مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

تشخیص عیب داده‌محور در فرایند پالایش گاز: مطالعه موردی با استفاده از رگرسیون ماشین بردار پشتیبان و فرایند گاوسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 تبریز، شهر جدید سهند، دانشگاه صنعتی سهند< دانشکده مهندسی برق
2 گروه کنترل دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی سهند تبریز، ایران
10.22034/ijche.2025.495041.1482
چکیده
تشخیص سریع عیب در فرایندهای پیچیده پالایشگاه‌های گازی به دلیل اهمیت استراتژیک این تجهیزات و هزینه‌های بالای نگهداری آن‌ها، یکی از چالش‌های کلیدی در مهندسی و کنترل فرایندها است. علی‌رغم تولید حجم وسیعی از داده‌ها در این فرایندها، بهره‌برداری مؤثر از آن‌ها تاکنون محدود بوده است. در روش‌های تشخیص عیب داده‌محور دو رویکرد آشکارسازی و کلاس‌بندی عیب و تشخیص و اندازه‌گیری دقیق عیب وجود دارد که رویکرد دوم توسط روش‌های رگرسیون و یا مدل‌های دقیق قابل‌انجام است. این مقاله، روشی مبتنی بر یادگیری ماشین برای مدل‌سازی رگرسیونی سیستم‌های صنعتی با داده‌های پرت و با نوفه در جهت کاربردهای تشخیص عیب ارائه می‌دهد. برای تشخیص و مکان‌یابی عیب‌ها، دو روش رگرسیونی، شامل رگرسیون ماشین بردار پشتیبان و رگرسیون فرایند گاوسی، به کار گرفته شده‌اند. این مدل‌ها قادر به پیش‌بینی رفتار سیستم‌های صنعتی و شناسایی عیوب بدون نیاز به مدل‌های فیزیکی دقیق هستند. نوآوری اصلی این مقاله، معرفی یک چارچوب یادگیری ماشین است که می‌تواند در مقایسه با روش‌های سنتی تشخیص عیب توسط متخصص باتجربه در شرایط داده‌های ناقص و نوفه‌ای به طور دقیق‌تر و سریع‌تری عمل کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Data-Driven Fault Diagnosis in Gas Refining Processes: A Case Study Using Support Vector Regression and Gaussian Process Regression

نویسندگان English

Seyed Hossein Ahmadi 1
Mohammad Javad Khosrowjerdi 2
1 Faculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Sahand, Tabriz, IRAN
2 Faculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, IRAN
چکیده English

Rapid fault diagnosis in complex processes of gas refineries is a key challenge in process engineering and control, due to the strategic importance of this equipment and the high maintenance costs. Despite the vast amount of data generated in these processes, the effective exploitation of this data has been limited so far. In data-driven fault detection methods, two main approaches exist: fault detection and classification, and fault diagnosis and fault measurement, with the latter being achievable through regression techniques or accurate models. This paper presents a machine learning-based approach for the regression modeling of industrial systems with outlier and noisy data, tailored for fault diagnosis applications. For fault diagnosis, two regression methods, including Support Vector Machine Regression and Gaussian Process Regression, have been utilized. These models are capable of predicting the behavior of industrial systems and diagnosis faults without the need for precise physical models. The main innovation of this paper is the introduction of a machine learning framework that can perform more accurately and rapidly compared to traditional expert fault diagnosis methods, particularly in scenarios with outlier and noisy data.

کلیدواژه‌ها English

Data Driven Fault Diagnosis
Machine Learning
Support Vector Machine Regression
Gaussian Process Regression
Distributed Control Systems
Gas Refining Processes