论文

FreqCondNorm:以频率条件归一化支持跨域预测性维护

FreqCondNorm: Towards Cross-domain Predictive Maintenance through a Frequency-Conditioned Transformer Foundation Model

模型架构Transformer

摘要

深度学习预测性维护模型跨机器与工况的迁移能力较弱,尤其在标注稀缺、信号采样频率跨越五个数量级(1 Hz至约100 kHz)时。我们提出基于Transformer的FreqCondNorm,引入FiLM式频率条件归一化层,在单一模型中统一异构时间序列。模型使用均衡域采样,在CWRU、MFPT、UOC18、PRONOSTIA和CMAPSS五个公开预测性维护数据集上,通过掩码自编码和对比学习预训练。在故障诊断中,模型在CWRU上达到99.2%准确率,比CNN高6.4个百分点;在MFPT上的零样本准确率为82.1%,展示了较强的跨采样频率迁移能力。然而,该方法并未改善剩余使用寿命预测,提示预训练目标与RUL目标可能不匹配,需要后续研究。

FreqCondNorm:以频率条件归一化支持跨域预测性维护:论文配图
图1:方法架构。FreqCondNorm替换每个Transformer块中的LayerNorm,由共享小型MLP根据采样频率的log10值生成γ、β。预训练后移除MAE解码器,下游任务接池化头及分类或剩余寿命回归模块。