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Can Machine Learning and Explainable Artificial Intelligence Help to Improve an Expert Model for Predicting Thermomechanical Fatigue?

  • Machine learning (ML) models are increasingly used for predictive tasks, yet traditional data-based models relying on expert knowledge remain prevalent. This paper examines the enhancement of an expert model for thermomechanical fatigue (TMF) life prediction of turbine components using ML. Using explainable artificial intelligence (XAI) methods such as Permutation Feature Importance (PFI) and SHAPMachine learning (ML) models are increasingly used for predictive tasks, yet traditional data-based models relying on expert knowledge remain prevalent. This paper examines the enhancement of an expert model for thermomechanical fatigue (TMF) life prediction of turbine components using ML. Using explainable artificial intelligence (XAI) methods such as Permutation Feature Importance (PFI) and SHAP values, we analyzed the patterns and relationships learned by the ML models. Our findings reveal that ML models can be trained on TMF data, but integrating domain knowledge remains crucial. The study concludes with a proposal to further refine the expert model using insights gained from ML models, aiming for a synergistic improvement.…zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Dokumentart:Konferenzveröffentlichung
Art der Konferenzveröffentlichung:Konferenzartikel
Zitierlink: https://opus.hs-offenburg.de/9815
Bibliografische Angaben
Titel (Englisch):Can Machine Learning and Explainable Artificial Intelligence Help to Improve an Expert Model for Predicting Thermomechanical Fatigue?
Konferenzangaben:The Upper Rhine Artificial Intelligence Symposium (6. : 13./14.11.2024 : Offenburg)
Verfasserangaben:Stefan GlaserStaff MemberGND, Thomas SeifertStaff MemberORCiDGND, Daniela OelkeStaff MemberORCiDGND
Erscheinungsjahr:2024
Datum der Erstveröffentlichung:29.10.2024
Verlagsort:Offenburg
Verlag:Hochschule Offenburg
Erste Seite:21
Letzte Seite:30
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Proceedings of the Upper-Rhine Artificial Intelligence Symposium 2024
Herausgeber*in:Janis KeuperStaff MemberORCiDGND, Klaus DorerStaff MemberORCiDGND
ISBN:978-3-943301-34-2
DOI:https://doi.org/10.60643/urai.v2024p21
Sprache:Englisch
Inhaltliche Informationen
Fakultäten / Einrichtungen:Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik (EMI) (ab 04/2019)
Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V)
Sammlungen der Hochschule Offenburg:Bibliografie
Freies Schlagwort / Tag:Künstliche Intelligenz; Materialermüdung; thermomechanische Ermüdung
AI; ML; Machine Learning; TMF life prediction; XAI; explainable artificial intelligence
Formale Angaben
Relevanz für "Jahresbericht über Forschungsleistungen":1-fach | Konferenzbeitrag
Open-Access-Status: Open Access 
 Diamond 
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