論文の概要: Remaining Useful Life Estimation for Turbofan Engines: A Comparative Study of Classical, CNN, and LSTM Approaches
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27234v1
- Date: Wed, 29 Apr 2026 22:11:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-01 16:31:53.825077
- Title: Remaining Useful Life Estimation for Turbofan Engines: A Comparative Study of Classical, CNN, and LSTM Approaches
- Title(参考訳): ターボファンエンジンの寿命評価 : 古典的, CNN, LSTMアプローチの比較検討
- Authors: Astitva Goel, Samarth Galchar, Sumit Kanu,
- Abstract要約: RUL(Remaining Useful Life)推定は、予後・健康管理(PHM)の重要な要素である
本稿では,NASA C-MAPSSターボファンエンジンデータセットを用いたRUL推定のための機械学習手法の比較検討を行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Remaining Useful Life (RUL) estimation is a critical component of Prognostics and Health Management (PHM), enabling proactive maintenance scheduling and reducing unplanned failures in industrial equipment. This paper presents a comparative study of machine learning approaches for RUL estimation on the NASA C-MAPSS turbofan engine dataset: classical baselines (Ridge Regression, Polynomial Ridge, and XGBoost), a 1D Convolutional Neural Network (CNN), and a Long Short-Term Memory (LSTM) network. All models are evaluated on the FD001 and FD003 subsets under an identical preprocessing pipeline to ensure a fair comparison. Among raw-sequence models, the LSTM achieves RMSE of 14.93 and 14.20 on FD001 and FD003 respectively, outperforming the deep LSTM reported by Zheng et al.~\cite{paper} (RMSE 16.14 and 16.18) despite using a simpler single-layer architecture. The 1D CNN achieves RMSE of 16.97 on FD001 and 15.68 on FD003, demonstrating competitive performance on FD003 while producing more conservative RUL predictions on FD001. Ridge Regression is evaluated on raw and engineered features, while other classical models use only engineered inputs. XGBoost achieves an RMSE of 13.36 on FD003, highlighting the competitiveness of nonlinear modeling.
- Abstract(参考訳): Remaining Useful Life (RUL) Estimation (Remaining Useful Life)は、プログノースティックス・アンド・ヘルス・マネジメント(PHM)の重要な要素であり、プロアクティブなメンテナンスのスケジューリングと、産業機器の未計画の故障の低減を可能にする。
本稿では,NASA C-MAPSSターボファンエンジンのデータセットに対するRUL推定のための機械学習手法の比較研究として,古典的ベースライン(Ridge Regression, Polynomial Ridge, XGBoost),1次元畳み込みニューラルネットワーク(CNN),Long Short-Term Memory(LSTM)ネットワークを提案する。
全てのモデルは、同じ前処理パイプラインの下でFD001およびFD003サブセットで評価され、公正な比較が保証される。
原系列モデルの中で、LSTMはFD001とFD003でそれぞれ14.93と14.20のRMSEを達成し、より単純な単一層アーキテクチャを使用しながらも、Zheng et al ~\cite{paper} (RMSE 16.14と16.18) によって報告された深層LSTMよりも優れている。
1D CNNはFD001で16.97、FD003で15.68のRMSEを達成し、FD003で競争性能を示し、FD001でより保守的なRUL予測を生成する。
Ridge Regression は生およびエンジニアリングされた機能に基づいて評価され、他の古典的なモデルはエンジニアリングされた入力のみを使用する。
XGBoost は FD003 上で 13.36 の RMSE を達成し、非線形モデリングの競争力を強調した。
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