論文の概要: Physically-Constrained Mamba-SDE for Remaining Useful Life Prediction under Irregular Observations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01894v1
- Date: Mon, 01 Jun 2026 08:37:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-02 21:34:31.618943
- Title: Physically-Constrained Mamba-SDE for Remaining Useful Life Prediction under Irregular Observations
- Title(参考訳): 不規則観測下における生活予測のための身体拘束型マンバSDE
- Authors: Deyu Zhuang, Peiliang Gong, Yang Shao, Liyuan Shu, Qi Zhu, Xiaoli Li, Daoqiang Zhang,
- Abstract要約: 不規則な観測下でのロバストなRUL予測のための統合連続時間フレームワークであるPC-MambaSDEを提案する。
具体的には、パラメトリック整合ハイブリッドドリフトを用いた物理誘導潜水SDEを設計する。
また,現実的な産業不完全性をシミュレートするハイブリッド不規則性生成手法を開発した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 26.807602340696047
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate Remaining Useful Life prediction is critical for industrial predictive maintenance. However, real-world deployment is challenging due to the irregular nature of sensor observations, characterized by asynchronous sampling, burst missingness, and temporal jitter. Compounding this issue, purely data-driven models often generate physically implausible degradation trajectories that violate the irreversible nature of damage accumulation. To address this, we propose PC-MambaSDE, a unified continuous-time framework for robust RUL prediction under irregular observations. Specifically, we design a Mask-Aware Continuous Mamba Encoder that explicitly leverages observation masks to extract context-rich control signals. Furthermore, we introduce a Physics-Guided Latent SDE with parametrically rectified hybrid drift, superimposing a global physical bias to enforce monotonic degradation even amid severe observation gaps. Additionally, we formulate RUL prediction as a boundary value problem via a Terminal Degradation Penalty, which decouples a Health Index dimension and applies a penalty loss to guide trajectories toward the failure state. Theoretically, we prove that our variational objective is mathematically equivalent to minimizing the KL divergence via Girsanov's theorem, and we guarantee the global asymptotic stability of the learned dynamics through Lyapunov analysis. To enable rigorous evaluation, we develop a Hybrid Irregularity Generation Scheme that simulates realistic industrial imperfections. Extensive experiments on public benchmarks demonstrate that PC-MambaSDE significantly outperforms state-of-the-art methods, particularly under extreme observation scarcity, validating the efficacy of embedding physical priors into continuous-time latent dynamics.
- Abstract(参考訳): 正確な余命予測は、産業の予測維持に不可欠である。
しかし、非同期サンプリング、バースト欠如、時間ジッタを特徴とするセンサ観測の異常な性質のため、現実の展開は困難である。
この問題を複雑にすると、純粋にデータ駆動モデルはしばしば、損傷蓄積の不可逆的な性質に反する物理的に不可解な劣化軌道を生成する。
そこで本稿では,不規則な観測下でのロバストなRUL予測のための統合連続時間フレームワークであるPC-MambaSDEを提案する。
具体的には、観測マスクを明示的に活用し、文脈に富む制御信号を抽出するマスク対応連続型マンバエンコーダを設計する。
さらに,パラメトリック補正ハイブリッドドリフトを用いた物理誘導型潜伏型SDEを導入する。
さらに,RUL予測を端末劣化法により境界値問題として定式化し,健康指標の次元を分解し,障害状態への軌道案内にペナルティ損失を適用した。
理論的には、我々の変分目的は、ジルサノフの定理によるKLの発散を最小化することと数学的に等価であることを証明し、リャプノフ解析による学習力学の大域的漸近安定性を保証する。
厳密な評価を可能にするために,現実的な産業不完全性をシミュレートするハイブリッド不規則性生成手法を開発した。
PC-MambaSDEは、特に極度の観測不足下では最先端の手法を著しく上回り、物理前駆体を連続時間潜時力学に埋め込むことの有効性が実証された。
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