Master's Thesis

Design of Vibrodiagnostic System Enhanced by Machine learning

Final Thesis 3.54 MB Appendix 168.84 kB

Author of thesis: Bc. Matěj Goněc

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Radek Poliščuk, Ph.D.

Reviewer: prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Abstract:

The topic of this thesis is design of vibrodiagnostics system enhanced by machine learning techniques and it was done in cooperation with company B&R. The beggining of the thesis contains a theoretical introduction to the predictive maintenance and the use of machine learning techniques in this field of study. The thesis proposes a complete solution for the data cycle, from its collection and processing, thgrough storage, vizualization and evaluation by means of machine learning.

Keywords:

Predictive maintenance, machine learning, neural networks, docker, containerization, React, FastAPI, PyTorch

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student obeznámil komisi s výsledky své DP. Po přečtení posudků následovaly dotazy oponenta (viz posudek) a komise: Kapacitní senzory. Permanentní aktivnost IEPE, popř. potřeba zdroje. Vstup do autoenkodéru. Predikce zbývající životnosti (funkčnost). Návrh (ložiska). Důležitost vibrodiagnostiky. Frekvence ukládání (časovač). Sběr dat. Využití dat. Práce se komisi velmi líbila. Student na všechny dotazy oponenta i komise odpovídal velmi uspokojivě.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Computer Science and Control (N-AIŘ-P)

Composition of Committee

doc. Ing. Oldřich Trenz, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jakub Kůdela, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Kurfürst, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Švihálek (člen)
prof. Ing. Petr Doležel, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Radek Poliščuk, Ph.D.

Diplomant v rámci svého projektu zcela samostatně zpracoval všechny cíle zadání, které formulovalo tvorbu adaptivního softwarového řešení pro vibrodiagnostická měření na modulární PLC/APC platformě B&R Automation. Představovaný produkt k adaptivní detekci nástupu mechanických závad v systémech s kuličkovými ložisky využívá on-line sběru vibrodiagnostických dat a jejich průběžné vyhodnocování, s využitím moderních technik strojového učení. Celý projekt byl od začátku pojat jako referenční modulární systém s distribucí ve formě kontejnerů na platformě Docker, včetně integrovaného řešení uživatelského rozhraní na bázi HTML5 sestaveného diplomantem.

Předloženou diplomovou práci hodnotím ve všech ohledech jako výbornou a k obhajobě ji doporučuji s celkovým hodnocením A. 
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Předkládaná diplomová práce se zabývá vývojem vibrodiagnostické aplikace s využitím metod strojového učení. Z formálního hlediska práce začíná stručným a nevýstižným abstraktem a i úvod by mohl být koncepčně řešen jinak vzhledem k zaměření práce. V kapitole 2 je krátký přehled vibrodiagnostiky a nastíněna je hlavní motivace této práce. Kapitola 2 je velmi stručná a z pohledu práce jsem očekával i část věnovanou senzorům vibrací, která zde chybí. V této kapitole práce je zcela nevhodná práce s literaturou a alibistické odkázání na knihu [1]. Dále se kapitola 3 věnuje AI v prediktivní údržbě a začíná slovy ..."bylo zmíněno v části o prediktivní údržbě". Bohužel v předchozím textu není žádná taková část a logické uspořádání práce je narušeno. Výtku mám i k podkapitole 3.1, která poskytuje víc nejasností a otázek než teoretického základu k samotné práci. Nicméně pak již práce začíná být čtivá a jedná se o velmi kvalitní inženýrskou práci, která v kapitolách 4 až 8 popisuje samotný návrh, vývoj a metody použité ve vyvinuté průmyslové aplikaci. Cíle práce byly splněny a zcela se ztotožňuji s zhodnocením vyvinutého modulu strojového učení v podkapitole 9.1.4. Diplomant ve vlastním řešení prokázal své inženýrské schopnosti a dovenosti a vyvinutý rodiagnostický modul lze dále rozvíjet u průmyslového partnera.

Výtky mám k práci s literaturou, viz odkaz na knihu [1], ale chybí i reference na v práci zmíněnou normu VDI 3832 a na datové sady. Z hlediska formálních náležitostí a logického uspořádání je práce na dobré úrovni, a některé části by zasloužily vhodnější prezentaci a logické skládání jednotlivých informací. Graficky je práce na velmi dobré úrovni, ale v obrázcích z hlediska popisu vidím nedostatky. Dále autor v textu nevhodně používá desetinné čárky i tečky.  

Nicméně z pohledu splnění cílů, postupu a rozsahu řeření a vlastního přínosu hodnotím práci jako velmi zdařilou s přesahem do průmyslové praxe a hodnotím známkou výborně A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. Několikrát v práci zmiňujete state-of-art model. Co tím myslíte a vážně se takto označuje?
  2. Na straně 31 zmiňujete připojení IEPE senzorů. Co znamená IEPE? Je to průmyslový standard pouze pro piezoelektrické senzory? Jaké fyzikální principy měření vibrací by bylo možno v této aplikaci využít?
  3. Na str. 48 máte tvrzení, že ukládání prázdných datových sad je tzv "bílý šum". Vysvětlete pojem "bílý šum".
  4. Na obr. 36 a 37 je ROC křivka, ale v textu jsem nenašel její význam. Vysvětlete tento pojem a jeho souvislosti.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová