该研究针对工业5.0背景下深度学习模型在异构边缘设备上部署困难的问题,系统比较了四种主流模型压缩技术在旋转机械预测性维护任务中的表现。研究基于真实工业数据集训练高性能卷积神经网络,并将压缩后的模型部署于从资源极度受限的边缘设备到通用高性能处理器的九种异构平台上评估。结果显示,知识蒸馏在分类性能、推理速度和压缩率之间取得最佳平衡:模型体积缩减98.9%,在所有设备上实现超过90%的加速,同时保持91.22%的平衡F-score,预测性能相对未压缩模型仅有极小下降。该工作为工业边缘场景下压缩技术的选择提供了实证依据,展示了在不牺牲预测精度的前提下大幅降低计算成本与能耗的可行路径。
| 模型压缩 | 减少深度学习模型大小和计算量的技术,以便在资源受限设备上高效部署。 |
| 知识蒸馏 | 一种模型压缩方法,通过训练小模型模仿大模型的行为来转移知识。 |
| 预测性维护 | 利用数据分析和机器学习预测设备故障,以便提前维护,减少停机时间。 |
| 边缘计算 | 在靠近数据源的网络边缘进行数据处理,降低延迟和带宽消耗。 |
| 平衡F分数 | 一种评估分类模型性能的指标,综合考虑精确率和召回率,适用于类别不平衡数据。 |
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