With the increasing availability of data for Prognostics and Health Management (PHM), Deep Learning (DL) techniques are now the subject of considerable attention for this application, often achieving more accurate Remaining Useful Life (RUL) predictions. However, one of the major challenges for DL techniques resides in the difficulty of obtaining large amounts of labelled data on industrial systems. To overcome this lack of labelled data, an emerging learning technique is considered in our work: Self-Supervised Learning, a sub-category of unsupervised learning approaches. This paper aims to investigate whether pre-training DL models in a self-supervised way on unlabelled sensors data can be useful for RUL estimation with only Few-Shots Learning, i.e. with scarce labelled data. In this research, a fatigue damage prognostics problem is addressed, through the estimation of the RUL of aluminum alloy panels (typical of aerospace structures) subject to fatigue cracks from strain gauge data. Synthetic datasets composed of strain data are used allowing to extensively investigate the influence of the dataset size on the predictive performance. Results show that the self-supervised pre-trained models are able to significantly outperform the non-pre-trained models in downstream RUL prediction task, and with less computational expense, showing promising results in prognostic tasks when only limited labelled data is available.


翻译:随着用于预测和健康管理(PHM)的数据越来越多,深入学习(DL)技术现在成为这一应用的相当关注对象,往往能够实现更准确的剩余有用生命(RUL)预测,然而,DL技术面临的一个主要挑战在于难以获得大量工业系统标签数据。为了克服这种缺乏贴标签数据的现象,我们在工作中考虑一种新兴的学习技术:自我监督学习,这是不受监督的学习方法的一个亚类。本文件旨在调查在未贴标签的传感器数据上以自我监督的方式对DL模型进行训练前的培训是否对RUL估算有用,只有很少的Shots学习,即标签数据稀缺。在这项研究中,通过对铝合金板(典型的航空航天结构)的RUL估算,解决疲劳损害预测问题,只有从压力测量数据中获得疲劳的裂痕。由压力数据组成的合成数据集用于广泛调查数据设置的DLUL的影响,在预测前期性成本分析中,在预测性评估前的模型中显示数据规模有限。结果显示,在预测性评估前的自我调整后,在预测性任务中显示,在预测性成本分析前的自我分析中显示,自我分析后,结果显示,结果显示,在预测前的自我分析中显示,结果显示,结果显示,在预测性能较弱的自我分析后进行不甚低。

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