Прогноз ресурса двигателя на NASA C-MAPSS

Задача

Проверить, содержат ли изменения структуры совместного поведения датчиков информацию о деградации двигателя и его остаточном ресурсе.

Данные

Открытый симуляционный набор NASA C-MAPSS FD002: 260 обучающих и 259 тестовых траекторий, 6 условий эксплуатации, один моделируемый тип отказа и 21 сенсорный канал. Основная оценка структурного показателя — на 244 двигателях.

Метод

Совместная динамика датчиков преобразуется в дискретные состояния и переходы. Для последовательности отношений рассчитывается структурная статистика. Изменения этой статистики сопоставляются с Remaining Useful Life. Для числового прогноза используется отдельный предиктор.

Результаты

• Число структурных изменений связано с остаточным ресурсом: r = −0,53, p < 0,001.
• Базовый структурный предиктор показал MAE 38 циклов.
• В обновлённом комбинированном предикторе получена MAE 33 цикла.
• Для сравнения: прогноз по среднему значению в описанном эксперименте показал MAE 45 циклов.

Результаты описанного эксперимента команды на FD002. Версии предиктора и протокол сравнения необходимо учитывать при воспроизведении.

Границы применения

C-MAPSS — симуляционные данные, а не эксплуатационные записи реальной авиакомпании. Работа с набором NASA не означает одобрение технологии агентством. MAE — средняя абсолютная ошибка прогноза ресурса; она не задаёт горизонт предупреждения. Базовый структурный предиктор не превосходит лучшие deep-learning модели этого benchmark по точности. Ограничения включают выбор квантования и усечение математического представления.

Следующий шаг

Самостоятельный промышленный пилот: проверка последовательных сигналов, ложных тревог, устойчивости по режимам и точности ресурса на реальном оборудовании.