論文の概要: Serverless gossip training of LSTM failure detectors: A matched-protocol comparison with federated, local and centralized learning on NASA C-MAPSS
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.35792v1
- Date: Thu, 17 Sep 2026 03:34:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-05 14:48:16.2667
- Title: Serverless gossip training of LSTM failure detectors: A matched-protocol comparison with federated, local and centralized learning on NASA C-MAPSS
- Title(参考訳): LSTM故障検出装置のサーバーレスゴシップトレーニング:NASA C-MAPSSにおけるフェデレーション、局所学習および集中学習との比較
- Abstract要約: Federated Averaging (FedAvg)は、これを集中集約で解決する。
我々は、同期リングゴシップをFedAvgと比較し、局所訓練を分離し、LSTMを集中的に参照する。
FD001では、FedAvgの89.9 +/-1.1%、ローカルトレーニングの83.6 +/-6.7%、集中トレーニングの93.5 +/-2.1%に対して、Gossipは89.6 +/-1.3%のターミナルウインドウF1に達した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.745073422125925
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Industrial predictive maintenance increasingly depends on learning from equipment spread across sites whose sensor data cannot easily be pooled. Federated averaging (FedAvg) solves this with a central aggregation server; gossip learning removes the server, but its behaviour for recurrent failure-detection models has not been measured under controlled conditions. We compare synchronous ring gossip with FedAvg, isolated local training and a centralized reference for a stacked LSTM that detects imminent failure on the NASA C-MAPSS turbofan benchmark. All methods share one open implementation, architecture, initialization, optimizer, data split and training budget, and the primary endpoint uses one terminal window per test engine to avoid the statistical dependence of overlapping windows. On FD001 (five seeds), gossip reached a terminal-window F1 of 89.6 +/- 1.3%, compared with 89.9 +/- 1.1% for FedAvg, 83.6 +/- 6.7% for local training and 93.5 +/- 2.1% for centralized training, while transmitting the same payload as FedAvg without a coordinator. Node models agreed closely but not exactly (1.8% pairwise decision disagreement versus 5.6% without communication). Across FD002-FD004, peer communication improved terminal-window F1 over local training by 13-28 points; gossip matched FedAvg on FD003 and FD004 but was 4.3 points lower on the multi-condition FD002 subset. Simulated message loss, node failure and server outage changed neither method appreciably, whereas larger rings degraded gossip faster. Ring gossip is therefore a practical serverless alternative when data heterogeneity is moderate, and faster-mixing topologies become important as heterogeneity grows.
- Abstract(参考訳): 産業の予測的メンテナンスは、センサーデータが簡単にプールできない場所に広がる機器からの学習にますます依存している。
フェデレート平均化(FedAvg)は、これを集中集約サーバで解決する。ゴシップ学習はサーバを除去するが、繰り返し発生する障害検出モデルに対する振る舞いは、制御された条件下で測定されていない。
我々は、同期リングゴシップをFedAvgと比較し、局所訓練を分離し、NASAのC-MAPSSターボファンベンチマークにおける差し迫った故障を検出するLSTMを集中的に参照した。
すべてのメソッドは1つのオープン実装、アーキテクチャ、初期化、オプティマイザ、データ分割、トレーニング予算を共有している。
FD001(5つの種子)では、ゴシップはFedAvgの89.9 +/- 1.1%、ローカルトレーニングの83.6 +/- 6.7%、集中トレーニングの93.5 +/- 2.1%に対して、FedAvgと同じペイロードをコーディネータなしで送信した。
ノードモデルは密接に一致しているが、正確には一致していない(1.8%)。
FD002-FD004では、FD003とFD004ではゴシップがFedAvgと一致したが、マルチ条件のFD002サブセットでは4.3ポイント低かった。
シミュレーションされたメッセージ損失、ノードの障害、サーバの停止はどちらのメソッドも良好に変化しなかったが、より大きなリングはゴシップを高速化した。
したがって、データ不均一性が適度であり、高速な混合トポロジが重要になる場合、リングゴシップは実用的なサーバレス代替手段である。
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