INFORMATION AND MANAGEMENT

Development of an intelligent monitoring system for the technical condition of industrial equipment based on machine learning methods and streaming data analysis

Authors

  • Ivan A. Nikolaev Bauman Moscow State Technical University (National Research University), 105005, Moscow, 2nd Baumanskaya str., 5/1
  • Ekaterina S. Kanafieva Bauman Moscow State Technical University (National Research University), 105005, Moscow, 2nd Baumanskaya str., 5/1
  • Aleksandr S. Kirezi Bauman Moscow State Technical University (National Research University), 105005, Moscow, 2nd Baumanskaya str., 5/1
  • Boris M. Tumanov Bauman Moscow State Technical University (National Research University), 105005, Moscow, 2nd Baumanskaya str., 5/1
  • Dmitrii A. Dorofeev Bauman Moscow State Technical University (National Research University), 105005, Moscow, 2nd Baumanskaya str., 5/1

How to cite

GOST Nikolaev I. A., Kanafieva E. S., Kirezi A. S., Tumanov B. M., Dorofeev D. A. Development of an intelligent monitoring system for the technical condition of industrial equipment based on machine learning methods and streaming data analysis // Environmental Management Issues. 2026. Vol. 5. No. 3. P. 42-54. DOI: 10.25726/e9895-6168-6200-x
APA Nikolaev, I. A., Kanafieva, E. S., Kirezi, A. S., Tumanov, B. M. & Dorofeev, D. A. (2026). Development of an intelligent monitoring system for the technical condition of industrial equipment based on machine learning methods and streaming data analysis. Environmental Management Issues, 5(3), 42-54. https://doi.org/10.25726/e9895-6168-6200-x

Abstract

The operation of industrial equipment is accompanied by a continuous stream of heterogeneous telemetry measurements whose information capacity far exceeds the capabilities of threshold control based on fixed setpoints. The discrepancy between the volume of recorded data and the depth of its interpretation produces a gap: a failure is often recognized only after a unit has entered a pre-failure state, whereas the leading signs of degradation are present in the signal considerably earlier. The aim of the work is to construct an intelligent monitoring system that reconciles stream processing of measurements with trainable models of state recognition and remaining useful life prediction. An author's computational model has been implemented: a model telemetry dataset of a rotating unit across five measurement channels was formed, on which state classification algorithms (logistic regression, random forest, gradient boosting, a GRU recurrent network) and a regression forecast of the residual resource were compared, and the characteristics of real-time stream processing and sensitivity to distribution drift were assessed. Gradient boosting provided an F1 of 0.914 at a false alarm rate of 3.8%, while the recurrent architecture anticipated the moment of failure on average by 41.6 h with a median detection latency of 0.67 s. The response of quality to drift proved nonlinear: a moderate feature shift reduced F1 by 6.1 percentage points, whereas recalibration over a sliding window restored the metric to 0.881. The leading character of vibration and current features relative to temperature ones means that early recognition of degradation is achieved by matching the forecast horizon to the inertia of the measurement channels rather than by increasing the number of sensors.

Keywords

intelligent monitoring technical condition machine learning streaming data predictive diagnostics remaining useful life prediction anomaly detection vibration signal

References

Вересников Г.С., Скрябин А.В., Голев А.В. Алгоритмы обработки данных для диагностики электромеханических систем с использованием машинного обучения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2024. № 4. С. 40-48.

Вершинин А.М., Фоменков И.Д., Кудрявцев А.А. Разработка алгоритмов машинного обучения на основе данных телеметрии в реальном времени // Главный механик. 2025. Т. 23. № 10 (266). С. 5-12.

Десницкий В.А., Новикова Е.С. Обнаружение неисправностей в промышленных изделиях с использованием малых обучающих наборов данных // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. 2024. № 1. С. 49-61.

Джавадов Н.Г., Амиров А.М., Исмаилов В.М. Технические аспекты создания системы мониторинга металлорежущего оборудования с применением машинного обучения // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2024. Т. 21. № 10 (244). С. 10-16.

Емельянов Е.Н., Емельянов И.Е. Математическая формализация и разработка интеллектуальной системы предиктивной диагностики промышленного оборудования на основе рекуррентных нейронных сетей // Наука и бизнес: пути развития. 2025. № 5 (167). С. 186-190.

Кравченко Д.Д., Чижевская Е.Л., Медведев А.В., Земенков Ю.Д. Интеллектуальный мониторинг состояния оборудования компрессорных станций для предупреждения отказов и аварий // Тюменский научный журнал. 2025. № 1 (5). С. 18-24.

Мустафина С.И., Жиляков С.А. Применение нейронных сетей для диагностики и прогнозирования технического состояния оборудования // Автоматизация и информатизация ТЭК. 2023. № 7 (600). С. 13-21.

Никитин Н.В., Фрасын П.Г., Масанов Д.В. Анализ методов интеграции моделей машинного обучения в SCADA-системы // Инженерный вестник Дона. 2025. № 6 (126). С. 659-674.

Новикова Е.С., Бухтияров М.А., Котенко И.В., Саенко И.Б., Федорченко Е.В. Подход к объяснимому обнаружению аномалий в потоке данных от технологических процессов // Вопросы кибербезопасности. 2025. № 4 (68). С. 142-151.

Поляков Е.В. Разработка системы мониторинга вибраций для предсказания отказов промышленного оборудования // Актуальные вопросы современной экономики. 2025. № 8. С. 679-683.

Родичев А.Ю., Иванов О.А., Родичева И.В., Серебряников А.Д., Васильев К.В. Анализ методов машинного обучения в диагностике и обслуживании промышленного оборудования // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2024. № 1 (363). С. 78-86.

Салихов М.Р., Юрьева Р.А. Алгоритм прогнозирования состояния оборудования на основе машинного обучения // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2022. Т. 65. № 9. С. 648-655.

Чернухин А.В., Богданова Е.А., Савицкая Т.В., Кулаков Д.Г., Павлов И.Р. Система предиктивной аналитики технического состояния эксгаустера агломашины с помощью методов искусственного интеллекта // Искусственный интеллект и принятие решений. 2024. № 3. С. 87-103.

Щеткин А.А., Бевз А.С., Анцыферов С.С., Минаева О.А., Аневский С.И., Останина О.И. Система мониторинга и прогнозирования поведения оборудования на базе IIOT // Автоматизация в промышленности. 2024. № 3. С. 51-55.

Янов Е.С., Анцев А.В. Применение технологий машинного обучения и искусственного интеллекта для анализа технологических процессов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2024. № 3 (223). С. 33-40.

Issue

Section

INFORMATION AND MANAGEMENT
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.