Способ и процессная модель предварительной обработки данных автоматизированных систем контроля технического состояния зерноуборочных комбайнов
Автор: Помогаев В.М., Ревякин П.И., Басакина А.С.
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 4 т.21, 2024 года.
Бесплатный доступ
Современные самоходные сельскохозяйственные машины отличаются своей технологичностью, сложностью и высокой стоимостью. Обеспечение надёжности и работоспособности таких машин является ключевой задачей технического сервиса. Развитие технологий технического сервиса позволяет собирать, обрабатывать и строить прогнозы технического состояния машин на основе данных, получаемых в процессе их эксплуатации. Сбор данных осуществляется встроенными системами контроля, с помощью которых происходит диагностирование и оперативное выявление неисправностей в работе узлов и агрегатов машин. Целью исследования являлась разработка и апробация способа предварительной обработки данных, полученных с помощью автоматической системы контроля технического состояния и датчиков, установленных на зерноуборочных комбайнах ACROS, и формализация разработанного алгоритма для последующей автоматизации процесса подготовки данных для технического анализа. Качество данных оценивалось по следующим критериям: объём данных, типы данных, количество атрибутов, наличие и количество пропусков, наличие дубликатов, наличие аномалий, соответствие категорий, нормализация и согласованность значений, возможная гомогенность, сегментация. В качестве инструментов использованы Python, R, библиотеки Pandas, NumPy, Matplotlib. В результате проведённого исследования установлено, что сырые данные с аналитических систем контроля технического состояния зерноуборочных комбайнов не пригодны для анализа и прогнозирования технического состояния узлов и агрегатов. Прежде всего, это связано с большим количеством пропущенных значений. Построение процессной модели на основе разработанного способа предварительной обработки данных может рассматриваться как концепция информационной системы, позволяющей автоматизировать процесс подготовки данных систем контроля технического состояния зерноуборочных комбайнов для машинной обработки. Представленный способ позволил получить структурированные и информативные данные, корректное заполнение пропусков, устранение выбросов и ошибок. Построенная процессная модель обеспечивает прозрачность, контроль и оптимизацию процессов работы с данными, позволит исключить ошибки и противоречия в их дальнейшем анализе, а также создаст условия для повторяемости действий в дальнейшем при обработке аналогичных датасетов, полученных с систем контроля технического состояния зерноуборочных комбайнов.
Зерноуборочный комбайн, надёжность, мониторинг, процессная модель
Короткий адрес: https://sciup.org/147246927
IDR: 147246927 | УДК: 681.518.5:(631.12+631.3.076) | DOI: 10.15393/j2.art.2024.8043
Method and process model for pre-processing data from automated systems for monitoring the technical condition of combine harvesters
Modern self-propelled agricultural machines are characterized by their technological sophistication, complexity and high cost. Ensuring reliability and serviceability of such machines is the key task of technical service. The development of technical service technologies allows collecting, processing and forecasting the technical condition of machines based on the data obtained in the process of machine operation. Data collection is performed by built-in control systems to diagnose and detect malfunctions in the work of machine units and assemblies. The aim of the research was to develop and approbate the method of preliminary data processing obtained with the automatic system of technical condition monitoring and sensors installed on combine harvesters ACROS and to formalize the developed algorithm for further automation of data preparation process for technical analysis. Data quality was assessed according to the following criteria: data volume, data types, number of attributes, presence and number of omissions, presence of duplicates, presence of anomalies, matching categories, normalization and consistency of values, possible homogeneity, and segmentation. The tools used were Python, R, Pandas, NumPy, Matplotlib libraries. The authors established that raw data from analytical systems of technical condition control of combine harvesters were not suitable for analyzing and predicting the technical condition of units and assemblies due to many missing values. The process model construction based on the developed method of data pre-processing may be considered as a concept of an information system, which allows automating the data preparation process of technical condition control systems of combine harvesters for machine processing. The presented method allowed the authors to obtain structured and informative data and correct filling of omissions and to eliminate outliers and errors. The proposed process model provides transparency, control and optimization of data handling processes, will allow excluding errors and contradictions in their further analysis, and will provide repeatability of actions in the future while processing similar datasets received from the systems of technical condition control of combine harvesters.
Список литературы Способ и процессная модель предварительной обработки данных автоматизированных систем контроля технического состояния зерноуборочных комбайнов
- Помогаев В. М. Мониторинг технического состояния сельскохозяйственных машин и качества выполнения технологических операций // Вестник Омского ГАУ. 2023. № 2 (50). С. 143-152. EDN: ZARPBA
- Lüttenberg H., Bartelheimer C., Beverungen D. Designing Predictive Maintenance for Agricultural Machines // Research papers. 2018. P. 153.
- Возможности использования данных электронных систем сельскохозяйственных машин для построения предсказательных моделей / В. М. Помогаев, Г. В. Редреев, П. И. Ревякин [и др.] // Вестник Омского ГАУ. 2022. № 2 (46). С. 153-166. DOI: 10.48136/2222-0364_2022_2_153 EDN: ETEYTP
- Фомина Е. Е. Сравнительный анализ методов восстановления пропусков в социологических исследованиях // Российский экономический вестник. 2021. Т. 4, № 1. С. 34-40. EDN: PAOYTD
- Гусев Д. И. Алгоритм поиска ближайших соседей // Программные продукты и системы. 2012. № 3. С. 231-234. EDN: QOUJYV