論文の概要: Condition monitoring and anomaly detection in cyber-physical systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.09030v1
- Date: Sun, 22 Jan 2023 00:58:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-01-24 15:14:30.904121
- Title: Condition monitoring and anomaly detection in cyber-physical systems
- Title（参考訳）: サイバー物理システムにおける状態監視と異常検出
- Authors: William Marfo, Deepak K. Tosh, Shirley V. Moore
- Abstract要約: 本稿では,サイバー物理システムにおけるロバストで費用対効果の高い異常検出のための最近の機械学習手法の比較分析を行う。
監督された症例では,98%の精度でほぼ完全である。
対照的に、教師なし症例のベストケースの精度は63%であった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.483420384410068
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The modern industrial environment is equipping myriads of smart manufacturing
machines where the state of each device can be monitored continuously. Such
monitoring can help identify possible future failures and develop a
cost-effective maintenance plan. However, it is a daunting task to perform
early detection with low false positives and negatives from the huge volume of
collected data. This requires developing a holistic machine learning framework
to address the issues in condition monitoring of high-priority components and
develop efficient techniques to detect anomalies that can detect and possibly
localize the faulty components. This paper presents a comparative analysis of
recent machine learning approaches for robust, cost-effective anomaly detection
in cyber-physical systems. While detection has been extensively studied, very
few researchers have analyzed the localization of the anomalies. We show that
supervised learning outperforms unsupervised algorithms. For supervised cases,
we achieve near-perfect accuracy of 98 percent (specifically for tree-based
algorithms). In contrast, the best-case accuracy in the unsupervised cases was
63 percent :the area under the receiver operating characteristic curve (AUC)
exhibits similar outcomes as an additional metric.
- Abstract（参考訳）: 現代の工業環境は、各デバイスの状態を継続的に監視できるスマートマニュファクチャリングマシンを多数備えている。
このようなモニタリングは、将来の障害の可能性を識別し、コスト効率の良いメンテナンス計画を開発するのに役立つ。
しかし、収集した膨大な量のデータから、偽陽性や陰性が低い早期検出を行うのは大変な作業である。
これには、高優先度コンポーネントの条件監視の問題に対処するための総合的な機械学習フレームワークの開発と、障害コンポーネントの検出とローカライズが可能な異常検出のための効率的なテクニックの開発が必要となる。
本稿では,サイバー物理システムにおけるロバストでコスト効率のよい異常検出のための機械学習手法の比較分析を行う。
検出は広く研究されているが、異常の局在を分析する研究者はほとんどいない。
教師なし学習は教師なしアルゴリズムよりも優れていることを示す。
教師付きケースでは、ほぼ完全な98%の精度(特に木に基づくアルゴリズム)を達成する。
一方, 教師なし症例のベストケース精度は63%であり, 受信機操作特性曲線(AUC)下において, 同様の結果が得られた。
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