Aplicação de algoritmos de aprendizado de máquina na manutenção preditiva: uma análise das técnicas de IA para predição de falhas

Orientado(es)
Doutor Carlos Alexandre Silva
Mestre Daniel Bruno Fernandes Conrado
Doutor Bruno Nonato Gomes
Doutor Diego Oliveira Miranda

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Abstract

With the significant increase in the volume of operational data collected, machine learning algorithms have stood out in identifying the need for predictive maintenance in equipment, especially in scenarios where the partial or total inoperability of a piece of equipment is extremely costly. This study analyzed the feasibility of three algorithms, training them and comparing their performance using synthetic data that simulates real-world scenarios. The results point to strong potential for the use of the Random Forest algorithm, which achieved an accuracy of 0,99 in the tests conducted, with a training time of 0,22 seconds on the test set. Furthermore, this algorithm outperformed the others in all evaluation metrics considered, establishing itself as the most effective approach among those analyzed. Thus, the results obtained can aid in the selection of more efficient algorithms for predictive maintenance in industrial environments with limited data.


Resumo

Com o aumento expressivo do volume de dados operacionais coletados, algoritmos de aprendizado de máquina têm se destacado na identificação da necessidade de manutenção preditiva em equipamentos, principalmente em cenários nos quais a inoperância parcial ou total de algum equipamento é extremamente custosa. Este estudo analisou a viabilidade de três algoritmos, treinando-os e comparando seus desempenhos com dados fictícios que simulam cenários reais. Os resultados apontam um forte potencial para o uso da Floresta Randômica, que alcançou acurácia de 0,99 nos testes realizados, com tempo de treinamento de 0,22 segundo no conjunto de testes. Além disso, esse algoritmo superou os demais em todas as métricas de avaliação consideradas, consolidando-se como a abordagem mais eficaz entre as analisadas. Dessa forma, os resultados obtidos podem auxiliar na escolha de algoritmos mais eficientes para manutenção preditiva em ambientes industriais com dados limitados.

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