شماره مدرك
21096
شماره راهنما
18090
پديد آورنده
محمدباقري، مريم
عنوان
كاربرد شبكههاي بيزي در تشخيص عيب موتورهاي احتراق جرقهاي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
علوم داده
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
دوازده، 99ص. : مصور، جدول
توصيفگر ها
شبكه بيزي , تشخيص عيب , تعمير و نگهداري , تحليل حساسيت , يادگيري ساختار
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/16
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/17
كد ايرانداك
23157498
چكيده فارسي
در دنياي مدرن، همگام با توليد كالا، ايجاد و اعمال تمهيدات تعمير و نگهداري اهميت زيادي دارد تا ايمني كاربران و روند صحيح خدمتدهي تضمين شود و خسارتهاي ناشي از وقوع عيب كاهش يابد. در ساخت خودرو، بهدليل ارتباط مستقيم كاربر با محصول، تمهيدات تعمير و نگهداري با رويكردي متفاوت دنبال ميشود تا با بهرهگيري از جديدترين روشهاي پيشبينانه از وقوع حوادثي كه ميتوانند هزينههاي جاني و مالي تحميل كنند، جلوگيري شود. روشهاي يادگيري ماشين نقش فزايندهاي در تعمير و نگهداري پيشبينانه دارند. در اين ميان، براي تعمير و نگهداري، شبكههاي بيزي (BN)به دليل ماهيت علّي خود،گزينهي مناسبي براي پيشبيني عيب به شمار ميآيند؛ زيرا ساختار علّي آنها نهتنها از تشخيص عيب پشتيباني ميكند، بلكه ميتواند انتشار عيب را مدلسازي كند و تحليل علّت ريشهاي را نيز ممكن سازد. در اين پژوهش، روشي براي تكميل شبكهبيزي با هدف تشخيص عيب بر مبناي مجموعهدادهي EngineFaultDB (مجموعهدادهي موتور خودرو)، مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا يك متخصص خبره، اسكلت علّي را مشخص كرد اما به دليل محدوديت مشاهدات حسگرها، براي گرههاي عيب والد مستقيمي تعيين نشد. براي تكميل شبكهبيزي، از روشهاي آماري و حساسيتمحور مانند Random Forest، XGBoost، SHAP، LASSO، Morris، Mutual Information، Permutation importance، Spearman Correlation، MRMR، FAST، RBD و Sobol استفاده شد. همچنين، مطابق با روشهاي پيشنهادي در پيشينهي تحقيق، روشي مبتني بر Noisy-OR و بوتاسترپ پيادهسازي شد. علاوه بر اين، چهار الگوريتم يادگيري تقريبي ساختار شبكهبيزي شاملPC ، Tabu Search، GFlowNetو MCMC پيادهسازي و از نظر دقت تشخيص عيب ارزيابي شد. اين مدلها براي فراهمكردن مراجع دقيق و فاقد وابستگي به علّيت و همچنين آزمون اين پرسش گنجانده شدند كه آيا اعمالِ قيود علّيِ خبره موجب تغيير در دقت ميشود يا خير. نتايج مقايسهاي نشان داد كه اصرار بر حفظ روابط علّي مدّنظر متخصص خبره، منجر به از دستدادن دقتي كه الگوريتمهاي يادگيري ساختار فراهم ميكند، نميشود و روشهاي Sobol5، Morris3 و FAST4 بيشترين دقت گزارششده را ميان روشهاي مختلف دارند. همچنين اين دقت در مقايسه با دقت اعلامي در پژوهش مرتبط با EngineFaultDB با مقدار% 75، در عين حفظ روابط علّي دقت ٪72.8 كسب شده كه نزديك به دقت پيشينهي روشهاي آماري و بيتوجه به روابط علّي است.
چكيده انگليسي
In modern world, alongside production, one of the most important tasks is the establishment and implementation of maintenance measures to ensure user safety, service continuity, and reduction of damage caused by failures. In car manufacturing, due to the close interaction between the user and the product, maintenance practices are pursued with a distinct approach, relying increasingly on predictive strategies to prevent incidents that could impose severe financial and human costs. Machine learning methods play a growing role in predictive maintenance. Among them, Bayesian networks (BNs) are attractive because their causal structure not only supports fault detection but also models fault propagation and enables root cause analysis. In this research, a method was developed to extend a Bayesian Network for fault detection using the EngineFaultDB car-engine dataset. A domain expert first specified an initial causal skeleton; however, due to sensor limitations, no direct parents were assigned to fault nodes. To complete the causal BN, a range of statistical and sensitivity-based methods were applied, including Random Forest, XGBoost, SHAP, LASSO, Morris, mutual information, permutation importance, Spearman Correlation, MRMR, FAST, RBD, and Sobol. In addition, following recommendations from prior studies, a Noisy-OR parameterization with bootstrap aggregation was implemented. Beyond this, four BN structure-learning algorithms including PC, Tabu Search, GFlowNet, and MCMC were implemented and evaluated in terms of fault-detection accuracy. These models were included both as high-accuracy, causality-agnostic references and to test whether applying expert-defined causal constraints results in an accuracy trade-off. Comparative results showed that enforcing causal relations specified by the expert did not reduce accuracy relative to structure-learning algorithms. Among the sensitivity-based approaches, Sobol5, Morris3, and FAST4 achieved the highest reported accuracy. Furthermore, in comparison with the published baseline on EngineFaultDB, which reported 75% accuracy, the proposed approach achieved approximately 72.8% accuracy while still preserving causal relations, very close to the peak accuracy of purely data-driven methods.
استاد راهنما
زينب مالكي , ايمان ايزدي نجف آبادي
استاد مشاور
محسن دوازده امامي
استاد داور
حسين فلسفين , محمدرضا حيدرپور