Модель прогнозирования остаточного ресурса подшипников качения по вибрационному сигналу с использованием алгоритмов XGBoost, Random Forest, LSTM - TU

Модель прогнозирования остаточного ресурса подшипников качения по вибрационному сигналу с использованием алгоритмов XGBoost, Random Forest, LSTM

Abstract

Представлен подход к прогнозированию остаточного срока службы подшипников качения на основе анализа одноканального акселерометрического вибрационного сигнала. Для классификации текущего состояния подшипников (норма/неисправность) использован алгоритм Random Forest, а для оценки остаточного ресурса применены модели XGBoost и LSTM, обученные на производных статистических признаках вибросигнала. Обучение и валидация моделей выполнены на открытом экспериментальном наборе NASA Bearing Dataset, содержащем записи вибрации подшипников вплоть до их полного отказа. Показано, что использование ограниченного числа простых временных и частотных признаков обеспечивает высокую точность классификации (до 98–99 %) при невысокой вычислительной сложности. Визуализация динамики прогнозируемого остаточного ресурса во времени и анализ значимости признаков с помощью метода SHAP подтверждают применимость разработанной модели в задачах технической диагностики, мониторинга состояния и предиктивного обслуживания подшипниковых узлов.

Keywords

остаточный срок службы, подшипники качения, предиктивное обслуживание, вибродиагностика, вибросигнал, XGBoost, Random Forest, LSTM, машинное обучение, интерпретация модели, NASA Bearing Dataset.

Your browser does not support PDFs. Download it instead.

publication date:2026-07-23
article views:0