PHM 코드

연구실 PHM 코드 정리

본 데이터는 연구실에서 사용한 데이터로, 데이터를 분석하고, 머신러닝을 적용하는 것을 목표로 한다. 실질적으로 데이터는 올리지 않을 예정이지만 대규모 데이터를 어떻게 처리하고, 머신러닝을 적용하는지에 대한 코드를 올릴 예정이다.
또한 데이터와 코드에 저작권은 미리 연구를 발표한 논문자에게 있음을 명시한다.(논문은 아직 심사중에 있음.)

🚨 대용량 파일 처리가 Colab에서 안된다는 것을 깨닫고.. 로컬에서 돌렸다. 파이썬으로!

데이터 전처리, 데이터 합치기 (Data Preprocessing, Data Merging)

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데이터 전처리는 파일 명 안에 어떤 형태인지 다 모아놨을 텐데, 이를 한 개의 데이터로 합치는 과정이다.
먼저 비지도 학습, PCA를 써보기 위해서 데이터를 합쳐보자.

import pandas as pd
import os
from sklearn.decomposition import PCA

# 모든 데이터를 저장할 빈 데이터프레임 생성
df_all = pd.DataFrame()

# 엑셀 파일 읽기
df_info = pd.read_excel('/Volumes/{열에대한정보파일}.xlsx')

# 모든 csv 파일에 대해 반복
for filename in os.listdir('/Volumes/Data'):
    if filename.endswith('.csv'):
        # CSV 파일 읽기
        df_data = pd.read_csv(f'/Volumes/Data/{filename}', header=None)

        # 첫 행에 엑셀 파일의 데이터 추가
        df_data.columns = df_info.columns.tolist()
        # 필요 없는 열 삭제
        df_data = df_data.drop(['필요없는 속성 삭제'], axis=1)
        # "Time Data"가 들어간 열 제거
        time_columns = [col for col in df_data.columns if 'Time Data' in col]
        df_data = df_data.drop(columns=time_columns)
        
        # 데이터 출력
        print(df_data.head(3))

        # df_data를 df_all에 붙이기
        df_all = pd.concat([df_all, df_data])

# 데이터 출력
# PCA를 적용하여 차원 축소, 99%의 분산을 유지하도록 함 = 99%의 정보를 유지하도록 함
# whiten=True로 설정하여 데이터를 정규화(Normalization)함
pca = PCA(n_components=0.99, whiten=True)
df_all_pca = pca.fit_transform(df_all)

# PCA 결과의 설명력 출력
explained_variance_ratio = pca.explained_variance_ratio_
print("PCA 결과의 설명력:")
print(explained_variance_ratio)

비지도 학습을 위해 PCA를 적용하였다.

PCA 결과의 설명력:
[0.78608101 0.09318127 0.0513852  0.03209065 0.01289721 0.00484044
 0.00421308 0.0034297  0.00244788] 

데이터 시각화 (Data Visualization)

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데이터 시각화가 먼저인 것을 깨달았다. 시각화가 안된 데이터를 가지고 돌릴 때 왜 이런 데이터가 높은 분산을 가지는지.. 아니면 왜 안나오는지, 설명할 수 가 없었다. 그래서 먼저 데이터 시각화를 하려고 한다.
16GB 되는 데이터를 시각화를 하는 것은 말도 안되기 때문에 이것을 어떻게 하면 줄일까?, 어떻게 하면 효율적으로 시간을 쓸 수 있을까?
나의 의견은 시각화였다.

어떤 설명력들이 이 분산들이 나오는지 3차원, 2차원으로 한번 뽑아봤다. 여기서 문제점..