Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods

The digital transformation of production systems enables the production of large volumes of multivariate time series, which in turn facilitates the continuous monitoring of production assets. The modelling of multivariate time series can reveal the way parameters evolve as well as the influence amon...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Μπαμπούλα, Ξανθή
Άλλοι συγγραφείς: Bampoula, Xanthi
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/25409
id nemertes-10889-25409
record_format dspace
spelling nemertes-10889-254092023-07-07T03:54:33Z Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods Σχεδιασμός και ανάπτυξη προγνωστικών αναλύσεων βιομηχανκού εξοπλισμού με χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης Μπαμπούλα, Ξανθή Bampoula, Xanthi Predictive maintenance Transformers Autoencoders Machine learning Προγνωστική συντήρηση Μετασχηματιστές Αυτοκωδικοποιητές Μηχανική μάθηση The digital transformation of production systems enables the production of large volumes of multivariate time series, which in turn facilitates the continuous monitoring of production assets. The modelling of multivariate time series can reveal the way parameters evolve as well as the influence amongst themselves. These data can be used in tandem with artificial intelligence methods to create insight upon the condition of production equipment, hence, potentially increasing the sustainability of existing production sites, by reducing waste and production downtime. In this context, LSTM-Autoencoders and a Transformer encoder are investigated in this study to enable predictive analytics through spatial and temporal time series forecasting. These neural networks are applied in combination upon a real-world dataset, targeting an efficient model for RUL estimation. The aforementioned methodology is implemented into a software prototype which is trained and tested in a real-world steel industry case. No sponsors Η Τέταρτη Βιομηχανική Επανάσταση οδήγησε στην αυτοματοποίηση και τον ψηφιακό μετασχηματισμό των συστημάτων παραγωγής επιτρέποντας την συνεχή παρακολούθηση των μηχανών μέσω αισθητήρων. Οι τεχνολογίες που επιτρέπουν τη διαχείριση και την επεξεργασία του τεράστιου όγκου δεδομένων αποτελούν κρίσιμα στοιχεία της εποχής μας. Μέθοδοι και δίκτυα τεχνητής νοημοσύνης, ειδικά Αυτοκωδικοποιητές σε συνδυασμό με Δίκτυα Μακράς Βραχύχρονης Μνήμης και Μετασχηματιστές, διερευνώνται σε αυτή τη εργασία για προγνωστική ανάλυση. Τέλος, στόχος είναι η ενίσχυση της παραγωγής με τη μείωση των βλαβών των μηχανών και του χρόνου διακοπής λειτουργίας με τη μείωση των περιττών συντηρήσεων. Η προτεινόμενη μεθοδολογία δοκιμάζεται σε ένα πραγματικό σύνολο δεδομένων προερχόμενο από μία βιομηχανία χάλυβα. 2023-07-06T14:00:48Z 2023-07-06T14:00:48Z 2023-07-05 https://hdl.handle.net/10889/25409 en None; None Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Predictive maintenance
Transformers
Autoencoders
Machine learning
Προγνωστική συντήρηση
Μετασχηματιστές
Αυτοκωδικοποιητές
Μηχανική μάθηση
spellingShingle Predictive maintenance
Transformers
Autoencoders
Machine learning
Προγνωστική συντήρηση
Μετασχηματιστές
Αυτοκωδικοποιητές
Μηχανική μάθηση
Μπαμπούλα, Ξανθή
Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods
description The digital transformation of production systems enables the production of large volumes of multivariate time series, which in turn facilitates the continuous monitoring of production assets. The modelling of multivariate time series can reveal the way parameters evolve as well as the influence amongst themselves. These data can be used in tandem with artificial intelligence methods to create insight upon the condition of production equipment, hence, potentially increasing the sustainability of existing production sites, by reducing waste and production downtime. In this context, LSTM-Autoencoders and a Transformer encoder are investigated in this study to enable predictive analytics through spatial and temporal time series forecasting. These neural networks are applied in combination upon a real-world dataset, targeting an efficient model for RUL estimation. The aforementioned methodology is implemented into a software prototype which is trained and tested in a real-world steel industry case.
author2 Bampoula, Xanthi
author_facet Bampoula, Xanthi
Μπαμπούλα, Ξανθή
author Μπαμπούλα, Ξανθή
author_sort Μπαμπούλα, Ξανθή
title Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods
title_short Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods
title_full Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods
title_fullStr Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods
title_full_unstemmed Design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods
title_sort design and development of predictive maintenance in manufacturing equipment using machine learning methods
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/25409
work_keys_str_mv AT mpampoulaxanthē designanddevelopmentofpredictivemaintenanceinmanufacturingequipmentusingmachinelearningmethods
AT mpampoulaxanthē schediasmoskaianaptyxēprognōstikōnanalyseōnbiomēchankouexoplismoumechrēsēmethodōnmēchanikēsmathēsēs
_version_ 1771297205339029504