論文の概要: Semantic Feature Segmentation for Interpretable Predictive Maintenance in Complex Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14318v1
• Date: Thu, 14 May 2026 03:29:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.603393
• Title: Semantic Feature Segmentation for Interpretable Predictive Maintenance in Complex Systems
• Title（参考訳）: 複合システムにおける解釈可能な予測保守のための意味的特徴分割
• Authors: Emilio Mastriani, Alessandro Costa, Federico Incardona, Kevin Munari, Sebastiano Spinello,
• Abstract要約: 本研究では,監視対象の機能空間を標準コンポーネントに分解するセグメンテーションフレームワークを提案する。 標準空間は、複数の時間的構成をまたいだ残留空間よりも予測リスクが低いことを示す。 これらの結果は,意味的特徴分節化が監視信号の解釈および情報遅延分解をもたらすことを示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.94429692322632
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Predictive maintenance in complex systems is often complicated by the heterogeneity and redundancy of monitored variables,which can obscure fault-relevant information and reduce model interpretability. This work proposes a semantic feature segmentation framework that decomposes the monitored feature space into a canonical component,expected to retain the dominant predictive information, and a residual component containing structurally peripheral signals. The segmentation is defined through domain informed criteria and sets up monitoring variables into functional groups reflecting operational mechanisms such as throughput,latency,pressure,network activity,and structural state. To evaluate the effectiveness of this decomposition, we adopt a predictive perspective in which expected predictive risk is used as an operational proxy for task-relevant information. Experimental results obtained through time-aware cross-validation show that the canonical space consistently achieves lower predictive risk than the residual space across multiple temporal configurations, indicating that the semantic segmentation concentrates the most relevant information for fault anticipation. In addition, the canonical segments exhibit significantly stronger intra-segment coherence than inter-segment dependence, and this structural organization remains stable after redundancy reduction. When compared with the full feature space and with a Principal Component Analysis (PCA) representation, the canonical space carries out comparable predictive performance and furthermore preserves the semantic meaning of the original variables. These findings suggest that semantic feature segmentation provides an interpretable and information-preserving decomposition of monitoring signals, enabling competitive predictive performance without sacrificing the operational interpretability required in predictive maintenance applications.
• Abstract（参考訳）: 複雑なシステムの予測的メンテナンスは、監視変数の不均一性と冗長性によって複雑になることが多い。 本研究では、監視対象の特徴空間を標準成分に分解し、支配的な予測情報を保持するための意味的特徴分割フレームワークと、構造的周辺信号を含む残留成分を提案する。 セグメンテーションはドメインインシデント基準によって定義され、監視変数をスループット、レイテンシ、プレッシャ、ネットワークアクティビティ、構造状態などの運用メカニズムを反映する機能グループに設定する。 この分解の有効性を評価するために,タスク関連情報の操作プロキシとして予測リスクが使用される予測視点を採用した。 経時的クロスバリデーションにより得られた実験結果から、標準空間は複数の時間的構成にわたる残留空間よりも低い予測リスクを連続的に達成し、意味セグメンテーションが断層予測に最も関連性の高い情報に集中していることが示唆された。 さらに, 正準セグメントは断面積依存性よりも, 断面積内コヒーレンスが非常に強く, この構造構造は冗長性低減後も安定している。 完全な特徴空間と主成分分析(PCA)表現と比較すると、標準空間は同等な予測性能を示し、さらに元の変数の意味を保存している。 これらの結果から,セマンティックな特徴セグメンテーションは,監視信号の解釈および情報保存を可能とし,予測保守アプリケーションに必要な操作的解釈性を犠牲にすることなく,競争力のある予測性能を実現することが示唆された。

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