@MASTERSTHESIS{ 2025:1462380775, title = {Modelagem computacional dirigida por dados para diagnosticar falhas de rolamentos e cavitação em bombas centrífugas}, year = {2025}, url = "https://tede.unioeste.br/handle/tede/7472", abstract = "A modelagem computacional baseada em aprendizado de máquina tem se destacado em aplicações no âmbito das Engenharias, especificamente no monitoramento e classificação da degradação de componentes críticos. Nesta pesquisa, foram desenvolvidos modelos de aprendizado de máquina para monitorar a ocorrência do fenômeno de cavitação em bombas centrífugas e defeitos em rolamentos por meio de sinais temporais registrados por sensores. Os dados experimentais são de origem da Case Western Reserve University (CWRU) e UWA System Health Lab Prognostics Data Library (SPDL) que envolvem os tipos e intensidades falhas em rolamentos esféricos e a presença do fenômeno de cavitação por meio de acelerômentros. O enfoque desta pesquisa está na construção da solução computacional à preparação dos dados e extração das características, utilizando a técnica de contagem de hits e a Transformada de Fourier de Curto Tempo (TFCT). A primeira envolve o cálculo de diversos parâmetros que definem a forma da onda no domínio do tempo, a exemplo da duração do hit, o tempo para atingir a maior amplitude e a energia do intervalo hit. A segunda transforma o sinal do domínio do tempo em um espectrograma de frequência por tempo e posteriormente em imagens. Na identificação e classificação dos padrões foram utilizados dois modelos de aprendizado de máquina baseados em redes neurais: uma Rede Neural Multicamadas de Perceptrons (RNMP), que utiliza parâmetros da técnica de contagem de hits, e uma Rede Neural Convolucional (RNC), que emprega imagens geradas pela TFCT. Os resultados obtidos com o modelo RNMP utilizando dados experimentais de vibração da Case Western Reserve University, mostraram uma acurácia de 69,50%, precisão de 67,07%, recall de 73,50% e F1-score de 68,63%. Já o modelo RNC apresentou uma acurácia de 93,90%, precisão de 93,41%, recall de 93,77% e F1-score de 92,98%. Enquanto que os resultados obtidos com os modelos RNMP para os dados de UWA System Health Lab Prognostics Data Library mostraram uma acurácia de 77,90%, precisão de 76,25%, recall de 75,68% e F1-score de 76,25%. Já o modelo RNC os valores foram 89,17% de acurárica, precisão de 87,57%, recall de 88,05% e F1-score de 87,80%. Esses resultados foram análisados utilizando validação cruzada K-fold, matriz de confusão e comparação de desempenho com os modelos de aprendizado de máquina do artigo de referência. Além disso, foi realizada uma análise estatística para definir parâmetros como limiar e janelamento do sinal, bem como para a criação de rótulos.", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação}, note = {Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas} }