Machine Learning Methods for Product Quality Monitoring in Electric Resistance Welding

Elektrisches Widerstandsschweißen (Englisch: Electric Resistance Welding, ERW) ist eine Gruppe von vollautomatisierten Fertigungsprozessen, bei denen metallische Werkstoffe durch Wärme verbunden werden, die von elektrischem Strom und Widerstand erzeugt wird. Eine genaue Qualitätsüberwachung von ERW kann oft nur teilweise mit destruktiven Methoden durchgeführt werden. Es besteht ein großes industrielles und wirtschaftliches Potenzial, datengetriebene Ansätze für die Qualitätsüberwachung in ERW zu entwickeln, um die Wartungskosten zu senken und die Qualitätskontrolle zu verbessern. Datengetriebene Ansätze wie maschinelles Lernen (ML) haben aufgrund der enormen Menge verfügbarer Daten, die von Technologien der Industrie 4.0 bereitgestellt werden, viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Datengetriebene Ansätze ermöglichen eine zerstörungsfreie, umfassende und präzise Qualitätsüberwachung, wenn eine bestimmte Menge präziser Daten verfügbar ist. Dies kann eine umfassende Online-Qualitätsüberwachung ermöglichen, die ansonsten mit herkömmlichen empirischen Methoden äußerst schwierig ist. Es gibt jedoch noch viele Herausforderungen bei der Adoption solcher Ansätze in der Fertigungsindustrie. Zu diesen Herausforderungen gehören: effiziente Datensammlung, die dasWissen von erforderlichen Datenmengen und relevanten Sensoren für erfolgreiches maschinelles Lernen verlangt; das anspruchsvolle Verstehen von komplexen Prozessen und facettenreichen Daten; eine geschickte Selektion geeigneter ML-Methoden und die Integration von Domänenwissen für die prädiktive Qualitätsüberwachung mit inhomogenen Datenstrukturen, usw. Bestehende ML-Lösungen für ERW liefern keine systematische Vorgehensweise für die Methodenauswahl. Jeder Prozess der ML-Entwicklung erfordert ein umfassendes Prozess- und Datenverständnis und ist auf ein bestimmtes Szenario zugeschnitten, das schwer zu verallgemeinern ist. Es existieren semantische Lösungen für das Prozess- und Datenverständnis und Datenmanagement. Diese betrachten die Datenanalyse als eine isolierte Phase. Sie liefern keine Systemlösungen für das Prozess- und Datenverständnis, die Datenaufbereitung und die ML-Verbesserung, die konfigurierbare und verallgemeinerbare Lösungen für maschinelles Lernen ermöglichen. Diese Arbeit versucht, die obengenannten Herausforderungen zu adressieren, indem ein Framework für maschinelles Lernen für ERW vorgeschlagen wird, und demonstriert fünf industrielle Anwendungsfälle, die das Framework anwenden und validieren. Das Framework überprüft die Fragen und Datenspezifitäten, schlägt eine simulationsunterstützte Datenerfassung vor und erörtert Methoden des maschinellen Lernens, die in zwei Gruppen unterteilt sind: Feature Engineering und Feature Learning. Das Framework basiert auf semantischen Technologien, die eine standardisierte Prozess- und Datenbeschreibung, eine Ontologie-bewusste Datenaufbereitung sowie halbautomatisierte und Nutzer-konfigurierbare ML-Lösungen ermöglichen. Diese Arbeit demonstriert außerdem die Übertragbarkeit des Frameworks auf einen hochpräzisen Laserprozess. Diese Arbeit ist ein Beginn des Wegs zur intelligenten Fertigung von ERW, der mit dem Trend der vierten industriellen Revolution korrespondiert

Pacific Symposium on Biocomputing 2023

The Pacific Symposium on Biocomputing (PSB) 2023 is an international, multidisciplinary conference for the presentation and discussion of current research in the theory and application of computational methods in problems of biological significance. Presentations are rigorously peer reviewed and are published in an archival proceedings volume. PSB 2023 will be held on January 3-7, 2023 in Kohala Coast, Hawaii. Tutorials and workshops will be offered prior to the start of the conference.PSB 2023 will bring together top researchers from the US, the Asian Pacific nations, and around the world to exchange research results and address open issues in all aspects of computational biology. It is a forum for the presentation of work in databases, algorithms, interfaces, visualization, modeling, and other computational methods, as applied to biological problems, with emphasis on applications in data-rich areas of molecular biology.The PSB has been designed to be responsive to the need for critical mass in sub-disciplines within biocomputing. For that reason, it is the only meeting whose sessions are defined dynamically each year in response to specific proposals. PSB sessions are organized by leaders of research in biocomputing's 'hot topics.' In this way, the meeting provides an early forum for serious examination of emerging methods and approaches in this rapidly changing field

Using MapReduce Streaming for Distributed Life Simulation on the Cloud

Distributed software simulations are indispensable in the study of large-scale life models but often require the use of technically complex lower-level distributed computing frameworks, such as MPI. We propose to overcome the complexity challenge by applying the emerging MapReduce (MR) model to distributed life simulations and by running such simulations on the cloud. Technically, we design optimized MR streaming algorithms for discrete and continuous versions of Conway’s life according to a general MR streaming pattern. We chose life because it is simple enough as a testbed for MR’s applicability to a-life simulations and general enough to make our results applicable to various lattice-based a-life models. We implement and empirically evaluate our algorithms’ performance on Amazon’s Elastic MR cloud. Our experiments demonstrate that a single MR optimization technique called strip partitioning can reduce the execution time of continuous life simulations by 64%. To the best of our knowledge, we are the first to propose and evaluate MR streaming algorithms for lattice-based simulations. Our algorithms can serve as prototypes in the development of novel MR simulation algorithms for large-scale lattice-based a-life models.https://digitalcommons.chapman.edu/scs_books/1014/thumbnail.jp