A new approach to diagnostic symptom assessment based on information content measures

• Autorzy: Gałka T.

Warianty tytułu

PL

Nowa metoda oceny symptomów diagnostycznych oparta na miarach zawartości informacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A complex diagnostic object typically generates a large number of diagnostic symptoms. For proper lifetime consumption monitoring it is necessary to select those which best represent technical condition deterioration. Such selection may be based on the Singular Value Decomposition method. The paper presents a novel alternative approach, which employs an information content measure. As the end of object life is approached, symptoms are to an increasing extent dominated by deterministic lifetime consumption processes and therefore become more predictable. Thus symptoms with the highest information content decrease rate should be considered most useful. For a proper assessment, however, symptom sensitivity to condition parameters should also be addressed. A new measure referred to as representativeness factor is proposed. Suitability of such approach is demonstrated for the fluid-flow system of a large steam turbine.

PL

Złożone obiekty diagnozowania zwykle są źródłem wielu symptomów diagnostycznych. Dla właściwego monitorowania wyczerpywania żywotności należy wybrać te z nich, które najlepiej odwzorowują degradację stanu technicznego. Wybór ten można oprzeć na metodzie rozkładu względem wartości szczególnej. W pracy przedstawiono nowatorskie alternatywne podejście, w którym wykorzystuje się miarę zawartości informacji. Wraz ze zbliżaniem się do końca życia obiektu symptomy są w coraz większym stopniu określone przez deterministyczne procesy ubytku żywotności, a zatem stają się coraz bardziej przewidywalne. Za najbardziej użyteczne należy zatem uznać symptomy z najszybszym spadkiem zawartości informacji. We właściwej ocenie należy jednak uwzględnić także wrażliwość symptomu na parametry stanu. Zaproponowano nową miarę określoną jako współczynnik reprezentatywności. Przydatność takiego podejścia została zademonstrowana na przykładzie układu przepływowego turbiny parowej.

Słowa kluczowe

EN

lifetime consumption; diagnostic symptom; information content

PL

wyczerpywanie żywotności; symptom diagnostyczny; zawartość informacji

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 17, No. 3
• Strony: 103--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gałka T.

• Institute of Power Engineering – Research Institute 8 Mory St, 01-330 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] Cempel C.: Multidimensional condition monitoring of mechanical systems in operation. Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 17, No. 6, 2003, pp. 1291-1303.
• [2] Gałka T.: Application of the Singular Value Decomposition method in steam turbine diagnostics. Proceedings of the CM2010/ MFPT2010 Conference, Stratford-upon-Avon, UK, 2010, paper No. 107.
• [3] Gałka T.: Evolution of Symptoms in Vibration-Based Turbomachinery Diagnostics. ITeE Publishing House, Radom, 2013.
• [4] Rényi A.: On measures of entropy and information. Proceedings of the 4th Berkeley Symposium on Mathematics, Statistics and Probability, 1961, pp. 547-561.
• [5] Shannon C.E., Weaver W.: The Mathematical Theory of Communication, University of Illinois Press, Urbana, USA, 1949.
• [6] Maszczyk T., Duch W.: Comparison of Shannon, Rényi and Tsallis entropies used in decision trees, Lecture Notes in Computer Science, vol. 5097, 2008, pp. 643-651.
• [7] Taneja. I.J.: Generalized Information Measures and Their Applications, on-line book: www.mtm.ufsc.br/~taneja/book/book.html, 2001.
• [8] Gałka T.: A comparison of two symptom selection methods in vibration-based turbomachinery diagnostics. Journal of Vibroengineering, vol. 17, issue 7, 2015, pp. 3505-3514.
• [9] Hodge V.I., Austin J.: A survey of outlier detection methodologies, Artificial Intelligence Review, vol. 22, 2004, pp. 85-126.
• [10] Gałka T: On the application of Shannon entropy and continuous entropy in the evaluation of diagnostic symptoms. International Journal of Condition Monitoring, vol. 5, No. 3, October 2015, pp. 12-17.
• [11] Gałka T.: Influence of load and interference in vibration-based diagnostics of rotating machines. Advances and Applications in Mechanical Engineering and Technology, vol. 3, No. 1, 2011, pp. 1-19.
• [12] Orłowski Z.: A model for operational diagnostics of steam turbines. Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 9, 1995, pp. 215-222.
• [13] NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, www.itl.nist.gov/div898/handbook/, January 21, 2016.
• [14] Maronna R.A., Martin D., Yohai V.J.: Robust Statistics. Theory and Methods, John Wiley, 2006.