Incremental learning with multi-fidelity information fusion for digital twin-driven bearing fault diagnosis

计算机科学 信息融合 方位(导航) 断层(地质) 高保真 人工智能 融合 忠诚 机器学习 电信 语言学 哲学 工程类 地震学 电气工程 地质学
作者
Xufeng Huang,Tingli Xie,Shuyang Luo,Jinhong Wu,Rongmin Luo,Qi Zhou
出处
期刊:Engineering Applications of Artificial Intelligence [Elsevier]
卷期号:133: 108212-108212 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.engappai.2024.108212
摘要

Digital twin (DT)-driven intelligent fault diagnosis (IFD) has been a hot topic, which can support personalized monitoring of critical machinery. A central challenge is that diagnostic models using deep learning (DL) suffer from the problem of catastrophic forgetting if personalized faults occur in dynamic environments. To deal with this issue, this article presents a class-incremental learning method with multi-fidelity information fusion (MFIF-CIL) for the continuous diagnosis of key faults in rolling bearings. First, an effective bearing DT model is constructed to generate enough low-fidelity (LF) simulation data. Second, feature boosting is developed to fit the residuals with distribution drifts between old classes and new classes, which helps prevent the problem of catastrophic forgetting. Last, the MFIF module is proposed for multi-fidelity knowledge transfer and fusion to leverage LF simulation data to improve the class-incremental learning ability of feature boosting with limited high-fidelity (HF) physical data. The testing datasets consisting of the measured signals are utilized as testing datasets of optimal incremental neural networks for fault diagnosis. The proposed MFIF-CIL-1 (using 15 HF data and 100 LF data as exemplars) and MFIF-CIL-2 (using 20 HF data and 100 LF data as exemplars) obtain the average diagnostic accuracies of 96.87% and 98.10%, respectively. The MFIF-CIL-2 only uses 41.93% of the training time required by the joint training method. These satisfying results demonstrate that the MFIF-CIL can effectively diagnose different health conditions over time and provide a tradeoff between relatively low experimental costs and high accuracy.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
陈乔乔完成签到 ,获得积分10
1秒前
魔法梅莉发布了新的文献求助10
1秒前
tutu发布了新的文献求助10
1秒前
怡然的梦之完成签到,获得积分10
3秒前
yy发布了新的文献求助10
4秒前
威武千凝完成签到,获得积分10
4秒前
lzd发布了新的文献求助10
6秒前
77发布了新的文献求助10
6秒前
打打应助maguodrgon采纳,获得30
6秒前
超帅巨人完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
Aaaa完成签到 ,获得积分10
8秒前
英姑应助苏su采纳,获得10
9秒前
sandy发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
栖风发布了新的文献求助10
13秒前
李义志发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
orixero应助名称不是重点采纳,获得10
14秒前
认真的跳跳糖完成签到,获得积分10
15秒前
大力的鱼完成签到,获得积分10
16秒前
李健的小迷弟应助喜乐采纳,获得10
16秒前
new发布了新的文献求助10
16秒前
ONE完成签到 ,获得积分10
17秒前
AU发布了新的文献求助10
17秒前
SciGPT应助震震采纳,获得10
17秒前
19秒前
21秒前
22秒前
liu95完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
动听驳完成签到 ,获得积分10
24秒前
lxl完成签到,获得积分10
24秒前
hh完成签到,获得积分10
24秒前
xu发布了新的文献求助10
25秒前
李小光完成签到,获得积分10
26秒前
曹博发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6026035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7666692
关于积分的说明 16181182
捐赠科研通 5173867
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2768512
邀请新用户注册赠送积分活动 1751844
关于科研通互助平台的介绍 1637873