Dergiler / Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi / 2026 / Cilt: 15 Sayı: 1

Endüstriyel Tesislerde Makine Öğrenmesi ile Kestirimci Bakım ve Arıza Analizleri

Predictive Maintenance and Fault Analysis with Machine Learning in Industrial Facilities

İlyas Güvenç Pirge(MANISA CELAL BAYAR UNIVERSITY)0009-0008-3978-1883
İlhan Baştürk(MANISA CELAL BAYAR UNIVERSITY)0000-0003-1869-6010
Sayfa
119–133
Yayın Tarihi
2025-04-22
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Verilerin analizi için Python programı kullanılmış ve çalışmanın sonucunda XGBoost ve DT algoritmalarının daha yüksek doğruluk oranı verdiği tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüzde endüstriyel tesislerde seri üretimin durmadan verimli bir şekilde devam etmesi oldukça önemlidir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Üretim hatlarında yaşanabilecek herhangi bir arıza, uzun duruşlara neden olup üretim verimliliğini olumsuz yönde etkilemektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Verilerin analizi için Python programı kullanılmış ve çalışmanın sonucunda XGBoost ve DT algoritmalarının daha yüksek doğruluk oranı verdiği tespit edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Asenkron motor · denetimli öğrenme · kestirimci bakım

Özet

Günümüzde endüstriyel tesislerde seri üretimin durmadan verimli bir şekilde devam etmesi oldukça önemlidir. Üretim hatlarında yaşanabilecek herhangi bir arıza, uzun duruşlara neden olup üretim verimliliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu arızaların yaşanmasını önlemek için planlı bakım ve kestirimci bakım uygulamaları büyük bir öneme sahiptir. Geleneksel bakım yöntemlerinin yanında günümüz endüstriyel teknolojilerinin etkisi ile özellikle endüstri 4.0’ın getirdiği yeni yöntemler ile kestirimci bakım uygulamaları, bakım çalışmaları içerisinde ön plana çıkmıştır. Uyarıcı bakım olarak da bilinen bu yöntem sayesinde üretim sistemlerinde bakım gerektiren bir arıza önceden tahmin edilerek bu durum yaşanmadan ve sistemi uzun bir süre durdurmadan önüne geçilebilmektedir. Bu çalışmada, bir gıda üretim tesisinin nişasta transfer sisteminde yer alan helezon motoru ve şanzıman grubundan alınan titreşim ve sıcaklık değerleri ile ortam sıcaklık ve nem parametreleri kullanılarak makine öğrenmesi ile arıza analizleri yapılmış ve arıza kaynaklı uzun duruşların önüne geçilmeye çalışılmıştır. Denetimli öğrenme yöntemlerinden olan k-en yakın komşu (KNN), karar ağacı (DT), Naive Bayes (NB), destek vektör makineleri (SVM), rassal orman (RF) ve Extreme Gradient Boosting (XGBoost) gibi makine öğrenme algoritmaları kullanılarak sistemlerin performans verileri karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında ele alınan modellerde girdi verisi olarak ortam sıcaklık ve nem, motor sıcaklık ve titreşim ile redüktör sıcaklık ve titreşim parametreleri kullanılmıştır. Modelin arıza yok, arıza kısa duruş, arıza uzun duruş yakın ve uzun duruş büyük arıza olmak üzere dört çıktısı bulunmaktadır. Verilerin analizi için Python programı kullanılmış ve çalışmanın sonucunda XGBoost ve DT algoritmalarının daha yüksek doğruluk oranı verdiği tespit edilmiştir.

Abstract

Nowadays, it is very important for mass production in industrial facilities to continue efficiently without stopping. Any failure that may occur in production lines causes long stoppages and negatively affects production efficiency. To prevent these failures, planned maintenance and predictive maintenance applications are of great importance. With the new methods brought by Industry 4.0, predictive maintenance, also known as warning maintenance, have come to the forefront in maintenance works. Thanks to this method, a failure requiring maintenance in production systems can be predicted and prevented without stopping the system for a long time. In this study, failure analyzes were performed with machine learning using vibration and temperature values taken from the helical motor and transmission group in the starch transfer system of a food production facility and ambient temperature and humidity parameters, and an attempt was made to prevent long stoppages due to failures. The performance data of the systems were compared using machine learning algorithms such as k-nearest neighbor (KNN), decision tree (DT), Naive Bayes (NB), support vector machines (SVM), random forest (RF) and Extreme Gradient Boosting (XGBoost). In the models considered within the scope of the study, ambient temperature and humidity, motor temperature and vibration and reducer temperature and vibration parameters were used as input data. The model has four outputs: no fault, fault short stop, fault long stop near and long stop major fault. Python program was used for data analysis and as a result of the study, it was determined that XGBoost and DT algorithms gave higher accuracy rate.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Pirge, İ. G., Baştürk, İ. (2025). Endüstriyel Tesislerde Makine Öğrenmesi ile Kestirimci Bakım ve Arıza Analizleri. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 15 Sayı: 1, 119–133. https://doi.org/10.7212/karaelmasfen.1568736

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (33)

  1. Akyaz, T. 2022. Bilgisayar Destekli Kestirimci Bakım Sisteminin Tasarlanması. Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İzmir, 74.
  2. Arumugam, K., Swathi Y., Sanchez DT., Mustafa M., Phoemchalard, C., Phasinam, K., Okoronkwo, E. 2022. Towards Applicability of Machine Learning Techniques in Agriculture and Energy Sector. Materials Today: Proceedings, 51:2260–2263.Doi: 10.1016/j.matpr.2021.11.394
  3. Asadzade, A. 2020. Predictive Maintenance For Smart Industry. Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İzmir, 51.
  4. Atapek, A. 2022. Kestirimci Bakım Metotları ile Arızaların Tespit Edilmesi ve J79 Turbojet Uçak Motorlarında Kestirimci Bakım Uygulamaları. Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Endüstri Mühendisliği Bölümü, İstanbul, 127.
  5. Ayan, ÖA. 2019. Döner Makine Elemanların Titreşim Analizi İle Kestirimci Bakımı. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Edirne, 82.
  6. Baykara, Vİ. 2009. Titreşim Analizi ile Şanzımanlarda Arıza Teşhisi ve Kestirimci Bakım. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Zonguldak, 81.
  7. Carvalho TP., Soares, FA., Vita. R., Francisco RDP., Basto, JP., Alcala, SG. 2019. A Systematic Literature Review of Machine Learning Methods Applied To Predictive Maintenance. Computers & Industrial Engineering, 137. Doi: 10.1016/j.cie.2019.106024
  8. Ceyhan, H. 2022. Üretim Sistemlerinde Makine Öğrenmesi ile Kestirimci Bakım Uygulaması ve Modellemesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İstanbul, 62.
  9. Cortadi, AJ., Irigoien I., Boto, F., Sierra, B., Rodriguez, G. 2020. Predictive Maintenance on the Machining Process and Machine Tool. Applied Sciences, 10(1): 224. Doi: 10.3390/app.10010224
  10. Dişli, F., Gedikpınar M., Şengür A. 2023. Kırık Rotor Çubuğu Sayısının Ampirik Mod Yaklaşımı ve Makine Öğrenmesi Yaklaşımları ile Belirlenmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 35(2): 783-795. Doi:10.35234/fumbd.1289156
  11. Güler, O. 2024. Turbo Fan Motorlarının Kestirimci Bakımında Makine Öğrenimi Algoritmaları Performanslarının Karşılaştırılması. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 13(1): 99-106. Doi: 10.28948/ngumuh.1266541.
  12. Güvenç, E., Sakal, M., Çetin, G., Özkaraca O. 2022. Öğrencilerin Dersteki Niteliklerinin Makine Öğrenmesi Teknikleri Kullanılarak Sınıflandırılması. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 10: 1359-1371. Doi:10.29130/dubited.1017202
  13. Hatipoğlu, A., Güneri, Y., Yılmaz, E. 2024. A Comparative Predictive Maintenance Application Based on Machine and Deep Learning. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39(2): 1037-1048. Doi: 10.17341/gazimmfd.1221105
  14. Kalemoğlu, Y. 2023. Haddehanelerde Sıcaklık Ve Titreşim Ölçümü İle Kestirimci Bakım Uygulamaları. Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Karabük, 76.
  15. Karadayı, MH. 2011. Titreşim Analizi İle Pompalarda Arıza Tespiti ve Kestirimci Bakım Uygulamaları. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Balıkesir, 95.
  16. Karagöz, O. 2024. Yapay Zekanın Hava Araçlarında Bakım ve Arıza Giderme Sürecindeki Etkisi. The Journal of Academic Social Science, 156: 353-371. Doi:10.29228/ASOS.77613
  17. Kartal, C. 2020. Destek Vektör Makineleri ile Borsa Endekslerinin Tahmini. İnsan ve Toplum Bilimleri Araştırmaları Dergisi, 9(2): 1394-1418. Doi: 10.15869/itobiad.673015
  18. Kelle, AC., Yüce, H. 2022. MQTT Trafiğinde DoS Saldırılarının Makine Öğrenmesi ile Sınıflandırılması ve Modelin SHAP ile Yorumlanması. Journal of Materials and Mechatronics: A (JournalMM), 3(1): 50-62. Doi: 10.55546/jmm.995091
  19. Kızılay, E. 2022. Demiryolu Makas Motorlarının Kontrolü, Kestirimci Bakım ve Emniyet Analizi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İstanbul, 70.
  20. Kızılkaya, MY., Oğuzlar A. 2018. Bazı Denetimli Öğrenme Algoritmalarının R Programlama Dili ile Kıyaslanması. Karadeniz Uluslararası Bilimsel Dergisi, (37): 90-98. Doi: 10.17498/kdeniz.405746
  21. Köprü, T. 2022. Kestirimci Bakım Zamanlarının Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Tahminlenmesi: Demir Çelik Sektöründe Bir Uygulama. Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Karabük, 80.
  22. Kulluk, S., Torun, H., Ay, MM., Akargöl, İ. 2024. Kestirimci Bakımda Makine Öğrenmesi: Sayısal Bir Vaka Çalışması. Sivas II. International Conference on Scientific and Innovation Research 15-17 September.
  23. Mohammedi, MM. 2019. Development of Condition Prediction Models for Sanitary Sewer Pipes. The University of Texas at Arlington.
  24. Nahzat, S., Yağanoğlu M. 2021. Diabetes Prediction Using Machine Learning Classification Algorithms. European Journal of Science and Technology, (24): 53-59. Doi: 10.31590/ejosat.899716
  25. Orhan, S. 2002. Rulmanlarla Yataklanmış Dinamik Sistemlerin Titreşim Analizi İle Kestirimci Bakımı. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Ana Bilim Dalı, Kırıkkale, 161.
  26. Pala, MA., Çimen, ME., Boyraz ÖF., Yıldız, MZ., Boz, AF. 2019. Meme Kanserinin Teşhis Edilmesinde Karar Ağacı ve KNN Algoritmalarının Karşılaştırmalı Başarım Analizi. Academic Perspective Procedia, 2(3): 544-552. Doi: 10.33793/acperpro.02.03.47
  27. Ramachandran, KK., Mary, AAS., Hawladar, S., Asokk, D., Bhaskar, B., Pitroda, JR. 2022. Machine Learning And Role of Artificial Intelligence in Optimizing Work Performance and Employee Behavior. Materials Today: Proceedings, 51: 2327-2331. Doi: 10.1016/j.matpr.2021.11.544
  28. Rochim, AF., Kusumastuti, R., Windasari, IP. 2021. Comparison of Feature Selection for Naive Bayes Classification Method in A Case Study of The Corona Virus Lockdown. International Conference on Data Science and Its Applications, 215-220. Doi: 10.1109/ICoDSA53588.2021.9617471
  29. Sındır, E. 2022. Endüstride Kullanılan Asenkron Bir Motorda Bulanık Mantık Temelli Kestirimci Bakım Uygulaması. Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Hatay, 83.
  30. Şahin, M. 2022. Makine İmalat Sektöründe Kullanılan Takım Uçları İçin Yapay Zeka İle Kestirimci Bakım Uygulamaları. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Tekirdağ, 54.
  31. Yapıcı, İS., Arslan, RU., Erkaymaz O. 2024. Kalp Yetmezliği Tanılı Hastaların Hayatta Kalma Tahmininde Topluluk Makine Öğrenme Yöntemlerinin Performans Analizi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 14(1): 59-69. Doi: 10.7212/karaelmasfen.1429458
  32. Tuncer, K. 2022. Durum Bazlı Kestirimci Bakım Yöntemlerinden Titreşim Analizi İle Fanlardaki Dengesizlik Arızasının Tespiti ve Bakımı. Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Kayseri, 130.
  33. Wuest, T., Weimer, D., Irgens, C., Thoben, K. 2016. Machine Learning in Manufacturing: Advantages, Challenges, and Applications. Production & Manufacturing Research, 4(1): 23-45. Doi: 10.1080/21693277.2016.1192517