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Denoising Auto Encoder 기법을 활용한 진동 데이터 전처리 및 성능비교 KCI 등재

Vibration Data Denoising and Performance Comparison Using Denoising Auto Encoder Method

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/411956
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해양환경안전학회지 (Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety)
해양환경안전학회 (The Korean Society Of Marine Environment & Safety)
초록

기계 장비의 진동 데이터는 필연적으로 노이즈를 포함하고 있다. 이러한 노이즈는 기계 장비의 유지보수를 진행하는데 악영향 을 끼친다. 그에 따라 데이터의 노이즈를 얼마나 효과적으로 제거해주냐에 따라 학습 모델의 성능을 좌우한다. 본 논문에서는 시계열 데 이터를 전처리 함에 있어 특성추출 과정을 포함하지 않는 Denoising Auto Encoder 기법을 활용하여 데이터의 노이즈를 제거했다. 또한 기계 신호 처리에 널리 사용되는 Wavelet Transform과 성능 비교를 진행했다. 성능비교는 고장 탐지율을 계산하여 진행했으며 보다 정확한 비교 를 위해 분류 성능 평가기준 중 하나인 F-1 Score를 계산하여 성능 비교를 진행했다. 고장을 탐지하는 과정에서는 One-Class SVM 기법을 활용하여 고장 데이터를 탐지했다. 성능 비교 결과 고장 진단율과 오차율 측면에서 Denoising Auto Encoder 기법이 Wavelet Transform 기법 에 비해 보다 좋은 성능을 나타냈다.

Vibration data of mechanical equipment inevitably have noise. This noise adversely affects the maintenance of mechanical equipment. Accordingly, the performance of a learning model depends on how effectively the noise of the data is removed. In this study, the noise of the data was removed using the Denoising Auto Encoder (DAE) technique which does not include the characteristic extraction process in preprocessing time series data. In addition, the performance was compared with that of the Wavelet Transform, which is widely used for machine signal processing. The performance comparison was conducted by calculating the failure detection rate. For a more accurate comparison, a classification performance evaluation criterion, the F-1 Score, was calculated. Failure data were detected using the One-Class SVM technique. The performance comparison, revealed that the DAE technique performed better than the Wavelet Transform technique in terms of failure diagnosis and error rate.

목차
1. 서 론
    1.1 연구의 배경 및 필요성
    1.2 관련 연구 현황
2. 데이터 셋 및 적용 기법
    2.1 Data Set
    2.2 Data Preprocessing
    2.3 Anomaly Detection
2.4 분류 성능 평가지표
3. 사례연구
    3.1 Result of Data Preprocessing
    3.2 Result of Anomaly Detection
4. 결론 및 향후연구
저자
  • 장준교(경상대학교 해양시스템공학과 석사과정) | Jun-gyo Jang (MS Candidate, Dept. of Ocean System Engineering, Gyeongsang Nat’l Univ)
  • 노천명(경상대학교 해양시스템공학과 박사과정) | Chun-myoung Noh (PhD Candidate, Dept. of Ocean System Engineering, Gyeongsang Nat’l Univ.)
  • 김성수(㈜아디아랩 책임연구원) | Sung-soo Kim (Principal researcher, Adia Lab in)
  • 이순섭(경상대학교 해양시스템공학과 교수) | Soon-sup Lee (Professor, Dept. of Naval Architecture and Ocean Engineering, Gyeongsang Nat’l Univ.)
  • 이재철(경상대학교 해양시스템공학과 교수) | Jae-chul Lee (Professor, Dept. of Naval Architecture and Ocean Engineering, Gyeongsang Nat’l Univ.) Corresponding author