I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   14 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 ,   p p .   270 ~ 285   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 14 .i 1 . p p 2 7 0 - 2 8 5          270     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   M a chine learning - a ss isted decisio n   supp o rt  in  indust ria l  ma nufacturing :  a ca se study  on i nj ection mo lding  m a chine  selection       F a o uzi Ta y a la t i,  So ula i m a ne   I diri,  I k hla s s   B o uk ro uh ,   Ab d el la h Az m a ni,  M o nir A zm a ni   I n t e l l i g e n t   A u t o m a t i o n   a n d   B i o M e d   G e n o mi c s   L a b o r a t o r y ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   o f   T a n g i e r ,    A b d e l m a l e k   Essa a d i   U n i v e r s i t y ,  Te t o u a n ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   21 ,  2 0 2 4   R ev is ed   J u n   23 ,  2 0 2 4   Acc ep ted   J u l   26 ,  2 0 2 4       S e lec ti n g   th e   ri g h t  i n jec ti o n   m o l d in g   m a c h in e   fo r   n e w  p ro d u c ts  re m a in s  a   c h a ll e n g i n g   tas k   th a t   sig n ifi c a n tl y   i n flu e n c e s  th e   p r o fit a b il it y   a n d   flex i b il it y   o f  c o m p a n ies .   Th e   c o n v e n ti o n a l   a p p r o a c h   in v o l v e s  p e rfo rm in g   t h e o re ti c a l   c a lcu latio n s  f o r  c lam p i n g   fo rc e ,   c o n d u c ti n g   m e c h a n ica l  v a li d a ti o n s  o f  th e   m o ld ,   a n d   c a rry in g   o u t  re a l  tri a ls  fo r  n e w  p a rts.   T h is  a p p r o a c h   is  ti m e - c o n su m in g ,   c o stly ,   a n d   re q u ires   a   h ig h   lev e l   o f   e x p e rti se   to   e n su re   t h e   o p ti m a l   m a c h in e   c h o ice .   Th is  st u d y   e x p lo re s  th e   u se   o f  m a c h in e   lea rn in g   (M L)   m e th o d s  fo r  e fficie n t  m a c h in e   se lec ti o n   b a se d   o n   p ro d u c t,   m a teria l,   a n d   m o ld   c rit e ria.  S ix   su p e rv ise d   lea rn i n g   tec h n i q u e s  we re   tes ted   o n   a   d a tas e t   c o m p risin g   7 0   p las ti c   p a rts  a n d   f iv e   m a c h in e s.  Ev a lu a ti o n   m e tri c s  li k e   F1 - sc o re ,   re c a ll ,   p re c isio n ,   a n d   a c c u ra c y   we re   u se d   to   c o m p a re   m o d e ls.   Th e   re su lt s  i n d ica te  t h a t  ML   c a n   p ro v id e   g u id a n c e   fo r   p re d ictin g   m a c h in e   se lec ti o n ,   with   a   p re fe re n c e   fo r  t h e   ra n d o m   fo re st  (RF ) ,  d e c isio n   tree   (DT) ,  a n d   su p p o rt  v e c t o r  m a c h in e   (S V M )   m o d e ls.  T h e   m o st  fa v o ra b le  o u tco m e   is   d e m o n stra ted   b y   t h e   RF   m o d e l,   d isp lay i n g   a n   a c c u ra c y   o f  9 3 % .   In   t h is   m a n n e r,   th e se   fin d in g s  m a y   b e   h e lp fu l  f o r  in jec ti o n   m o l d i n g   b u si n e ss e s  th a t  a re   c o n sid e ri n g   th e   sig n ifi c a n c e   o f  u sin g   c las sifica ti o n   a l g o rit h m s  in   th e ir   m a n u fa c tu rin g   p r o c e ss .     K ey w o r d s :   E x p lain ab le  ar tific ial  in tellig e n ce   I n jectio n   m o l d in g   m a ch in e   L ea r n in g   c u r v e   Ma ch in e  lear n in g   Ma ch in e  s elec tio n   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Fao u zi  T ay alati   I n tellig en t A u to m atio n   an d   B io Me d   Gen o m ics   L ab o r ato r y ,   Facu lty   o f   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   o f   T a n g ier   Ab d elm alek   E s s aa d i U n iv er s ity   T eto u an ,   M o r o cc o   E m ail:  f ao u zi. tay alati@ etu . u a e. ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   Selectin g   th e  ap p r o p r iate  m ac h in e  f o r   a  n ew  p r o d u ct  r em ain s   a  ch allen g in g   task   in   th e  in jectio n   m o ld in g   in d u s tr y ,   r eq u i r in g   e x ten s iv e  k n o wled g e  an d   ex p e r ien ce   [ 1 ] .   T h e  d ec is io n - m ak i n g   p r o ce s s   b ec o m es  in cr ea s in g ly   co m p lex   in   s m al l  an d   m ed iu m - s ized   in d u s tr ies,  esp ec ially   wh en   m a n ag in g   a  d iv er s e  r a n g e   o f   p r o d u cts  with   a   lim ited   n u m b er   o f   a v ailab le  m ac h in es.   T y p ically ,   d eter m in in g   th e   s u itab le  m ac h in e   is   estab lis h ed   d u r in g   th e   in itial  s etu p   th r o u g h   th eo r etica l  ca lc u latio n s .   T h e   s elec tio n   is   in f l u en ce d   b y   v ar io u s   f ac to r s ,   in clu d i n g   p r o d u ct  ch a r ac ter is tics   s u ch   as  weig h t,  g eo m etr ic  s p ec if icatio n s ,   an d   m ater ial  ty p e,   m o ld   s p ec if icatio n s   in clu d in g   weig h t  an d   d im en s io n s ,   an d   th e  p r o d u ctio n   r ate  r eq u ested   b y   th e  cu s to m er .   T h e  ch o s en   m ac h in e  s h o u ld   m ee t  t h ese  f u n d am e n tal  cr iter ia.   Ho wev er ,   d e v iatio n s   f r o m   th eo r etica l  ca lcu latio n s   ca n   s ig n if ican tly   im p ac t  b o t h   p r o d u ct  m ar g i n s   an d   th e  f le x ib ilit y   b etwe en   m ac h in es.  Dis cr e p an cies  i n   th e  co s t  ce n ter s   o f   m ac h in es  m ea n   th at  s elec tin g   th e  wr o n g   m ac h i n e  ca n   au to m atica lly   in cr ea s e   th e  p r o d u ct' s   co s t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma ch in e  lea r n in g - a s s is ted   d ec is io n   s u p p o r t in   in d u s tr ia l . . .   ( F a o u z i Ta ya la ti)   271   b r ea k d o wn   [ 2 ] .   T h er e f o r e,   co n s id er in g   t h e  im p o r tan ce   o f   t h is   asp ec t,  it  is   cr u cial  to   ex p l o r e  ap p r o ac h es  th at   ca n   h elp   d ec is io n - m ak er s   ac c u r ately   ass ig n   p r o d u cts to   th e  s u itab le  m ac h in e.     I n   th is   s tu d y ,   th e   m ain   o b j ec tiv e  is   to   in v esti g ate  t h e  ap p licatio n   o f   m ac h in e  lear n in g   ( ML )   class if icatio n   m eth o d s   to   s elec t  th e  s u itab le  m ac h in er y   f o r   ea ch   s p ec if ic  p r o d u ct.   Acc o r d in g   to   th e  liter atu r e ,   m ac h in e  s elec tio n   is   ca teg o r iz ed   as  a   m u lti - cr iter ia   p r o b lem   [ 3 ] .   Var i o u s   class ical  m eth o d s   h av e  b ee n   e m p lo y ed   to   ass i s t  d ec is io n - m ak er s   in   s elec tin g   th e  o p tim al  ch o ice.   Am o n g   th e  p r o m in en t  m eth o d s   ar e  th e  an aly tical  h ier ar ch y   p r o ce s s   ( AHP)   [ 4 ] ,   [ 5 ]   an d   th e  tech n iq u e  f o r   o r d er   p r ef er en ce   b y   s im ilar ity   to   id ea l  s o lu tio n   ( T OPSIS)   [ 6 ] .   T h e  AHP   f u n ctio n s   as  a  f r am ewo r k   f o r   s tr u ct u r in g   an d   an aly zi n g   co m p lex   d e cisi o n s ,   in teg r atin g   m ath em atica l  p r in cip les  an d   p s y ch o lo g ical  f ac t o r s .   I t  e n ab le s   th e  ev alu atio n   o f   t h ese  elem en ts   co n ce r n i n g   th e   o v er ar c h in g   o b jectiv e,   th er eb y   f ac ilit atin g   a  s y s tem atic  d ec is io n - m ak in g   ap p r o ac h .   Me an wh ile,   th e  T OPSIS   m eth o d   o p er ates  o n   th e  p r in c ip le  o f   s elec tin g   an   alter n ativ e  th at  m in im izes  th e  g eo m etr ic  d is tan ce   to   th e  p o s itiv e  id ea l so lu tio n   wh ile  m ax im izin g   th e  g eo m etr ic  d is tan ce   f r o m   th e  n e g ativ e  id ea l so lu tio n .   Alter n ativ es   ar e  r an k ed   th r o u g h   th e  ca lcu la tio n   o f   a n   o v er all  in d ex   b ased   o n   th eir   d is tan ce s   f r o m   th ese  id ea l  s o lu tio n s   [ 7 ] .  B o th   m eth o d s   in v o l v e  s u b ject iv e  d ec is io n s   in   r an k in g   cr iter ia  an d   ch o ices,  in tr o d u cin g   a  p o s s ib le  s o u r ce   o f   b ias in to   th e  d ec is io n - m a k in g   p r o ce s s .   T h er ef o r e,   th is   p ap e r   ex p l o r es  an   alter n ativ e  ap p r o ac h   b ased   o n   ML   to   ai d   in   s elec tin g   th e   a p p r o p r iate  in jectio n - m o ld in g   m ac h in e  f o r   a  g iv en   p r o d u ct.   Six   class if icatio n   ML   alg o r ith m s   ar e  u tili ze d ,   in clu d in g   th e   s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e   ( SVM ) ,  r an d o m   f o r est  ( R F) ,  d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,  n aiv e  B ay es  ( NB )   m o d el,   s to ch asti c  g r ad ien t  d escen t  ( SGD )   c lass if ier ,   an d   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) .   E v alu atio n   m etr ics  s u ch   as   ac cu r ac y ,   r ec all,   F1   s co r e,   an d   p r ec is io n   ar e  e m p l o y ed .   T h e  s tu d y ' s   f in d in g s   s u g g est  th at  th ese  class if i ca tio n   m eth o d s   ef f e ctiv ely   ca p tu r e  f ea tu r e  r elatio n s h ip s ,   en ab lin g   p r ed ictio n s   o f   m ac h i n e  s elec tio n .   T h e  RF ,  DT ,   an d   SVM  m o d els  ca n   p r ed ict  th e  co r r ec t  m ac h i n e  s elec tio n   with   ac cu r ac ies  o f   ap p r o x im ately   9 3 %,  8 7 %,  ev en   with   lim ited   tr ain in g   d ata.   T h ese  p r o m is in g   r esu lts   ca n   p r o v id e  v al u ab le  g u id an ce   f o r   s elec tin g   n ew  m ac h in es f o r   u p co m in g   p ar ts .   T h e  ar ticle  is   d iv id ed   in to   f o u r   m ain   s ec tio n s .   T h e  f ir s t  s ec tio n   in tr o d u ce s   th e  in jectio n   m o ld in g   p r o ce s s ,   em p h asizin g   th e  co n v en tio n al  ap p r o ac h   to   s elec tin g   m ac h in es  f o r   n ew  p r o d u cts.  T h e  s ec o n d   s ec tio n   r ev iews  ex is tin g   liter atu r e   o n   m ac h in e   s elec tio n   p r o ce s s es.  T h e   th ir d   s ec tio n   d is cu s s es   th e  a p p licatio n   o f   class if icatio n   m eth o d s   u s in g   d ata  g ath er ed   f r o m   r ea l  in d u s tr y   s itu atio n s .   L astl y ,   th e  f o u r th   s ec tio n   d elv es  in to   th e  r esu lts   o b tain ed   an d   co m p ar es th e  p er f o r m an ce   o f   th e   m eth o d s .       2.   SCO P E   O F   ST U DY  AND  L I T E RA T UR E   RE V I E W   2 . 1 .     I nje ct io n  m o ldi n pro ce s s   T h e  in jectio n   p r o ce s s   tech n iq u e  r elies o n   th e  p r in cip le  o f   tr a n s f o r m in g   p o ly m e r s   f r o m   a  s o lid   s tate  to   a  m o lten   s tate  b y   u s in g   a   p r e s s   m ac h in e  an d   s p ec if ic  to o lin g   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h e   in jectio n   m ac h in e  co m p r is es  two   p r im ar y   co m p o n e n ts :  th e  in jec tio n   u n it  an d   th e   clo s in g   u n it.   T h e  in jectio n   u n it  is   r esp o n s ib le  f o r   co n v er tin g   th e   p last ic  f r o m   a  s o lid   s tate  to   a  p last icize d   s tate  b ef o r e  in jecti n g   it  in to   th e  m o ld .   Me an wh il e,   th e  clo s in g   u n it  is   r esp o n s ib le  f o r   s ea lin g   th e  to o lin g ,   lo ck in g   it  in   p lace ,   an d   o v er s ee in g   th e  co o lin g   p r o ce s s   o f   th e  p last ic.   T h e   p r o d u ctio n   cy cle  ca n   b e  r ep r es en ted   b y   f iv e  m ain   s eq u en ce s ,   as illu s tr ated   in   F ig u r e  1 .           Fig u r e  1 .  T h e  m ain   s tep s   o f   th e  in jectio n   m o ld i n g   p r o ce s s       Du r in g   th e  d o s in g   an d   p last i cizin g   p h ase,   th e  p last ic  m ater ial  f alls   d o wn   f r o m   th e   h o p p er   t o   th e   in jectio n   s cr ew  u n d er   t h e  in f lu en ce   o f   g r av ity .   Sev er al  m ater ials   ca n   b e  m o ld ed ,   s o m e  wid ely   u s er   ar e  p o ly am id e   ( PA 6 ) ,   p o ly ester ,   p o ly v in y l  c h lo r id e ,   n y lo n ,   an d   a cr y lic   [ 1 0 ] .   Su b s eq u en tly ,   th e  p o ly m er   u n d er g o es   tr an s f o r m atio n   i n to   a  m o lten   s tate  th r o u g h   a  d u al  m ec h an is m :  th e  s h ea r in g   ef f ec t  i n d u ce d   b y   th e  s cr ew  an d   th e   h ea tin g   ef f ec t   g en e r ated   b y   h e atin g   r esis tan ce s   s u r r o u n d in g   t h e  s cr ew.   T h e  m o lten   p o ly m er   is   th en   cy cled   b ac k  in   f r o n t  o f   th e  s cr ew  b y   m et er in g   th e   to tal  v o l u m e  f o r   a   co m p lete  p last ic  p ar t  c y cle.   I n   th e  f illi n g   p h ase,   co m m o n l y   k n o wn   as  th e  i n jectio n   p h ase,   th e   p last ic  is   in tr o d u ce d   in t o   th e   m o ld   th r o u g h   f ill in g   ch a n n els  b y   th e   s cr ew.   T h is   p r o c ess   ty p ically   l asts   a  f ew  s ec o n d s ,   with   th e  d u r atio n   i n f lu en ce d   b y   th e   m at er ial' s   v is co s ity   an d   th e  d esire d   in jectio n   f lo w  r ate.   T h e  in jectio n   p r ess u r e  d u r i n g   th is   p h ase  ca n   r a n g e  f r o m   a  f ew  h u n d r ed   to   a   th o u s an d   b ar s .   Du r i n g   th e   p ac k in g   p h ase,   th e  s cr ew  m ain tain s   p r ess u r e  o n   t h e  p last ic  to   a d d r ess   p o ten tial  is s u es   ar is in g   f r o m   m ater ial  s h r in k a g e  as  it  s tar ts   to   co o l.  T h is   ad d itio n al  p r ess u r e  co m p en s ates  f o r   an y   p r o b lem s   th at   m ay   ar is e  d u r in g   th e  co o lin g   p r o ce s s .   I n   t h e  f in al   s tep ,   th e  co o lin g   p h ase  aim s   to   s o lid if y   th e  en tir e  p ar t  u n til   th e  d esire d   r ig id ity   is   ac h iev e d .   T h e  s o lid if icatio n   p r o ce s s   is   f ac ilit ated   b y   th e  th er m al  tr a n s f er   ap p lied   b y   th e  m o ld .   I n   th e   ejec tio n   p h ase,   a f t er   th e  p ar t  h as  attain ed   s u f f icien t  r ig id ity ,   th e  m o ld   o p e n s ,   an d   th e  p ar t  is   ejec ted   D o z i n g   a n d   p l a st i c i z i n g   p h a se F i l i n g   p h a se P a c k i n g   p h a se C o o l i n g   p h a se Ej e c t i o n   p h a se Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   14 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :  270 - 2 8 5   272   th r o u g h   a   d esig n ated   ejec tio n   m ec h an is m .   E ac h   s tep   o f   th e  p r o ce s s   is   ca r ef u lly   d ef i n ed   b ased   o n   s p ec if ic   p ar am eter s .     2 . 2 .     M a chine selec t io n:  co nv ent io na l a pp ro a ch   Selectin g   th e  r ig h t  m ac h in e   f o r   a  p ar tic u lar   p r o d u ct  r e m ain s   a  task   d em a n d in g   ex p er tis e  an d   ex p er ien ce .   T h e  m o ld in g   ad ju s ter   allo ca tes  m ac h in es  b ased   o n   v ar io u s   cr iter ia,   in clu d in g   p ar t  d esig n ,   m o l d   d esig n ,   m ater ial  s p ec if icatio n s ,   an d   cu s to m er   d e m an d   [ 1 1 ] .   Firstl y ,   m o ld   c h ar ac te r is tics ,   p ar ticu lar ly   d im en s io n s   s u ch   as  th ick n ess ,   wid th ,   len g th ,   h eig h t,  a n d   weig h t,  ar e  p iv o tal  in   ass ess i n g   th e  f ea s ib ilit y   o f   m o u n tin g   th e   to o l  o n   t h e  m ac h in e.   I f   t h e  m o ld   s u r p ass es  th e  s p ec if ied   d im en s io n s   o f   th e   m ac h in e ,   it   m ig h t   r eq u ir e  allo ca tio n   to   a  lar g er - s ized   p r ess   to   ac co m m o d ate  i ts   s ize  ad eq u ately .   Seco n d ly ,   p ar t  ch ar ac ter is tics ,   en co m p ass in g   d im en s io n s ,   we ig h t,  an d   th ick n ess ,   co n s titu te  th e  m o s t  s ig n if ican t  p a r am et er s   [ 1 2 ] .   T h e   p ar t' s   d im en s io n s   d ir ec tly   im p ac t  th e  m ac h in e' s   o p en in g   s tr o k e ,   wh ich   is   cr itical  f o r   s u cc ess f u l  p ar t  ejec tio n   af ter   s o lid if icatio n .   I f   th e  o p en in g   s tr o k e  is   in ad eq u ate  f o r   ejec tio n ,   s elec tin g   a  m ac h in e  wit h   a  lar g er   o p en in g   ca p ac ity   m ay   b e   n ec ess ar y .   Fu r th er m o r e ,   th e   p ar t' s   th ick n ess   d ir ec tly   af f e cts  th e  m ac h in e' s   m ax im u m   in jectio n   p r ess u r e  ca p ac ity ;  th in n er   p a r ts   n ec ess ita te  h ig h er   in jectio n   p r ess u r e.   T h ir d ly ,   m ater ial   ch ar ac ter is tics   ar e   p iv o tal  in   th e  p r o ce s s ,   en co m p ass in g   v ar io u s   ty p es  with   d iv er s e  ch em ical  co m p o s itio n s   [ 1 3 ] .   Fro m   s im p le  to   h ig h ly   tech n ical  an d   ag g r ess iv e  m ater ials ,   th e  ch em ical  co m p o s itio n   s ig n if ican tly   im p ac ts   th e  s elec tio n   o f   th e  in jectio n   u n it.  T h e  m ac h in e  s elec tio n   p r o ce s s   m u s t  ac co u n t  f o r   th e  s p ec if icatio n s   o f   th e   s cr ew  an d   b ar r els,   esp ec ially   th eir   tr e atm en t  to   with s tan d   th e  ch em ical  ag g r es s iv en ess   o f   th e  m ater ial  b ein g   p r o ce s s ed .   Fin ally ,   th e  p r o d u ctio n   r ate  s ig n if ies  th e  ca p ac ity   o f   th e  c h o s en   m ac h in e  to   m ee t  s p ec if ic  r ates  alig n ed   with   cu s to m er   d em an d s .   T h is   f ac to r   f ac ilit ates  th e  s izin g   o f   th e  in jec tio n   u n it,  en s u r in g   its   ca p ac ity   alig n s   with   th e  r eq u ir ed   p r o d u ctio n   r ate.   T h e  m ac h in e  s elec tio n   p r o ce s s   ca n   b e  illu s tr ated   b y   Fig u r e  2 .   I t  ca n   b e  s eg m en ted   in to   t h r ee   p r im ar y   p h ases : f o r ce   ca lcu lat io n ,   clam p in g   u n it v alid atio n ,   an d   in jectio n   u n it v alid atio n .           Fig u r e  2 .  Ma ch i n e  s elec tio n   f l o wh ch ar t: c o n v en tio n al  ap p r o ac h       I n   th e  in itial  p h ase,   th e  f o r ce   c alcu latio n   in v o l v es  d eter m in in g   th e  clam p i n g   f o r ce   r e q u ir ed   to   en s u r e   th e  p r o p er   clo s in g   an d   h o l d in g   o f   th e  m o ld   d u r in g   th e  p las tic  in jectio n ,   p ac k in g ,   an d   co o lin g   p h ases .   I f   th e  ca lcu lated   f o r ce   is   with in   th e  m ax im u m   clam p in g   f o r ce   ca p ac ity   o f   th e  m ac h in e,   th e  m ac h in e  ca n   b e  v alid ated   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma ch in e  lea r n in g - a s s is ted   d ec is io n   s u p p o r t in   in d u s tr ia l . . .   ( F a o u z i Ta ya la ti)   273   b ased   o n   th is   f o r ce ,   allo win g   th e  p r o ce s s   to   p r o ce ed   to   th e  s e co n d   s tep .   Ho wev er ,   if   th e   ca lc u lated   f o r ce   ex ce e d s   th e  m ac h in e' s   m ax im u m   clam p in g   f o r ce ,   it  b ec o m es  n ec ess ar y   to   co n s id er   a  m ac h in e  wit h   a  h ig h er   clo s in g   ca p ac ity ,   an d   f u r th e r   s tep s   m ay   n o t  b e   p u r s u ed .   I n   th e   s ec o n d   p h ase,   v alid atin g   th e   cla m p in g   u n it   in clu d es   co n f ir m in g   wh eth er   th e  m o ld   c an   b e  ef f ec tiv ely   m o u n ted   o n   t h e  m ac h in e,   co n s id er i n g   its   s iz e  an d   th e  allo wab le  s p ac es  with in   th e  m ac h in e .   Ad d itio n ally ,   th e   v alid atio n   c o n s id er s   also   th e  v e r if icatio n   o f   th e   m ec h a n ical  d im en s io n s   o f   th e   m o ld   a n d   th e  o p en in g   s tr o k e   allo win g   s a tis f ac to r y   ejec tio n   o f   th e   p ar t   d u r in g   th e   ejec tio n   p h ase.   I f   th ese  cr iter ia  ar e  m et,   th e  clam p in g   u n it  is   v alid ated .   Ho wev er ,   if   th e  r eq u ir em e n ts   ar e  n o t  m et,   an   o v er s ize d   m ac h in e  m a y   b e   n ec ess ar y ,   an d   th e   s elec tio n   p r o ce s s   m ay   n ee d   to   b e  ig n o r ed .   I n   s u ch   ca s es,   co n s id er atio n   o f   a  d if f er en t  p r ess   b ec o m es  n ec ess ar y .   T h e  t h ir d   an d   f in al  p h ase  is   d ed icate d   to   v alid atin g   th e   in jectio n   u n it.  T h e  u n it  is   co n s id er ed   s u itab le  if   i t  m ee ts   th e  c r iter ia  r elate d   to   th e  m ater ial,   d o s in g   v o lu m e,   p ar t   weig h t,  ty p e  o f   s cr ew,   m a x im u m   in jectio n   p r ess u r e,   a n d   m a x im u m   p r o d u ctio n   r ate.   I f   a n y   o f   th ese  cr iter ia  is   n o t  m et,   th e  allo ca tio n   o f   th e  p ar t  ca n n o t  b e  ass u r ed ,   an d   f u r t h er   co n s id er atio n   o r   a d ju s tm en ts   m ay   b e  r eq u ir ed .     2 . 3 .     Rela t ed  wo rk s   Ma n y   W h ile  n u m er o u s   s tu d ies  h av e  d el v ed   in to   m ac h in e   s elec tio n   allo ca tio n ,   o n ly   a   lim ited   f ew  h av e   tack led   th e   is s u e  u s in g   ar tific ial  in tellig en ce   m et h o d s .   I n   an   in v esti g atio n   co n d u cte d   b y   Ny an g a  et   a l .   [ 1 4 ] ,   t h e   s tu d y   ex p lo r ed   th e   ap p licatio n   o f   a   m u lti - ag e n t  s y s tem   f o r   s elec tin g   th e   m o s t  s u itab le   m ac h in e  t o   o p tim ize   p r o d u ctio n   o r d er .   T h e  c r iter ia  f o r   m ac h in e  s elec tio n   wer e  es tab lis h ed   u s in g   th e  AHP,   with   q u ality ,   tim e,   an d   co s t  id en tifie d   as  k ey   p ar am et er s .   Fiv e  cr iter ia — clam p in g   f o r ce ,   d is tan ce s   b etwe en   tie  b ar s ,   s h o t  weig h t,  tim e,   an d   co s t — wer e  ch o s en .   A  m u lti - ag en t  s y s tem ,   co m p r is in g   a  m an ag in g   ag en t,  a d m in is tr ato r ,   an d   b id d in g   ag en ts ,   f ac ilit ated   an   au ctio n   b etwe en   m ac h in e  ag en ts   ac tin g   as  p o ten tial  co n t r ac to r s   r ep r esen tin g   av ailab le  m ac h in es  in   th e   p r o d u ctio n   lin e.   T h e  s tu d y   d e m o n s tr ated   t h at  th e  s y s tem   ef f ec tiv ely   r ed u ce d   s h o r t  s h o t  d ef ec ts   b y   1 0 %,  s in k   m ar k s   b y   5 %,  a n d   f lash in g   b y   3 0 %.  T r iv e d i   et  a l.   [ 1 5 ]   p r esen ted   a n   ap p licatio n   o f   m u lti - cr iter ia   d ec is io n - m ak in g   u s in g   th e  o p t im ized   T OPSIS  m eth o d   with   a  f u zz y   lo g ic  a p p r o ac h .   T h is   r esear ch   f o cu s ed   o n   1 4   elec tr ical  m o ld in g   m ac h i n es,  co n s id er in g   eig h t  cr iter i a:  r ate  o f   r etu r n ,   r is k   in v estme n t,  lik ely   p r o f it,   in s tallatio n   co s t,  s im ilar ity   to   ex is tin g   b u s in ess ,   en v ir o n m e n tal  im p ac t,  an d   ex p ec te d   life .   B y   in co r p o r atin g   f u zz y   lo g ic,   th e  f u zz y   T OPSIS  m eth o d   p r o v id e d   r esu lts   o r ien ted   to war d   s elec ted   m e m b er s h ip   f u n ctio n s ,   th er eb y   m a k in g   th e   m ac h in e   s elec tio n   p r o ce s s   m o r e  au to n o m o u s .   L i n   an d   Ya n g   [ 5 ]   d ev elo p e d   a  m o d el   em p lo y in g   th e  AHP  to   s e lect  th e  m o s t  ap p r o p r iate  m ac h in e .   T h eir   ap p r o ac h   ce n ter ed   o n   c h o o s in g   a  m ac h in e   f r o m   v ar io u s   av ailab le   o p tio n s   tailo r ed   f o r   m a n u f ac tu r in g   s p ec if ic  ty p es  o f   p ar ts .   T h e  r esea r ch er s   in tr o d u ce d   a   p r o to ty p e  f r am ewo r k   a n d   s o f twar e  th at  u tili ze d   AHP  f o r   m ac h in e  s elec tio n ,   in teg r atin g   th e   ex p e r t - s y s tem   co n ce p t  t o   d ev elo p   th e   p r o g r a m   an d   ar ticu late   s elec tio n   cr it er ia.   T h eir   p r im ar y   g o al  was  t o   o p tim ize  m ac h i n e   s elec tio n ,   en h an cin g   b o th   co s t - ef f ec tiv en ess   an d   wo r k s h o p   f lex ib ilit y   with   ex is tin g   p ar ts .   I n   a  r ec en t  s tu d y   b y   Do m in g u ez   et  a l.   [ 1 6 ] ,   m u lt icr iter ia  s elec tio n   m eth o d s   s u ch   as  co m b i n ativ e  d is tan ce - b ased   ass ess m en t   ( C ODAS ) ,   T OPSIS,  an d   AHP  wer e  in v esti g ated   in   th e   p astry   in d u s tr y .   T h e  s tu d y   ai m ed   to   c o m p ar e   th e  p er f o r m an ce   o f   ea ch   m eth o d   in   m ak in g   th e  b est  ch o ice  am o n g   f iv e  m ac h in es.  C r iter ia  co n s id er ed   in clu d ed   p r ice,   ca p ac ity ,   war r an ty ,   p r o d u ct  weig h t,  an d   s p ee d .   R e s u lts   in d icate d   th at  AH P  an d   C ODA S  p r o v id ed   ap p r o x im ate  m ac h in e  s elec tio n s ,   with   p o ten tial  r ef in em en t   th r o u g h   co m p lem e n tar y   s tu d ies  u s in g   v ar ian ce   an aly s is .   T h is   s tu d y   h i g h lig h te d   th e  e f f ec tiv en ess   o f   th ese  m u lticr iter ia  s elec tio n   m eth o d s   in   ch o o s in g   m ac h in es   f o r   th e  p astry   i n d u s tr y .   ML - a s s is ted   d ec is io n   s u p p o r t  in   in d u s tr ial  m an u f ac tu r in g   ca n   also   b e  co n s id er ed   i n   r elatio n   with   d ee p   lear n in g - as s is ted   s m ar t  p r o ce s s   p lan n in g ,   r o b o tic  wir eless   s en s o r   n etwo r k s ,   an d   g e o s p atial  b ig   d ata   m a n ag em en t   alg o r ith m s   with in   th e   d o m ain   o f   th e   in ter n et  o f   m an u f ac tu r in g   th i n g s ,   as  d is cu s s ed   in   [ 1 7 ] .   Ad d itio n ally ,   it  r elate s   to   ar tific ial  in tellig en ce - b ased   d ec is io n - m ak in g   alg o r ith m s ,   in ter n et  o f   th in g s   s en s in g   n etwo r k s ,   an d   s u s tain ab le  cy b er - p h y s ical  m a n a g em en t  s y s tem s   in   b ig   d at a - d r iv en   co g n itiv e   m an u f ac tu r in g ,   as o u tlin ed   in   [ 1 8 ] .         3.   I M P L E M E NT A T I O N   3 . 1 .     M et ho do lo g y   T h e  s u g g ested   ap p r o ac h   is   b ased   o n   th e  tr ad itio n al  co n ce p t  o f   ML ,   it  r ep r esen ted   o n   th e  F ig u r e  3 .   T h e   m eth o d o l o g y   c o m p r is es  f iv e  p r im ar y   s tep s .   I n itially ,   d ata   co llectio n   is   co n d u cted   to   g ath er   th e  r e q u is ite  in f o r m atio n   f o r   m o d el  ap p licatio n .   Fo llo win g   t h is ,   th e  s ec o n d   s tep   in v o lv es  p r e p r o ce s s in g   th e  d ata,   aim in g   t o   ascer tain   co r r elatio n s   an d   r ea d y   it  f o r   m o d el  im p lem e n tatio n .   T h e  s u b s eq u en t  s tep   en tai ls   th e  ap p licatio n   o f   ML   alg o r ith m s .   I n   th e  f o u r t h   s tep ,   p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   am o n g   d i f f er en t  m et h o d s   is   ca r r ied   o u t  to   s elec t  th e  o p tim al  ap p r o ac h .   L astl y ,   th e  f if th   s tep   in v o lv es  an aly s in g   th e   lear n in g   p r o ce s s   o f   ea ch   m o d el  f r o m   th e  p r o v id e d   d ata.   Ad d itio n ally ,   a   f in al  v er if icatio n   is   p er f o r m e d   to   ass ess   th e  in f lu en ce   o f   i n d iv id u al  f ea tu r es  o n   th e  m o d els u s in g   t h e  lo ca l in te r p r etab le  m o d el - ag n o s tic  ex p l an atio n s   ( L I ME )   m eth o d .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   14 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :  270 - 2 8 5   274       Fig u r e  3 .  Flo w  ch a r t o f   t h e  s u g g ested   ap r o ac h       3 . 2 .     I nitia l da t a   T h e  s tu d y   u s ed   d ataset  co lle cted   f r o m   ac tu al  wo r k s h o p   o p er atin g   in   th e  a u to m o tiv e   in d u s tr y ,   th e   co m p an y   is   lo ca ted   in   n o r th   o f   Mo r o cc o .   T h e   d ataset  co n s is ts   o f   in f o r m atio n   o n   7 0   u n i q u e  m o ld s ,   ea ch   with   v ar y in g   s izes a n d   weig h ts .   Ad d itio n ally ,   it in clu d es f iv e  ty p e s   o f   m ac h in es with   d if f er en t c l am p in g   ca p ac ities ,   r an g in g   f r o m   1 5 0   to n s   to   4 0 0   t o n s .   Fin ally ,   th e  d ataset  co n tai n s   d etails  o n   1 0   d if f er en t  t y p es  o f   p last ic  m ater ials .   T ab le  1   d escr ib es  th e  m ain   u s ed   v ar iab les  o n   th is   s tu d y .   T h e  d ata  is   class if ied   i n to   f o u r   g r o u p s :  p ar t_ d ata,   m ater ial_ d ata,   m o ld _ d ata,   a n d   m ac h in e_ d ata.   T h e   "p a r t_ d ata"   co n s o lid ates  in f o r m atio n   p er tain in g   t o   th e   ch ar ac ter is tics   o f   th e  p ar t .   T h i s   in clu d es d etails lik e  th e  p ar t  weig h t,  s p r u e  weig h t,  an d   th e  n u m b er   o f   p ar ts   p e r   ca v ity .   I t   en c o m p ass es  tr ee   s p ec if ic  item s .   T h e  "m ater ial_ d a ta"  f o cu s es  o n   th e  ty p e  o f   m at er ial  u s ed ,   s u ch   as  PA6 ,   p o ly p r o p y len e  ( PP ) ,   p o l y eth y len e  ( PE) ,   a n d   o th e r s .   I n   th e  f in al  d ataset,   th er e  ar e  1 0   d if f er en t  m ater ial   ty p es,  an d   T ab le  1   illu s tr ates  th r ee   m ain   ch ar ac te r is tics   o f   th e  m ater ials .   T h e  "m o ld   d ata  "  r eg r o u p s   in f o r m atio n   r elate d   to   th e  d im en s io n s   o f   t h e  m o ld ,   in cl u d in g   its   weig h t ,   h eig h t,  len g th ,   an d   wid th .   T h e  "m ac h in e_ d ata"   r ef er s   to   th e  m ac h in e  ass ig n e d   to   ea ch   p r o d u ct  b ased   o n   t h e  clam p in g   f o r ce   r e q u ir ed ,   ch ar ac ter ized   b y   th e   m ax im u m   f o r ce   n ec ess ar y   f o r   clam p in g   an d   h o ld in g .   T h e  u n it o f   m ea s u r em en t is  k ilo - n ewt o n   o r   to n s .       T ab le  1 .   Data s et  item s   s p ec if icatio n s   D a t a   I t e m   D e scri p t i o n   P a r t   d a t a   W e i g h t   o f   t h e   p a r t   W e i g h t   o f   t h e   p l a s t i c   p a r t   [ g ]     S p r u e   w e i g h t   N u mb e r   o f   c a v i t y   m o l d   [ g ]     To t a l   w e i g h t   w e i g h t   o f   t h e   p a r t   a n d   t h e   s p r u e   [ g ]   M o l d   d a t a   W i d t h   W i d t h   d i me n s i o n   o f   t h e   m o l d   [ mm ]     Le n g t h   Le n g t h   o f   t h e   m o l d   [ m m]     H e i g h t   H e i g h t   d i m e n s i o n   o f   t h e   m o l d   [ mm ]     W e i g h t   To t a l   w e i g h t   o f   t h e   m o l d   [ K g ]   M a t e r i a l   d a t a   d e n si t y   D e n si t y   o f   ma t e r i a l   [ K g / m3 ]     R a t e   F l o w   F l o w   r a t e   o f   mat e r i a l   [ g / 1 0 mi n ]     Ty p e   Ty p e   o f   m a t e r i a l   ( P P ,   P E,   a n d   P A 6 )   M a c h i n e   d a t a   S i z e   M a c h i n e   s i z e ,   1 5 0 T ,   2 0 0 T ,   2 5 0 T ,   3 2 0 T,   4 0 0 T       3. 3 .   Da t a   a na ly s is   T h e   i n i t i a l   s t e p   o f   t h e   i n v e s t i g a ti o n   i n v o l v e s   c o n d u c t i n g   a   c o r r e l a t i o n   s t u d y   b e t w e e n   t h e   c l as s es   a n d   t h e i r   r e s p e c t i v e   f e a t u r es .   C o r r e la t i o n ,   b r o a d l y   d e f i n e d ,   q u a n t i f i e s   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w ee n   v a r i a b l es .   I n   c o r r e l a t e d   d a ta ,   a l t e r a ti o n s   i n   t h e   m a g n i t u d e   o f   o n e   v a r i a b l e   a r e   l i n k e d   t o   c h a n g e s   i n   t h e   m a g n i t u d e   o f   a n o t h er   v a r i a b l e ,   e i t h e r   i n   t h e   s a m e   d i r ec t i o n   ( p o s it i v e   c o r r e l a t i o n )   o r   i n   t h e   o p p o s it e   d i r e c t i o n   ( n e g a t i v e   c o r r e la t i o n )   [ 1 9 ] .     T h e  co r r elatio n   m atr ix   c o n f ir m s   a  s ig n if ican t r elatio n   b etwe en   clam p in g   f o r ce   an d   f ea tu r es  r elate d   t o   m o ld   d im en s io n s ,   with   s tr o n g   p o s itiv e  c o ef f icien ts   class if ied   as  f o llo ws:   m o ld   weig h t   ( 0 . 7 8 8 ) ,   m o ld   h eig h t   ( 0 . 7 3 7 ) ,   m o l d   len g th   ( 0 . 7 4 1 ) ,   an d   m o ld   wid th   ( 0 . 7 6 1 ) .   I n d ee d ,   th e  s elec tio n   o f   m ac h in e  s ize  b ased   o n   th e  p ar t  is   s ig n if ican tly   in f lu en ce d   b y   th e  d im en s io n s   an d   ch ar ac te r is tics   o f   th e  m o ld   as  d i s p lay ed   o n   th e  F ig u r e  4   s h o win g   th e  m ac h in e  allo ca ti o n   ac co r d in g   to   th e  s ize  o f   t h e  m o ld .   I t  is   h ig h l y   lik ely   t h at  s m all  m o ld s   ar e  ad d r ess ed   to   s m aller   m ac h i n e  s izes,  wh ile  lar g e  m o ld s   ar e   al lo ca ted   to   lar g er   m ac h i n e  s ize s .   Fu r th er m o r e,   t h e  co r r elatio n   co ef f icie n t in d icate s   th at  clam p in g   f o r ce   is   in f lu e n ce d   b y   f ea tu r es a s s o ciate d   als o   with   p ar t w eig h t,   with   a  p o s i tiv e  co ef f icien t  o f   ( 0 . 5 9 1 )   f o r   to tal  p ar t  weig h t  an d   ( 0 . 4 )   f o r   p ar t  weig h t.  On   th e  o th er   h an d ,   f ea tu r es  r elate d   to   p last ic  ty p es,  s u c h   as  d en s ity ,   m elt  f lo w,   an d   m ater ial  ty p e ,   d e m o n s tr ate  lo wer   co r r elatio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma ch in e  lea r n in g - a s s is ted   d ec is io n   s u p p o r t in   in d u s tr ia l . . .   ( F a o u z i Ta ya la ti)   275   Sp ec if ically ,   th e  co r r elatio n   c o ef f icien ts   f o r   th ese  f ea tu r es  a r e  ( 0 . 1 5 6 )   f o r   d e n s ity ,   ( - 0 . 3 4 6 )   f o r   m elt  f lo w,   an d   ( 0 . 1 1 )   f o r   m ater ial  ty p e.   T h is   in itial  an aly s is   co n f ir m s   th at   m o ld   a n d   p ar t  f ea tu r es  ar e  t h e  m o s t  s ig n if ican t   co n tr ib u to r s   to   m ac h in e  s elec ti o n .   T h is   is   co n s is ten t  with   th e  ac tu al  p last ic  m o ld i n g   m an u f ac tu r in g .   T h e   v is u aliza tio n   in   Fig u r e   5   d e m o n s tr ates  th e  i n ter ac tio n   a m o n g   th e   v ar iab les  o f   th e  d ataset,   s p ec if ically   r ep r esen ted   b y   th e  p ar am eter   " m ac h in e  clam p in g   f o r ce , "  in   r elatio n   th e  m o ld   s p ec f icatio n   a n d   p ar t w eig h t .           Fig u r e  4 .  Data   co r r elatio n   m at r ix   ( m ac h i n e  clam p in g   f o r ce   v s   d ataset  f ea tu r es)           Fig u r e  5 .   C lass if icatio n   o f   th e  m ac h in e  s ize  ac co r d i n g   to   t h e  m o ld   s p ec f icatio n   a n d   p ar t w e ig h t       T h e  d is tr ib u tio n   o f   class es  b ased   o n   th e   m ain   f ea tu r es   m o ld   an d   p ar t  weig h t  is   illu s tr ated   i n   F ig u r e   5 .   T h e  d is tr ib u tio n s   ar e  d is tin ctl y   r ep r esen ted   b y   f i v e  class es:   C las s   1   ( 1 5 0   t) ,   C lass   2   ( 2 0 0   t) ,   C lass   3   ( 2 5 0   t) ,     C las s   4   ( 3 2 0   t) ,   an d   C lass   5   ( 4 0 0   t) .   T h e  m ac h in e  d is tr ib u tio n   f o llo ws  a  n o r m al  d is tr ib u tio n ,   with   th e  av er ag e   ce n ter ed   o n   m ac h in es  2 0 0   t  a n d   2 5 0   t.  T h e  tr en d   o b s er v ed   in d icate s   th at  s m aller   m o l d s   a r e  m o r e   lik ely   to   b e  ass ig n ed   to   s m aller   m ac h in es.  Fo r   in s tan ce ,   m o ld s   with   a  h eig h t  less   th an   4 0 0   m m   ten d   to   b e  ass ig n ed   to     C las s   1   an d   2   m ac h in es,  wh ile  m o ld s   with   a  h eig h t  ex ce ed in g   7 0 0   m m   ar e  ass o ciate d   with   C las s   5   m ac h in es.  T h is   co r r elatio n   u n d er s co r es  th e  im p ac t  o f   m o ld   d im e n s io n s   o n   th e  allo ca tio n   o f   m ac h in es.  Mo r eo v er ,   th e   p ar am eter   "M o l d   W id th "  s ig n if ican tly   in f lu e n ce s   th e  s elec tio n   o f   th e  m ac h in e.   Sp ec if icall y ,   m ac h in es  with   a   wid th   less   th an   4 0 0   m m   ar e  ass ig n ed   to   s m aller   m ac h in e  class es ( C las s   1   an d   2 ) ,   wh ile  m a ch in es with   a  wid th   ex ce ed in g   6 0 0   m m   ar e  allo ca t ed   to   m ac h in es  o f   2 5 0   t,  3 2 0   t,   an d   4 0 0   t.  T h is   p ar am eter   is   d ir ec tly   lin k ed   to   th e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   14 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :  270 - 2 8 5   276   tie  b ar   o f   th e   m ac h in e  a n d   s er v es a s   a  cr itical  ch a r ac ter is tic  d eter m in in g   wh eth er   th e   m o ld   ca n   f it th e  m ac h in e .   L o g ically ,   if   th e  m o ld   h as  s u b s tan tial  wid th   d im en s io n s ,   it  is   as s ig n ed   to   a  m ac h in e  with   a  h ig h er   d is tan ce   b etwe en   tie  b ar s .   C o n ce r n in g   t h e  to tal  weig h t  o f   th e  p ar t,  th is   f ea tu r e  ex h ib its   a  s ig n if ican t  i m p ac t  o n   t h e  ch o ice  o f   th e  m ac h in e.   Par ts   with   a  weig h t  ex ce ed in g   3 0 0   g   ar e  ty p ically   ass ig n ed   to   Ma ch in e  5 ,   wh ile  p ar ts   with   weig h ts   r an g in g   b etwe en   2 0 0   g   an d   3 0 0   g   ar e  allo ca te d   to   m ac h in e  2   an d   m ac h in e  4 .   T h is   in d icate s   a  c lear   co r r elatio n   b etwe en   th e  t o tal  p last ic  weig h t  an d   th e  s elec tio n   o f   s p ec if ic  m ac h i n es,  h ig h li g h t in g   th e  im p o r tan ce   o f   th is   f ea tu r e  in   th e   d ec is io n - m ak in g   p r o ce s s .   T h e  in itial  cr o s s - ch ec k   o f   th e   d ataset  r ev ea ls   co m p ellin g   ev id en ce   in d icatin g   th at  f ea tu r es  ass o ciate d   with   b o th   th e  s i ze   o f   th e   m o ld   an d   t h e  to tal  w eig h t  o f   t h e  p last ic  p ar t e x er t a   s ig n i f ican t im p ac t  o n   th e  d ec is io n - m ak in g   p r o ce s s   r eg ar d in g   m ac h in e  allo c atio n .   T h e  d ata  u s ed   in   th is   s tu d y   ex h ib its   n o n - e q u itab le  d is tr ib u tio n   am o n g   m ac h i n es,  as  d ep icted   in     F ig u r e  6 .   No tab ly   i n   Fig u r e  6 ( a) ,  m ac h i n e  2 0 0   t  ( C lass   2 )   h as  th e  h ig h est  r ep r esen tatio n   with   2 0   r ec o r d s ,   f o llo wed   b y   Ma c h in e  3   with   1 4   r ec o r d s ,   a n d   th e  r em ai n in g   m ac h in es  ea ch   h av in g   1 2   r ec o r d s .   Ma ch in e  2 0 0   t  s tan d s   o u t  as  th e  m ajo r ity   class ,   wh ile  Ma ch in es  4 ,   5 ,   an d   1   ar e  co n s id er ed   m in o r ity   class es.   T o   ad d r ess   th is   im b alan ce ,   th e  f ir s t  s tep   in v o lv ed   eq u ilib r atin g   th e  d ataset  u s in g   th e  o v er s am p lin g   tech n iq u e   [ 2 0 ] .   Ad d itio n al   r ec o r d s   wer e  g en e r ated   f o r   th e  m in o r ity   m ac h in es,  en s u r in g   th at  ea ch   m ac h in e  n o w  h as  2 0   r ec o r d s .   C o n s eq u en tly ,   th e  f in al  d atase t h as b ee n   ex p an d e d   to   [ 1 0 0 × 1 1 ]   as sh o wn   in   Fig u r e  6 ( b ) .           ( a)   ( b )     Fig u r e  6 .   Data   b ala n cin g :   ( a )   i m b alan cin g   d ataset  an d   ( b )   b al an ce d   d ataset         3 . 4 .     M a chine le a rning   m et h o ds   a nd   m ulticr it er ia   pro blem   T h e  p r o b lem   o f   m ac h i n e  s elec tio n   is   co n s id er ed   as  a  m u lti - cr iter ia  p r o b lem ,   with   its   m u ltip le  cr iter ia  an d   p ar a m eter s ,   alig n s   well  with   th e  ca p ab ilit ies  o f   class if icatio n   alg o r ith m s .   T h ese  alg o r it h m s   ar e  d esig n ed   t o   h an d le  m u lti - cr iter ia  p r o b lem s   b y   lear n i n g   f r o m   d iv e r s e  s ets  o f   in p u t  f ea tu r es  an d   m a k in g   p r e d ictio n s   o r   class if icatio n s   b ased   o n   th e  le ar n ed   p atter n s .   I n   t h e  co n te x t  o f   th is   s tu d y ,   t h e  class if icati o n   alg o r ith m s   wer e   ap p lied   to   p r ed ict  th e  "c lam p in g   f o r c e  m ac h in e"   b y   c o n s id er in g   v ar io u s   p ar a m ete r s   r elate d   to   m ac h in e,   m ater ial,   m o ld ,   an d   p ar t   ch ar ac ter is tics .   T h is   ap p r o ac h   all o ws  f o r   a   s y s tem atic  an d   d ata - d r iv e n   d ec is io n - m a k in g   p r o ce s s   in   th e  co m p lex   d o m ai n   o f   m ac h in e  s elec tio n .   Six   al g o r ith m s   wer e  ap p lied :  RF ,  DT ,  SVM ,  NB ,   SG D   c lass if ier ,   an d   LR .   T h e  g o al  is   to   an ticip ate  th e  "c lam p in g   f o r ce   m ac h in e .     3 . 4 . 1 .   Ra nd o m   f o re s t   R F  i s   co n s id er ed   a  cr u cial  ML   alg o r ith m   f o r   p atter n   r e co g n itio n ,   p r im ar ily   b ec au s e  o f   its   co s t - ef f ec tiv en ess .   T h e   f u n d am en t al  p r in cip le   b eh in d   its   tr ain in g   s tr ateg y   is   b a g g in g   [ 2 1 ] .   T h is   s u g g ests   th at  RF   is   b u ilt  u p o n   en s em b le  s am p lin g   with o u t  r ep lace m e n t  f r o m   s u b s ets  o f   th e  d ataset.   T h e  r e m a in in g   d ata,   ter m ed   out - of - b ag ,   a r e  u s ed   f o r   ass ess in g   th e  m o d el' s   p er f o r m an ce .   Ma n y   b o o s tin g   o r   b ag g in g   alg o r ith m s   ar e  ce n ter e d   ar o u n d   DT .   T h e  in itial  n o d e' s   s tate  g en er ates  ad d itio n al  n o d es  co n tain in g   f ea tu r es  d ir ec ted   u p war d .   As  a  r esu lt,   m u ltip le  DT   ar e   em p lo y ed   to   c lass if y   ea ch   d ataset  with   s am p l in g   th is   m eth o d ,   in d iv i d u al  DT   m ay   e x h ib it  l o wer   ac cu r ac y   co m p ar ed   to   a  DT   c o n s tr u cted   u s in g   th e  e n tire   d ataset.   T h er ef o r e,   it  is   ad v an tag e o u s   to   ag g r e g ate  th e   r esu lts   o f   ea ch   tr ee ,   as th e y   ca n   co llectiv ely   class if y   tr ain ed   d ata  in   a  co m p lem en tar y   m an n er .     3 . 4 . 2 .   Dec is io n t re e   T h is   m o d el  class if ies d ata  o r   p r ed icts   o u tco m es b y   s p litt in g   a   d ataset  b ased   o n   r esp o n s es to   q u esti o n s   [ 2 2 ] .   As  a  s u p er v is ed   lear n in g   m eth o d ,   it  is   tr ain ed   o n   a  d atas et  with   k n o wn   tar g et  class if icatio n s .   T h is   tr ain in g   allo ws th e  m o d el  to   m a k e  ac c u r ate  p r e d ictio n s   o n   n ew  d ata.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma ch in e  lea r n in g - a s s is ted   d ec is io n   s u p p o r t in   in d u s tr ia l . . .   ( F a o u z i Ta ya la ti)   277   3 . 4 . 3 .   Na iv es  B a y es m o del   T h e  n aïv e  B ay es  alg o r ith m   is   a  s u p er v is ed   lear n in g   m eth o d   b ased   o n   B ay es'   th eo r em ,   u s ed   f o r   class if icatio n   p r o b lem s   [ 2 3 ] .   I t   ac ts   as  a  p r o b ab ilis tic  class if ie r ,   p r e d ictin g   th e   lik elih o o d   o f   a n   o b ject  b elo n g in g   to   a  s p ec if ic  class .   T h is   m ak es it e f f icien t f o r   h an d lin g   lar g e  d atasets .       3 . 4 . 4 .   Sto cha s t ic  g ra dient  de s ce nt   cla s s if ier   SGD  i s   a  p o wer f u l  alg o r ith m   u s ed   to   f in d   p ar am eter   v alu es   th at  m in im ize  a  co s t  f u n ctio n   [ 2 4 ] .   I t  is   wid ely   ap p lied   in   d is cr im in ativ e  lear n in g   task s   in v o lv in g   l in ea r   class if ier s .   I t s   ef f ec tiv en ess   is   p ar ticu lar ly   n o tab le  with   co n v ex   l o s s   f u n ct io n s   s u ch   as SVM   an d   LR .      3 . 4 . 5 .   L o g is t ic  re g re s s io n   T h e  m o ld el  is   u s ed   f o r   f o r ec as tin g   th e  v alu es  o f   a  s p ec if ic  v a r iab le  b y   c o n s id er in g   th e  v al u es o f   o th er   v ar iab les.  An y   ch a n g e  i n   p r ed ictio n   is   ter m ed   as  th e   d ep e n d en t  v ar iab le   [ 2 5 ] .   An   in d ep en d en t  v a r iab le  is   o n e   th at  is   u s ed   to   p r ed ict   th e  v alu es  o f   o th er   v ar ia b les.  Fo r   in s tan ce ,   in   th e   co n te x t  o f   lin ea r   r e g r ess io n ,   we  u tili ze   in d ep en d en t v ar ia b les to   u n d e r s tan d   h o w  ch a n g es in   th e m   r e late  to   ch an g es in   th e   d ep e n d e n t v ar iab le.     3 . 4 . 6 .   Su pp o rt   v ec t o r  m a chi ne   SVM   p o s s es s   v er s atility   in   h an d lin g   b o th   r e g r ess io n   an d   class if icatio n   task s .   Ho we v er ,   th eir   p er f o r m an ce   ten d s   to   ex ce l  p a r ticu lar ly   in   class if icatio n   p r o b lem s .   SVM  g ain ed   wid esp r ea d   p o p u lar ity   u p o n   th eir   cr ea tio n   an d   r em ain   a  p r o m in en t  ch o ice  f o r   h i g h - p er f o r m in g   alg o r ith m s ,   o f ten   r eq u ir in g   m in im al  tu n in g   to   ac h iev e   ex ce llen t  r esu lts .   I t ' s   a  s u p er v is ed   ML   ap p r o ac h   wh er e  th e  o b jectiv e  is   to   d ete r m in e  a  h y p e r p lan e   th at  ef f ec tiv ely   s eg r eg ates  two   class es  in   th e  d ataset.   B o th   S VM   an d   L R   aim   to   id e n tify   t h e   o p ti m al   h y p er p lan e   f o r   class if icatio n   task s .   Ho wev er ,   L R   is   a  p r o b ab ilis tic  ap p r o a ch ,   esti m atin g   th e   p r o b ab ilit y   t h at  a  g iv e n   in s tan ce   b elo n g s   to   a  p ar ticu lar   class ,   wh ile  SVM  is   r o o ted   i n   s tatis ti ca l p r in cip les,  f o cu s in g   o n   m a x im izin g   th e   m ar g in   b etwe en   class es f o r   ef f ec tiv e  s ep ar atio n   [ 2 6 ] .     3 . 4 . 7 .   P er f o r m a nce  m et rics a nd   co nfusi o n m a t rix   T h e  tech n iq u e  em p l o y ed   f o r   ass es s in g   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  s ix   m ac h in es  in v o lv es  th e  u s e  o f   a   co n f u s io n   m atr ix   [ 2 7 ] .   T h is   m atr ix   p r o v id es  a  ta b u lar   r ep r esen tatio n   o f   v ar io u s   o u tco m e s   in   a  class if icatio n   p r o b lem ,   aid i n g   in   th e  v is u aliza tio n   o f   p r ed ictio n   r esu lts .   I t  o u tlin es  a  tab le  wi th   th e  p r ed icted   an d   ac tu al  v alu es  o f   a  class if ier ,   f o llo win g   th e  s tan d ar d   r ep r esen tat io n   illu s tr ated   in   T ab le  2 .   −   T r u e  p o s itiv e :  th is   is   also   k n o wn   as  th e  co u n t  o f   t r u e  p o s itiv es,  wh ich   s ig n if ies  th e  n u m b er   o f   in s tan ce s   wh er e  th e  m o d el' s   p r ed ictio n   o f   a  p o s itiv e  o u tco m e  alig n s   with   th e  ac tu al  p o s itiv e  o u tco m e .   −   Fals e  p o s itiv e :  th is   is   ter m ed   a s   f alse  p o s itiv e  in   b in a r y   class if icatio n .   I t   r ep r esen ts   th e  in s t an ce s   wh er e  t h e  m o d el  in co r r ec tly   p r ed icts   th e  p o s itiv e  class   wh en   th e  ac tu al  class   is   n eg ativ e.     −   T r u e  n e g ativ e :  it  r ep r esen ts   th e  in s tan ce s   wh er e  th e  m o d el  c o r r ec tly   p r ed icts   th e  n eg ativ e   class   wh en   th e   ac tu al  class   is   al s o   n eg ativ e .   −   Fals e  n eg ativ e :  it  s ig n if ies  th e   in s tan ce s   wh er e  th e  m o d el  in co r r ec tly   p r ed icts   th e  n eg ativ e   class   wh en   th e  ac tu al  class   is   p o s itiv e.   a)   Acc u r ac y :  t h e   ac cu r ac y ,   wh ic h   m ea s u r es  th e   p r o p o r tio n   o f   c o r r ec t  p r ed ictio n s   o u t  o f   all  p r ed ictio n s   m ad e   b y   th e  m o d el.   W e  ca n   ca lcu lat e  th e  m ea n   a b s o lu te  er r o r   ( M AE )   u s in g   th e  ( 1 ) .       =  +   +  +  +      ( 1 )     b)   Pre cisi o n :  Pre cisi o n   is   a  m ea s u r e  o f   th e  ac cu r ac y   o f   th e  p o s iti v e  p r ed ictio n s   m ad e  b y   a  m o d e l.  T h e  f o r m u l a   is   ( 2 ) .       =   +      ( 2 )     c)   R ec all/Sen s itiv ity :  R ec a ll,  als o   k n o wn   as  s en s itiv ity ,   q u an tif ies th e  p r o p o r tio n   o f   p o s itiv e  ca s es c o r r ec tly   id en tifie d   b y   th e  class if ier   am o n g   all  ac tu al  p o s itiv e  ca s es in   th e  d ataset.   I ts   f o r m u la  is   ex p r ess ed   as  ( 3 ) .       =   +      ( 3 )     d)   F1 - s co r e :  T h e  F1 - s co r e,   a  m e asu r e  th at  co m b in es  p r ec is io n   an d   r ec all,   is   o f ten   d ef in ed   as   th e  h ar m o n ic   m ea n   o f   th e  two   m etr ics.  Har m o n ic  m ea n   is   f av o r e d   f o r   r at io s ,   lik e  p r ec is io n   an d   r ec all,   as  it  b alan ce s   ex tr em e  v al u es  m o r e   ef f ec tiv ely   th an   th e  ar ith m etic  m ea n .   T h e  f o r m u la  f o r   ca lcu latin g   t h e  F1 - s co r e   is   g iv en   b y   ( 4 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   14 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :  270 - 2 8 5   278   1 −  = 2 ∗  ∗    ∗   ( 4 )       T ab le  2 .   C o n f u s io n   m atr ix   r ep r esen tatio n     A c t u a l       P o si t i v e   N e g a t i v e   P r e d i c t e d   P o si t i v e   Tr u e   p o si t i v e   F a l se   p o si t i v e   N e g a t i v e   F a l se   n e g a t i v e   Tr u e   n e g a t i v e       4.   M AIN R E S UL T S   T h e  s ix   m o d els  u n d e r wen t  tr a in in g   u s in g   8 5 %  o f   th e   d ataset  an d   wer e  s u b s eq u en tly   test ed   with   th e   r em ain in g   1 5 %.   T h is   s ig n if ies  th at  th e  m o d els  wer e   ex p o s ed   to   8 5   m o ld s   an d   p ar ts   f o r   tr ai n i n g   a n d   later   ap p lied   to   p r ed ict  o u tco m es  f o r   1 5   ad d itio n al  p ar ts .   T h e  r esu lts   o f   th ese  p r ed ictio n s   ar e  d etail ed   in   T ab le  3 .   T h e   m eth o d o l o g y   f o llo wed   to   a n al y ze   th e  o b tain e d   r esu lt  is   s tr u ctu r ed   in to   t h r ee   s ec tio n s .   Firstl y ,   a  co m p r eh e n s iv e  tab le  is   em p lo y ed   to   ag g r e g ate   m etr ics  s u ch   as  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e.   T h i s   f ir s t  r esu lt  s er v es   as  a  co n s o lid ated   s u m m ar y   o f   th e  p er f o r m a n ce   in d icato r s   o f   th e  s ix   m o d els.  Seco n d ly ,   a  co n f u s io n   m atr i x   is   ex p lo r ed   t o   ex am in e  th e  alig n m en t  b etwe en   th e  ac tu al  an d   p r ed icted   v alu es,  o f f er in g   i n s ig h ts   in to   th e  m o d el' s   class if i ca tio n   o u tco m es.  Fin all y ,   th e   ev alu atio n   in clu d es  th e  ex am in atio n   o f   lear n in g   cu r v e s   [ 2 8 ]   to   ass ess   th e  tr ain in g   ap p r o ac h es a d o p ted   b y   ea ch   m o d el  o v er   th e  c o u r s e  o f   th eir   tr ain i n g .       T ab le  3 .   Per f o r m an ce   an aly s is   M o d e l   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - S c o r e   ( %)   RF   93   96   95   95   DT   87   90   90   90   S V M   87   90   90   90   NB   73   67   63   64   LR   53   42   50   45   S G D   c l a ss i f i e r   27   12   40   18       4 . 1 .     M et ric  re po rt   ( prec is io n,  re ca ll,  F1 ,   a nd   a cc ura c y )   I n   ter m s   o f   ac cu r ac y ,   th e  RF   m o d el  ex h ib its   th e  h ig h est  p er f o r m an ce ,   ac h iev in g   a  9 3 %  ac cu r ac y   r ate  in   tr u e  p r ed ictio n s .   Fo llo win g   clo s ely   ar e  th e  DT   an d   SVM  m o d els,  b o th   d em o n s tr atin g   a  co m p ar ab le  ac cu r ac y   o f   8 7 %.  T h e   NB   m o d el  s h o w s   an   ac cu r ac y   ar o u n d   7 3 %,  w h ile  th e  r em ai n in g   m o d els,  L R   an d   SGD,   d is p lay   lo wer   ac cu r ac y   r ates  at  5 3 %   an d   2 7 %,  r esp ec tiv ely .   I n   t er m s   o f   p r ec is io n ,   th e  RF   alg o r ith m   o n ce   a g ain   d em o n s tr ates  th e  b est  r esu lt  with   a  weig h ted   av er ag e  o f   9 5 % .   T h is   in d icate s   th at  th e  RF   m o d el  h as  o n ly   a  5 %  er r o r   r ate  i n   co r r ec tly   s elec tin g   th e  r ig h t  m ac h in e.   T h e  DT   a n d   SVM  m o d els  ex h ib it  s im ilar   p r ec is io n   r esu lts ,   b o th   ac h iev in g   a   weig h ted   av e r ag e  o f   8 7 %.  T h e  NB   m o d el  s h o ws  a  p r ec is io n   o f   7 3 %.  H o wev er ,   th e   p r ec is io n   f o r   t h e  r em ai n in g   m o d els,   s p ec if ically   th e  SGD  class if ier   an d   LR ,   is   n o tab ly   l o wer ,   with   v alu es  b elo w  4 4 %,   in d icatin g   p o o r er   p e r f o r m an c e  in   co r r ec tly   id en tify i n g   r el ev an t  in s tan ce s .   I n   ter m s   o f   r ec all,   th e  r an k in g   r em ain s   co n s is ten t,  with   th e  RF   m o d el  lead in g   th e  lis t  with   a n   av er ag e  o f   9 3 %,  f o llo wed   b y   th e  DT   m o d el  an d   SVM,   b o th   ac h iev in g   8 7 %.  T h is   in d icate s   th at  th ese  m o d els  h av e  a   s tr o n g   ab ilit y   to   p r ed ict   b o th   tr u e   p o s itiv es  an d   tr u e  n e g ativ es  ef f ec tiv ely .   On   th e  o th er   h a n d ,   SGD,   LR ,   an d   NB   ex h ib it  m ed io cr e  s c o r es  in   r ec all,   with   v alu es  o f   6 3 %,  5 0 %,  a n d   4 0 %,  r esp ec tiv ely .   T h ese  lo wer   s co r es  s u g g est  a   r elativ ely   l o wer   ca p a b ilit y   to   ac cu r ately   p r e d ict  b o th   tr u e  p o s itiv e  an d   f alse  n eg ativ e   in s tan ce s   f o r   th ese  m o d els.  I n   te r m s   o f   F1 - s co r e,   t h e  o r d er   o f   p e r f o r m a n ce   r em ai n s   co n s is ten t,  with   th e  RF   m o d el  lead in g   at  9 3 %,  f o llo wed   b y   SVM  an d   th e  SGD  class if ier ,   b o th   ac h iev in g   8 7 %.  T h e   F1 - s co r e   is   a   h ar m o n ic   m ea n   o f   p r ec is io n   an d   r ec all,   r ef lectin g   a   b ala n ce   b etwe en   th e  two   m etr ics.  T h e  r est  o f   th e  m o d els  ex h ib it  F1 - s co r es  b elo w  6 4 %,  in d icati n g   a  lo wer   b alan ce   b etwe en   p r ec is io n   an d   r ec all  f o r   th ese  m o d els  co m p ar ed   t o   th e  to p - p er f o r m in g   o n es.  As  ev id en t  f r o m   th e   r esu lts ,   all  m etr ics   co n s is ten tl y   f av o r   o p tim is tic  p r ed ictio n s   f o r   RF ,  DT ,   an d   SVM,   with   a   p r ef er en ce   f o r   RF .  T h is   s u g g ests   th at  ML   ex h ib its   th e  ab ilit y   to   s e lect  m ac h in es  ev en   with   lim ited   d ata.   Ho w ev er ,   it' s   im p o r tan t  to   n o te  t h at  th is   s itu atio n   m ay   in tr o d u ce   b ias.  T h is   will  b e  f u r th er   i n v esti g ated   in   t h is   p ap er   th r o u g h   lear n in g   cu r v es  to   ass ess   o v er f itti n g   in   m o d els  with   g o o d   p r ed ictio n s   an d   u n d er   f itti n g   in   m o d els  with   lo wer   s co r es  [ 2 9 ] .     4 . 2 .     Co nfusi o n m a t rix   T h e  co n f u s io n   m at r ix   s er v es  to   v is u alize   b o th   tr u e  an d   er r o n eo u s   p r ed ictio n s   m ad e  b y   ea ch   m ac h in e  ac r o s s   d if f er en t  class es.  Fig u r e  7   s u m m ar izes  th e  c o n f u s io n   m atr ices  f o r   ea c h   m o d el  tr ain ed   is   th is   s tu d y ,   p r o v id i n g   a   co m p r eh en s iv e  o v er v iew  o f   th eir   p er f o r m a n ce .   Ad d itio n ally ,   t h e  f i g u r e   illu s tr ates  th e  d is tr ib u tio n   o f   th e   1 5   p r ed icted   m ac h in es  ac r o s s   th e  f i v e  class es,  o f f er in g   a   v is u al  r ep r esen tatio n   o f   h o w  well  ea ch   m o d el  class if ied   in s tan ce s   with in   s p e cif ic  ca teg o r ies.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma ch in e  lea r n in g - a s s is ted   d ec is io n   s u p p o r t in   in d u s tr ia l . . .   ( F a o u z i Ta ya la ti)   279       Fig u r e  7 .   Ma tr ix   co n f u s io n   an aly s is   f o r   th e  s ix   m o d els       T h e  co n f ir m atio n   f r o m   th e  co n f u s io n   m atr ix   o f   th e  R F  m o d el  r ein f o r ce s   th e  ac cu r ac y   o f   p r ed ictio n s   f o r   all  th e  m ac h in es.  T h e  i n s tan ce s   wer e  ef f ec tiv ely   class if ied   an d   d is tr ib u ted   a m o n g   th e  f i v e  class es,  in d icatin g   th e  m o d el' s   p r o f icie n cy   in   m a k in g   p r ec is e  p r e d ictio n s   f o r   e ac h   m ac h i n e  ca teg o r y .   Nev er t h eless ,   th e  u n iq u e   in s tan ce   o f   in ac c u r ate  p r ed icti o n   o cc u r r ed   with in   class   4   ( m ac h in e  3 2 0   t) ,   wh er e  o n e  o u t  o f   th e  f o u r   m ac h in es   was  er r o n eo u s ly   ass ig n ed   to   class   3   ( m ac h in e  2 5 0   t) .   R e g ar d in g   SVM  an d   DT ,   th e y   ex h ib ited   id en tical  o u tco m es  b y   co r r ec tly   p r ed ict in g   class es  1 ,   2 ,   an d   5 .   Ho we v er ,   b o th   m o d els  m ad e   in ac cu r ate  p r e d ictio n s   f o r   o n e  m ac h in e  in   class   4   ( 1   o u t  o f   4 )   an d   o n e   m ac h in e   in   clas s   3   ( 1   o u t  o f   4 ) .   T h e  tr ee   m o d els  d em o n s tr ated   a   co m m en d a b le  ab ilit y   to   d is tin g u is h   b etwe en   tr u e  p o s itiv es,  f alse  n eg ativ es,  an d   f alse  p o s iti v es.  I n   co n tr ast,  th e   NB   m o d el  ex h ib ited   in co r r ec t p r ed ictio n s   f o r   class es  2 ,   3 ,   an d   4 ,   lea d in g   t o   f ewe r   tr u e  p r ed ictio n s   ( n eith er   f o r   tr u e  p o s itiv es  n o r   f alse  n eg ativ es ) .   C o n s eq u en tly ,   th is   im p ac ted   th e  r ec all,   wh ich   s tan d s   at  6 3 %.  T h e  NB   m o d el  ap p ea r s   to   h a v e  lim ited   ca p a b ilit y   in   d is tin g u is h in g   b etwe en   f alse n eg ativ es a n d   f alse p o s itiv es.     4 . 3 .     L ea rning   curv e   T o   co n d u ct  a  co m p r eh en s iv e   ev alu atio n   o f   th e  m o d els  b ased   o n   th eir   lear n in g   ex p er i en ce s ,   we  em p lo y ed   lear n in g   c u r v es  a n a ly s is   [ 3 0 ]   as  s h o wn   in   th e   F ig u r e  8 .   T h is   a p p r o ac h   p r o v id e d   a  d etailed   in s ig h t   in to   h o w  ea c h   m o d el  g ain e d   k n o wled g e  a n d   p r o f icien c y   o v e r   tim e.   L ea r n i n g   c u r v es ser v e  as a   wid ely   ad o p ted   d iag n o s tic  to o l  in   th e  f ield   o f   ML ,   p ar ticu lar ly   f o r   alg o r ith m s   th at  p r o g r ess iv ely   ac q u ir e  k n o wled g e  f r o m   an   ex p an d i n g   t r ain in g   d ataset.   I n   th is   p a p er ,   th e   ac cu r ac y   s co r e  is   em p lo y e d   as  m et r ic  f o r   e v alu atin g   th e   p er f o r m an ce   o f   th e  m o d el  o n   b o th   th e  t r ain in g   s et  an d   th e  v alid atio n   s et.   T h e  s ix   alg o r ith m s   ar e  ca teg o r ized   b ased   o n   th ei r   tr en d s   in t o   th r e e  v is u aliz atio n s   f o r   an al y s is .     R eg ar d in g   th e  Fig u r e  8 ( a ) ,   it illu s tr ates th e  p r o g r ess io n   o f   NB   an d   L R   m o d els.  B o th   m o d els ex h ib it a   s im ilar   ev o lu tio n a r y   tr en d ,   s h o wca s in g   im p r o v e m en ts   in   p er f o r m an ce .   Ho wev er ,   th ese   en h a n ce m en ts   a r e  in s u f f icien t  to   m atch   th e  tr ain in g   m o d el,   lead in g   to   a  s itu atio n   o f   u n d er   f itti n g .   T h e  m o d e l  s tr u g g les  to   g r as p   th e  in tr icac ies  o f   th e   tr ain in g   d ataset,   ev i d en t  in   th e   tr ain i n g   c u r v e   m ain tain in g   a n   ac c u r ac y   ar o u n d   7 0 %.   E x am in in g   th e  lear n in g   cu r v e,   th er e  ex is ts   a  s u b s tan tial  g ap   b etwe en   th e  tr ain in g   an d   v alid a tio n   s ets  in itial ly .   T h is   g ap   g r ad u ally   d im in is h e s   with   th e  ad d itio n   o f   tr ain in g   ex am p les,  s tar tin g   f r o m   a  d ataset  s ize  o f   2 0 .   Nev er th eless ,   th e  ac cu r ac y   p la teau s   at  6 0 %,  in d icatin g   a  lim itatio n   in   th e  m o d el' s   ab ilit y   to   g en er alize   to   u n s ee n   d ata.   E v en   wit h   th e  c o n tin u o u s   ad d itio n   o f   tr ain in g   ex a m p les,  th er e  is   n o   d is ce r n ib le  im p r o v e m en t  i n   p er f o r m an ce .   T h is   p r ed icam e n t  is   m ir r o r ed   in   th e  SGD  m o d el   ( Fig u r e  8 ( b ) ) ,   wh er e  th e  tr ain in g   m o d el  f ac es   ch allen g es in   lear n in g   f r o m   th e  d ataset,   r esu ltin g   in   a  co m p a r ab le  in ab ilit y   to   im p r o v e  p er f o r m an ce .   Fig u r e  8 ( c)   illu s tr ates  th e  p r o g r ess io n   o f   th e  SVM,   R F,  an d   DT   m o d els.  No tab ly ,   all  th r ee   ex h ib it  a  s im ilar   tr en d ,   s h o wca s in g   co n s is ten t  p er f o r m an ce   im p r o v e m en t  o v e r   tim e.   T h is   im p lies   th at  th e  m o d els  ar e   u n d er g o in g   ex p er ien tial  lear n i n g ,   e v id en t  with in   th e   in ter v a l  [ 0 :2 0 ] .   T h e  ac c u r ac y   is   at  it s   m in im u m   f o r   th e   m o d els,  p r im ar ily   attr ib u ted   to   th e  lim ited   tr ain in g   ex p er ie n ce   ac ce s s ib le  d u r in g   th is   p h a s e.   Ho wev er ,   with in   th e  r an g e  [ 2 0 :7 0 ] ,   th e  m o d els  ex h ib it  a  p r o g r ess iv e  en h a n ce m en t,  g r ad u ally   ap p r o ac h i n g   t h e  ac cu r ac y   o f   th e   tr ain in g   s et.   T h e  m o d els  ca n   g en er ate  p r ed ictio n s   f o r   n o v el  d ata  th at  h as  n ev er   b ee n   en co u n ter ed   b ef o r e.   I n   th e   in ter v al  [ 7 0 : 1 0 0 ] ,   b o t h   th e  R F  an d   SVM  ex h ib it  a  co m b in at io n   o f   v ar iatio n   an d   s tab ilit y .   T h is   s u g g ests   th at   d esp ite  th e  i n tr o d u ctio n   o f   n ew  tr ain in g   d ata,   th ese  two   m o d els  ar e   u n a b le  to   ac h ie v e  s ig n if ican t  f u r th e r   im p r o v em e n t.  Ho we v er ,   i n   th e  ca s e  o f   th e  DT   m o d el,   th e  s i tu atio n   is   d if f er en t.   I t  co n tin u es  to   d em o n s tr ate  a   p o s itiv e  tr en d   o f   im p r o v em e n t,  in d icatin g   t h at  p r o v id in g   m o r e  tr ain i n g   d ata  c o u ld   e n h an ce   its   lear n in g   ex p er ien ce   a n d   p er f o r m an ce .   I n   co n cl u s io n ,   co n s id er in g   th e  t r ain in g   s co r e' s   h ig h   a cc u r ac y ,   i t  s u g g ests   lo w  b ias  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.