Expertenprüfung für lange Industriesignale

Annotationsumgebung für lange Zeitreihen

Eine Desktop-Umgebung zum Navigieren, Annotieren und Fortsetzen sehr langer Messreihen, die Modellvorschläge von bestätigten Expertenlabels trennt.

Zeitraum
Oct 2024 — Mar 2026
Schwerpunkt
Industrial Time Series · Human-in-the-loop Tooling · Software Engineering
Kerntechnologien
Python · PyQt · PyQtGraph · NumPy

Kurzfassung

Problem
Sehr lange gekoppelte Messreihen lassen sich nicht wie gewöhnliche Desktop-Diagramme behandeln. Fachleute müssen verdächtige Intervalle exakt finden, klassifizieren und unterbrochene Prüfungen fortsetzen können.
Mein Beitrag
Anforderungen der Expertenprüfung in Desktop-Interaktionen und kombinierte Tastatur-/Mausnavigation übersetzt.
Ergebnis / Grenze
Den von Menschen geprüften Dateneingang für Klassifikation, Segmentierung und Clustering geschaffen.
Ein Techniker führt eine Feldprüfung an Hochspannungsanlagen durch.
Öffentliches Kontextfoto, nicht der Projektstandort. Die Anwendung unterstützt die Expertenprüfung industrieller Messreihen.

01 · A

Problem

Sehr lange gekoppelte Messreihen lassen sich nicht wie gewöhnliche Desktop-Diagramme behandeln. Fachleute müssen verdächtige Intervalle exakt finden, klassifizieren und unterbrochene Prüfungen fortsetzen können.

01 · B

Kontext

Bei einem anonymisierten Unternehmen für industrielle Messtechnik entwickelte ich Interaktion und Positionierungsregeln gemeinsam mit künftigen Nutzern und Fachexperten. Zum Schutz vertraulicher Arbeit fokussiere ich diese Fallstudie auf den Ablauf statt auf Kundendaten oder identifizierende Gerätedetails.

Ablaufillustration

Eine Arbeitsumgebung rund um Expertenentscheidungen

Mit dieser Ablaufillustration zeige ich das Interaktionsmodell: Maschinenkandidaten bleiben bernsteinfarben, bestätigte Intervalle werden türkis und jede Änderung verweist weiter auf die Originalposition.

Ablaufillustration einer Annotationsumgebung für lange Zeitreihen mit synchronen Kanälen und Expertenprüfung.
Die Illustration fokussiert synchronisierte Prüfung, bearbeitbare Intervalle und die Rückverfolgbarkeit zur Originalposition.
02

Warum es wichtig ist

Teilentladung ist keine einheitliche Wellenform: innere, Oberflächen- und Koronaentladungen treten neben Schalt- und Umgebungsstörungen auf. Verlässliche Intervall- und Typenlabels sind die Grundlage, diese Mechanismen zu unterscheiden und Isolationsalterung vor schwereren Fehlern zu untersuchen.

Messschaltung für Teilentladungen mit Koppelkondensator, Impedanz und Messgerät.
Die Messkette macht hochfrequente elektrische Ereignisse als prüf- und annotierbare Signale sichtbar.
Technische Details öffnenDie eigentliche Schwierigkeit · Systempfad · Zentrale Abwägungen
02 · B

Die eigentliche Schwierigkeit

  1. 01

    Speicher- und Renderkosten überschreiten schnell die Grenzen einer Desktop-Oberfläche.

  2. 02

    Bildschirmkoordinaten, reduzierte Ansichten und Quellindizes müssen reversibel zugeordnet bleiben.

  3. 03

    Tastatur und Maus sollen schnelle Prüfung ermöglichen, ohne Zustandsänderungen zu verbergen.

  4. 04

    Automatische Vorauswahl priorisiert Intervalle, ersetzt aber keine Expertenfreigabe.

Koordinatenvertrag

Die Ansicht darf schrumpfen, die Annotation nicht wandern

Lange Reihen werden über Fenster und reduzierte Ansichten dargestellt. Jede Auswahl muss dennoch reversibel auf den Originalbereich abbildbar sein.

01volle Auflösung

Quelldatensatz

Unveränderliche Samplepositionen

02begrenzter Speicher

Datenfenster

Nur aktiven Bereich lesen

03Bildschirmauflösung

Anzeige

Für flüssiges Zeichnen reduzieren

04reversibel

Annotation

Originalen Start und Ende speichern

Korrektheit wird in Quellkoordinaten definiert, nicht in Pixeln.

03

Mein Ansatz

Systempfad

01

Fensterzugriff

Nur benötigte Abschnitte lesen und Quellpositionen bewahren

02

Schnelle Navigation

Shift + Mausrad verschiebt, Ctrl + Mausrad zoomt; Übersicht und Detail bleiben synchron

03

Expertenannotation

Intervalle auswählen, verwerfen, löschen und typisieren bei explizitem Prüfstatus

04

Wiederherstellbare Ausgabe

Fortschritt, Labels und Modellvorschläge getrennt persistieren

Menschliche Prüfschleife

Ein Kandidat wird erst durch eine explizite Entscheidung zum Label

Die Vorauswahl reduziert den Prüfraum, vermischt aber Vorschlag, Korrektur und bestätigte Wahrheit nicht.

01Vorschlag

Maschinenkandidat

Vorgeschlagenes Intervall

02Prüfung

Expertenprüfung

Zoomen, verschieben, Kanäle vergleichen

03Entscheidung

Ändern oder ablehnen

Verschieben, erweitern, verwerfen

04wirksam

Bestätigtes Label

Typ und Grenzen freigegeben

05wiederherstellbar

Persistieren

Fortschritt und Herkunft speichern

  • Python
  • PyQt
  • PyQtGraph
  • NumPy
  • Polars
  • Parquet
  • SciPy
  • PyTorch

Zentrale Abwägungen

01

Anzeige ist nicht Analysedatum

Die Oberfläche darf die Darstellung reduzieren, während Annotationen auf Originalpositionen verweisen.

02

Vorschläge sind keine Labels

Signalverarbeitung und Modelloutput bleiben Kandidaten, bis Fachleute sie bestätigen oder ändern.

03

Persistenz gehört zum Ablauf

Fortsetzen und Exportieren wurden als Domänenverhalten statt als letzter Speichern-Button behandelt.

04 · A

Mein Beitrag

  • Anforderungen der Expertenprüfung in Desktop-Interaktionen und kombinierte Tastatur-/Mausnavigation übersetzt.
  • Auswahl, Verwerfen, Löschen, Persistenz und Export von Intervallen umgesetzt.
  • Hilbert-Hüllkurve und quantisierte TCN-Autoencoder-Experimente als prüfbare Vorauswahl angebunden.

04 · B

Umgesetzte Ergebnisse

  • Eine modulare GUI und einen wiederaufnehmbaren Annotationsablauf implementiert.
  • Den von Menschen geprüften Dateneingang für Klassifikation, Segmentierung und Clustering geschaffen.
04 · C

Erkenntnisse

01

Bei langen Signalen sind Interaktionslatenz und Koordinatenkorrektheit ein gemeinsames Produktproblem.

02

Human-in-the-loop-Systeme brauchen Herkunftsnachweise für Vorschläge und finale Labels.

Was ich öffentlich teilen kann

Da diese Arbeit vertrauliche Industriemessungen nutzte, kann ich keine Kundendaten oder internen Benchmarks veröffentlichen. Öffentlich zeigen kann ich den von mir implementierten Ablauf: modulare Signalverarbeitung, wiederaufnehmbare Annotation und Export der ursprünglichen Samplepositionen.

Öffentliche Quellen

Kontextfoto einer Feldprüfung · CC BY-SA 3.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Portable_TEV_Detector_in_use.jpgDiagramm einer Teilentladungsmessung · CC BY-SA 3.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Partial_discharge_1a_svg.svgOMICRON-Leitfaden zu Teilentladungsmessungen https://www.omicronenergy.com/uploads/tx_downloader/51c20/A_Guide_for_PD_Measurements_on_MV_and_HV_apparatus_-_Part1.pdf