Publication

Domain knowledge-informed synthetic fault sample generation with health data map for cross-domain planetary gearbox fault diagnosis

Olga Fink, Jongmoon Ha
2023
Article
Résumé

Extensive research has been conducted on fault diagnosis of planetary gearboxes using vibration signals and deep learning (DL) approaches. However, DL-based methods are susceptible to the domain shift problem caused by varying operating conditions of the gearbox. Although domain adaptation and data synthesis methods have been proposed to overcome such domain shifts, they are often not directly applicable in real-world situations where only healthy data is available in the target domain. To tackle the challenge of extreme domain shift scenarios where only healthy data is available in the target domain, this paper proposes two novel domain knowledge-informed data synthesis methods utilizing the health data map (HDMap). The two proposed approaches are referred to as scaled CutPaste and FaultPaste. The HDMap is used to physically represent the vibration signal of the planetary gearbox as an image-like matrix, allowing for visualization of fault-related features. CutPaste and FaultPaste are then applied to generate faulty samples based on the healthy data in the target domain, using domain knowledge and fault signatures extracted from the source domain, respectively. In addition to generating realistic faults, the proposed methods introduce scaling of fault signatures for controlled synthesis of faults with various severity levels. A case study is conducted on a planetary gearbox testbed to evaluate the proposed approaches. The results show that the proposed methods are capable of accurately diagnosing faults, even in cases of extreme domain shifts, and can estimate the severity of faults that have not been previously observed in the target domain.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (32)
Transmission (mécanique)
Une transmission est un dispositif mécanique permettant de transmettre, ou convertir, un mouvement d'une pièce à une autre. Cet élément de la chaîne d'énergie a pour fonction l'adaptation du couple et de la vitesse entre l'organe moteur et l'organe entraîné. La transmission du mouvement est l'une des fonctions les plus courantes des éléments de la mécanique générale, c'est-à-dire des dispositifs mécaniques destinés à remplacer la main de l'homme.
Train épicycloïdal
Le train épicycloïdal est un dispositif de transmission mécanique. Il a la particularité d'avoir deux degrés de mobilité, comme le différentiel, c’est-à-dire qu'il associe trois arbres ayant des vitesses de rotation différentes avec une seule relation mathématique : il faut fixer les vitesses de deux des arbres pour connaître celle du troisième. Ces trains sont souvent utilisés pour la réduction de vitesse du fait des grands rapports de réduction que cette configuration autorise, à compacité égale avec un engrenage simple.
Semi-automatic transmission
A semi-automatic transmission is a multiple-speed transmission where part of its operation is automated (typically the actuation of the clutch), but the driver's input is still required to launch the vehicle from a standstill and to manually change gears. Semi-automatic transmissions were almost exclusively used in motorcycles and are based on conventional manual transmissions or sequential manual transmissions, but use an automatic clutch system.
Afficher plus
Publications associées (32)

Domain adaptation via alignment of operation profile for Remaining Useful Lifetime prediction

Olga Fink, Ismail Nejjar, Mengjie Zhao

Effective Prognostics and Health Management (PHM) relies on accurate prediction of the Remaining Useful Life (RUL). Data-driven RUL prediction techniques rely heavily on the representativeness of the available time-to-failure trajectories. Therefore, these ...
2024

Center-aware Adversarial Augmentation for Single Domain Generalization

Mathieu Salzmann, Zhiye Wang

Domain generalization (DG) aims to learn a model from multiple training (i.e., source) domains that can generalize well to the unseen test (i.e., target) data coming from a different distribution. Single domain generalization (SingleDG) has recently emerge ...
IEEE COMPUTER SOC2023

TeSLA: Test-Time Self-Learning With Automatic Adversarial Augmentation

Jean-Philippe Thiran, Guillaume Marc Georges Vray, Devavrat Tomar

Most recent test-time adaptation methods focus on only classification tasks, use specialized network architectures, destroy model calibration or rely on lightweight information from the source domain. To tackle these issues, this paper proposes a novel Tes ...
IEEE2023
Afficher plus

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.