наиболее часто предшествуют определенным фатальным сбоям.

3. Модель машинного обучения

Выбор модели:
Поскольку задача выглядит как задача многоклассовой классификации, вы можете рассмотреть несколько моделей:

  • Логистическая регрессия: Подходит для начальной модели, чтобы проверить основные идеи.
  • Деревья решений и ансамбли (Random Forest, Gradient Boosting): Могут обеспечить лучшее качество предсказаний благодаря своей способности моделировать сложные зависимости.
  • Глубокое обучение: Если ваши данные велики, вы можете использовать рекуррентные нейронные сети (LSTM) для работающих последовательностей.

Обучение модели:

  • Разделите данные на обучающую и тестовую выборки. Обучите модель на обучающей выборке, используя частоты основных сообщений как входные данные и соответствующие фатальные сообщения как метки.

4. Оценка модели

Метрики:

  • Используйте точность, полноту и F1-меру для оценки производительности модели. Убедитесь, что модель хорошо справляется с предсказаниями для всех классов фатальных сообщений.

Кросс-валидация:

  • Примените кросс-валидацию, чтобы улучшить надежность оценок производительности модели.

5. Прогнозирование фатальных сообщений

После успешного обучения модели вы сможете использовать ее для предсказания возможных фатальных сообщений на основе новых основных сообщений, полученных в последнем запуске.

6. Инструменты и библиотеки

Рекомендуемые инструменты:

  • Язык программирования Python с библиотеками для анализа данных и машинного обучения, такими как:
    • Pandas: Для обработки и анализа данных.
    • Scikit-learn: Для реализации алгоритмов машинного обучения.
    • TensorFlow или PyTorch: Если вы решите использовать глубокое обучение.
    • Matplotlib или Seaborn: Для визуализации данных и результатов.

Заключение

С использованием предложенного подхода вы сможете создать предсказательную модель, основанную на исторических данных о техническом обслуживании. Важно пересматривать и адаптировать модель по мере накопления новых данных и поступления новых сообщений о сбоях. Надеюсь, это поможет вам двигаться вперед в решении вашей задачи! Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать.

Оцените материал
Добавить комментарий

Капча загружается...