시계열 특징을 갖는 선박용 공기 압축기 전류 데이터의 이상 탐지 알고리즘 적용 실험 (Experimental Study on Application of an Anomaly Detection Algorithm in Electric Current Datasets Generated from Marine Air Compressor with Time-series Features)

서지정보

· 발행기관 : 해양환경안전학회
· 수록지 정보 : 해양환경안전학회지 / 27권 / 1호 / 127 ~ 134페이지
· 저자명 : 이정형

초록

본 연구는 선박용 공기압축기의 상태기반보전 시스템에 필요한 이상치 탐지 알고리즘 적용에 대한 실험적 연구로서 고장모사 실험을 통해 시계열 전류 센서 데이터를 이용한 이상탐지 적용 가능성을 확인하였다. 고장 유형 10개에 대해 실험실 규모의 고장 모사 실험을 수행하여 정상 운전데이터와 고장 데이터를 구축하였다. 실험 결과 구축된 이상탐지 모델은 시계열 데이터의 주기에 변화를 유발하는 이상은 잘 탐지하는 반면 미세한 부하 변동에 대한 탐지 성능은 떨어졌다. 또한 오토인코더를 이용한 시계열 이상탐지 모델은 입력 시퀀스의 길이와 초모수 조정에 따라 이상 탐지 성능이 상이한 것으로 나타났다.

영어초록

In this study, an anomaly detection (AD) algorithm was implemented to detect the failure of a marine air compressor. A lab-scale experiment was designed to produce fault datasets (time-series electric current measurements) for 10 failure modes of the air compressor. The results demonstrated that the temporal pattern of the datasets showed periodicity with a different period, depending on the failure mode. An AD model with a convolutional autoencoder was developed and trained based on a normal operation dataset. The reconstruction error was used as the threshold for AD. The reconstruction error was noted to be dependent on the AD model and hyperparameter tuning. The AD model was applied to the synthetic dataset, which comprised both normal and abnormal conditions of the air compressor for validation. The AD model exhibited good detection performance on anomalies showing periodicity but poor performance on anomalies resulting from subtle load changes in the motor.

참고자료

· 없음