In an effort to advocate the research for a deep learning-based machine failure detection system, we present a case study of our proposed system based on a tiny sound dataset. Our case study investigates a variational autoencoder (VAE) for augmenting a small drill sound dataset from Valmet AB. A Valmet dataset contains 134 sounds that have been divided into two categories: "Anomaly" and "Normal" recorded from a drilling machine in Valmet AB, a company in Sundsvall, Sweden that supplies equipment and processes for the production of biofuels. Using deep learning models to detect failure drills on such a small sound dataset is typically unsuccessful. We employed a VAE to increase the number of sounds in the tiny dataset by synthesizing new sounds from original sounds. The augmented dataset was created by combining these synthesized sounds with the original sounds. We used a high-pass filter with a passband frequency of 1000 Hz and a low-pass filter with a passband frequency of 22\kern 0.16667em000 Hz to pre-process sounds in the augmented dataset before transforming them to Mel spectrograms. The pre-trained 2D-CNN Alexnet was then trained using these Mel spectrograms. When compared to using the original tiny sound dataset to train pre-trained Alexnet, using the augmented sound dataset enhanced the CNN model's classification results by 6.62\%(94.12\% when trained on the augmented dataset versus 87.5\% when trained on the original dataset).


翻译:为了倡导对基于深学习的机器故障检测系统的研究,我们提出了一个基于微小声音数据集的关于我们拟议系统的案例研究。我们的案例研究调查了一个变异自动编码器(VAE),用于增加Valmet AB的小型钻机声音数据集。Valmet数据集包含134个声音,这些声音被分为两类:“异常”和“正常”声音,这些声音来自位于瑞典Sundsvall的一家公司Valmet AB的钻井机,该钻机为生产生物燃料提供设备和流程。利用深层学习模型检测这种小声音数据集上的故障钻针通常不成功。我们使用变换原始声音的新声音来增加小数据集中的音量。我们使用高传感过滤器,传感频率为1000赫兹,低传感过滤器为22\kern 0.667em000 Hz至预处理器,在将原始数据转换为Melrchemet之前,使用经过强化的亚历克斯克勒克勒的原始数据转换为原始数据。

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