Remaining Useful Life (RUL) estimation plays a critical role in Prognostics and Health Management (PHM). Traditional machine health maintenance systems are often costly, requiring sufficient prior expertise, and are difficult to fit into highly complex and changing industrial scenarios. With the widespread deployment of sensors on industrial equipment, building the Industrial Internet of Things (IIoT) to interconnect these devices has become an inexorable trend in the development of the digital factory. Using the device's real-time operational data collected by IIoT to get the estimated RUL through the RUL prediction algorithm, the PHM system can develop proactive maintenance measures for the device, thus, reducing maintenance costs and decreasing failure times during operation. This paper carries out research into the remaining useful life prediction model for multi-sensor devices in the IIoT scenario. We investigated the mainstream RUL prediction models and summarized the basic steps of RUL prediction modeling in this scenario. On this basis, a data-driven approach for RUL estimation is proposed in this paper. It employs a Multi-Head Attention Mechanism to fuse the multi-dimensional time-series data output from multiple sensors, in which the attention on features is used to capture the interactions between features and attention on sequences is used to learn the weights of time steps. Then, the Long Short-Term Memory Network is applied to learn the features of time series. We evaluate the proposed model on two benchmark datasets (C-MAPSS and PHM08), and the results demonstrate that it outperforms the state-of-art models. Moreover, through the interpretability of the multi-head attention mechanism, the proposed model can provide a preliminary explanation of engine degradation. Therefore, this approach is promising for predictive maintenance in IIoT scenarios.


翻译:在预测和健康管理(PHM)中,传统的机器健康维护系统往往费用昂贵,需要足够的先前专门知识,难以适应高度复杂和不断变化的工业情景。随着工业设备传感器的广泛部署,建立工业Times Internet(IIoT)以连接这些装置已成为数字工厂发展过程中一个不可阻挡的趋势。利用IIoT收集的装置实时操作数据,通过RUL预测算法获得估计的RUL实时操作数据,PHM系统可以为该装置制定积极主动的维护措施,从而降低维护费用,减少运行过程中的故障时间。本文对工业设备上其余有用的生命预测模型进行研究,在IIoT情景中,建立工业Tmus Internet(IIo)的工业互联网互联网互联网网络,并总结RUL的发动机预测模型发展的基本步骤。在此基础上,提议了RULO的模型估算模式。它利用多位关注机制将多维时间序列数据解释结果整合到运行过程中的多维度数据序列中,在使用这一模型时程中,我们使用的是用于长期测测测测测测的系统。

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