RULMAN ARIZA TEŞHİSİ İÇİN CNN-LSTM VE CNN-GRU HİBRİT DERİN ÖĞRENME MODELLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI BİR ÇALIŞMASI
Öz
Rulman arıza teşhisi, endüstriyel döner makinelerin güvenli ve verimli çalışmasının sağlanması açısından kritik bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, rulman arızalarının sınıflandırılması amacıyla iki farklı hibrit derin öğrenme modeli olan Evrişimsel Sinir Ağı–Uzun Kısa Süreli Bellek (CNN-LSTM) ve Evrişimsel Sinir Ağı–Geçitli Tekrarlayan Birim (CNN-GRU) modelleri önerilmiş ve karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Çalışmada, Case Western Reserve University (CWRU) rulman veri setinden elde edilen titreşim sinyalleri kullanılmıştır. CNN yapısı, ham sinyallerden otomatik özellik çıkarımı için kullanılırken, LSTM ve GRU katmanları ise verilerin zamansal bağımlılıklarını modellemek amacıyla kullanılmıştır. Önerilen modellerin performansı doğruluk (accuracy), kesinlik (precision), duyarlılık (recall) ve F1-skoru metrikleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, CNN-LSTM modeli %96.32 test doğruluğu elde ederken, CNN-GRU modeli %97.79 doğruluk ile daha yüksek bir performans sergilemiştir. Karışıklık matrisleri ve sınıf bazlı analizler, CNN-GRU modelinin özellikle zor ayrıştırılan arıza sınıflarında daha kararlı ve başarılı sonuçlar ürettiğini göstermektedir. Sonuç olarak, hibrit derin öğrenme modellerinin rulman arıza teşhisi problemlerinde oldukça etkili olduğu ve CNN-GRU modelinin daha basit yapısı ve güçlü zamansal öğrenme yeteneği sayesinde daha üstün performans sağladığı belirlenmiştir. Bu çalışma, endüstriyel durum izleme sistemlerinde güvenilir ve akıllı arıza teşhis yöntemlerinin geliştirilmesine katkı sunmaktadır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Huo, C., Jiang, Q., Shen, Y., Lin, X., Zhu, Q., & Zhang, Q. (2023). A class-level matching unsupervised transfer learning network for rolling bearing fault diagnosis under various working conditions. Applied Soft Computing, 146, 110739.
- Wu, Z., Jiang, H., Zhu, H., & Wang, X. (2023). A knowledge dynamic matching unit-guided multi-source domain adaptation network with attention mechanism for rolling bearing fault diagnosis. Mechanical Systems and Signal Processing, 189, 110098.
- Li, F., Wang, L., Wang, D., Wu, J., & Zhao, H. (2023). An adaptive multiscale fully convolutional network for bearing fault diagnosis under noisy environments. Measurement, 216, 112993.
- Zhang, J., Chen, J., Deng, H., & Hu, W. (2023). A novel framework based on adaptive Multi-Task learning for bearing fault diagnosis. Energy Reports, 9, 522-531.
- Wang, P., Xiong, H., & He, H. (2023). Bearing fault diagnosis under various conditions using an incremental learning-based multi-task shared classifier. Knowledge-Based Systems, 266, 110395.
- Hou, Y., Wang, J., Chen, Z., Ma, J., & Li, T. (2023). Diagnosisformer: An efficient rolling bearing fault diagnosis method based on improved Transformer. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 124, 106507.
- Gu, X., Yu, Y., Guo, L., Gao, H., & Luo, M. (2023). CSWGAN-GP: A new method for bearing fault diagnosis under imbalanced condition. Measurement, 217, 113014.
- Tang, G., Yi, C., Liu, L., Yang, X., Xu, D., Zhou, Q., & Lin, J. (2023). A novel transfer learning network with adaptive input length selection and lightweight structure for bearing fault diagnosis. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 123, 106395.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik Elektromanyetiği
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Eyyüp Akcan
*
0000-0002-4133-4344
Türkiye
Hasan Eroğlu
Bu kişi benim
0000-0001-5644-4178
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
17 Ağustos 2026
Gönderilme Tarihi
27 Mayıs 2026
Kabul Tarihi
12 Haziran 2026
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 1 Sayı: 1