Detecção de Falhas em Bombas Industriais a partir de Sinais Acústicos com Análise Cicloestacionária e Aprendizado Não-Supervisionado
Detecção de falhas, Bombas industriais, Densidade de correlação espectral, Aprendizado de máquina.
A detecção precoce de falhas em máquinas industriais é essencial para estratégias de manutenção preditiva, redução de custos operacionais e prevenção de acidentes. Entre os métodos emergentes, destaca-se a análise de sinais acústicos, que permite identificar alterações no funcionamento dos equipamentos sem contato físico. No entanto, a presença de ruídos e a complexidade espectral dos sinais dificultam a aplicação de técnicas convencionais. Este trabalho propõe uma metodologia para detecção de falhas com base em sinais acústicos, combinando a análise cicloestacionária por meio da Densidade Espectral Cíclica (SCD) com técnicas de aprendizado de máquina. A SCD é usada para extrair perfis-$\alpha$, que destacam modulações cíclicas no sinal relacionadas ao funcionamento mecânico e, em certos casos, a falhas. Em seguida, aplica-se o algoritmo Random Forest para selecionar automaticamente os atributos mais relevantes, utilizados como entrada para um autoencoder, responsável por modelar o comportamento normal do sistema e detectar anomalias com base no erro de reconstrução. A metodologia será validada utilizando dados acústicos de bombas industriais extraídos do conjunto MIMII, que contém gravações em condições normais e com falhas simuladas, sob diferentes níveis de ruído. Como etapa complementar, pretende-se calcular coeficientes cepstrais a partir dos espectros de frequência correspondentes às frequências cíclicas mais relevantes, o que representa uma estratégia de compressão espectral orientada por propriedades cicloestacionárias do sinal. Espera-se, com isso, desenvolver um modelo robusto, interpretável e generalizável, aplicável a diferentes configurações operacionais de bombas industriais.