A Federated Learning Framework for Predictive Maintenance in IoT-Enabled Smart Environments

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 21

فایل این مقاله در 8 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_CKE-9-2_006

تاریخ نمایه سازی: 18 مهر 1405

چکیده مقاله:

Predictive maintenance is a critical component in the management of smart environments, aiming to reduce unplanned downtimes and enhance operational efficiency. Conventional centralized machine learning approaches often pose challenges regarding data privacy, latency, and scalability, particularly in IoT-enabled systems with distributed sensor networks. In response to these limitations, this paper proposes a novel federated learning framework designed for predictive maintenance tasks in smart environments. The framework allows decentralized model training directly on edge devices without transmitting raw data, thereby preserving user privacy and minimizing communication overhead. The system integrates an LSTM-based autoencoder for time-series anomaly detection, tailored for resource-constrained IoT nodes. Additionally, the model is optimized using TinyML techniques for real-time inference at the edge. Experiments are conducted on benchmark datasets relevant to industrial equipment and smart buildings, demonstrating that the proposed approach achieves high accuracy and low latency compared to traditional cloud-based solutions. The results confirm the framework’s effectiveness in maintaining privacy, reducing computational load, and enabling timely fault prediction in real-world scenarios. This work contributes to the advancement of intelligent, secure, and scalable maintenance strategies for next-generation IoT infrastructures.

نویسندگان

- -

Department of Computer Engineering, Faculty of Engineering, Istanbul Aydın University, Istanbul, Turkey

- -

Department of Computer Engineering, Faculty of Engineering, Istanbul Aydın University, Istanbul, Turkey.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • B. McMahan, E. Moore, D. Ramage, S. Hampson, and B. ...
  • T. Li, A. K. Sahu, M. Zaheer, M. Sanjabi, A. ...
  • E. Acar and W. Konen. (۲۰۲۱). Federated learning with dynamic ...
  • P. Blanchard, E. M. El Mhamdi, R. Guerraoui, and J. ...
  • P. Malhotra, L. Vig, G. Shroff, and P. Agarwal. (۲۰۱۵, ...
  • W. Zhang, G. Peng, and C. Li. (۲۰۱۹). A deep ...
  • K. Sim, J. Lee, and W. Lee. (۲۰۲۲). Edge۲Train: Federated ...
  • Y. Koizumi et al. (۲۰۱۹). The MIMII dataset: Sound dataset ...
  • نمایش کامل مراجع