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.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 ,   p p .   4 2 7 3 ~ 4 2 8 2   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 5 . p p 4 2 7 3 - 4 2 8 2           4273     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  and failu re  mo de  and ef fect s  ana ly sis  f o r  sus taina ble medic a l equipmen t  spa re parts ma na g e ment       F a bia n H a lley   P a t a   Alba n Da t t u 1 ,   Sy ed  T a rm izi  Sy ed  Sh a za li 2 ,  Sh irley   J o hn a t ha n T a njo ng 2 ,    Abdu l R a n i A chm ed  Abd ull a h 2 ,   Nurla ila   Ro s li 3   1 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   i - C A TS U n i v e r si t y   C o l l e g e ,   K u c h i n g ,   M a l a y si a   2 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   a n d   M a n u f a c t u r i n g   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r s i t y   M a l a y si a   S a r a w a k ,     K o t a   S a m a r a h a n ,   M a l a y si a   3 F a c u l t y   o f   C o mp u t i n g   a n d   S o f t w a r e   En g i n e e r i n g ,   i - C A TS U n i v e r si t y   C o l l e g e ,   K u c h i n g ,   M a l a y si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  7 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u l 2 0 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   1 2 ,   2 0 2 6       S p a re   p a rts  f o r  e ss e n ti a l  m e d ica l  e q u ip m e n t   a re   v it a l  to   e n su re   u n i n terru p ted   h e a lt h c a re   p ro v isi o n ,   e sp e c ially   i n   a re a s  wh e re   re so u rc e s  a re   li m i ted .   Th is   p a p e r  p re se n ts  a n   i n teg ra ti v e   a p p r o a c h   t h a t  i n teg ra tes   fa il u re   m o d e   a n d   e ffe c ts  a n a ly sis  (F M EA)  with   su p e rv ise d   m a c h in e   lea rn i n g   (M L)  m o d e ls  in   o rd e r  t o   a ll o w  b e tt e r  p re d icti v e   m a in ten a n c e   a n d   o p ti m ize   m a n a g e m e n t  o f   sp a re   p a rts.   I n   o r d e r  t o   i n c re a se   th e   a c c u ra c y   o f  t h e   fo re c a st,  F M EA   wa s  first  u se d   to   c o m p u te  risk   p ri o rit y   n u m b e rs  (RP Ns )  o f  th e   c o m p o n e n ts,   q u a n t ify i n g   t h e   risk   o f  e a c h   c o m p o n e n t ,   a n d   th e n   u sin g   it   a s  a n   imp o rta n t   in p u t  fe a tu re   to   th e   ML   a l g o rit h m s.  Da ta  fro m   six   h o sp it a ls  a n d   ten   c rit ica l  m e d ica l  d e v ice s ,   su c h   a s  v e n ti la to rs,  d e fi b ril lat o rs,  d ialy sis  m a c h in e s,  a n d   c o m p u ted   to m o g ra p h y   ( CT )   sc a n n e rs ,   we re   a n a ly z e d   to   i d e n ti f y   h i g h - ris k   fa il u re   m o d e s  a n d   p rio ri ti z e   m a in ten a n c e   tas k s.  Th re e   d if fe re n t  su p e rv ise d   lea rn in g   m o d e ls  ( ra n d o m   fo r e st  ( RF ),   a rti ficia l  n e u ra l  n e two r k   (A NN ),   a n d   su p p o rt  v e c to r  m a c h in e   (S VM))   wa s   b u il t  a n d   tes ted   b a se d   o n   fo u r  m e tri c s:   a c c u ra c y ,   p re c isio n ,   re c a ll ,   a n d   F 1 - sc o re .   Th e   p re c isio n   o f  RF   a n d   AN N  wa s  1 . 0 0   a n d   S VM  sh o we d   a n   e x c e ll e n t  re c a ll   v a lu e   o f  0 . 9 4 ,   in d ica ti n g   p ro m isin g   re su lt s  f o r  p ra c ti c a l  a p p li c a ti o n s.   Th e   so l u ti o n   p r o p o s e d   c o n sists   o f  a   h iera rc h ica l  d e c isio n   sy ste m ,   c o n n e c ti n g   risk   a ss e ss m e n t  c a rri e d   o u t  b y   e x p e rts  with   d a ta - d ri v e n   f o re c a sts,  to   c re a te  p r o a c ti v e   a n d   s u sta in a b le   m a n a g e m e n t  o f   sp a re   p a rts.   T h is   a p p r o a c h   h e lp s   h e a lt h c a re   e n ti ti e s  les se n   th e   risk   o f  e q u ip m e n t  b re a k d o w n s,  a d h e re   to   i n tern a ti o n a l  h e a lt h c a re   sta n d a rd s,  a n d   i n c re a se   sy ste m   re li a b il it y   a n d   e fficie n c y .   K ey w o r d s :   F a i l u r e   m o d e   a n d   e f f e c ts   a n al y s is   Ma ch in e  lear n in g   Me d ical  eq u ip m en t   P r ed ictiv e  m ain ten an ce   Sp ar e  p ar ts   m an ag e m en t   Su s tain ab le  h ea lth ca r e   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 :   Fab ian   Halley   Pata  Alb an   Dattu   D e p a r t m e n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u lt y   o f   E n g i n e e r in g   a n d   T e c h n o l o g y ,  i - C A T S   Un i v e r s i t y   C o l le g e   Stam p in   T im u r   Stre et,   Ku c h in g ,   Sar awa k   9 3 3 5 0 ,   Ma lay s ia   E m ail:  f ab ian . h alley @ icats.e d u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   I n d u s tr ial  h ea lth   ca r e  o p er atio n s   h av e  to   b e  ab le  to   r u n   with o u t  in ter r u p tio n ,   an d   ac ce s s   to   cr itical  m ed ical  d ev ice  s p ar e  p ar ts   is   ess en tial  f o r   th is .   Me d ical  eq u ip m en t  s u ch   as  v en tilato r s ,   i n f u s io n   p u m p s ,   an d   d ef ib r illato r s   r eq u ir es  s p ar e  p ar ts ,   an d   in   s o m e  in s tan ce s ,   th e  p ar ts   ar e  n o t  av ailab le  o r   d eliv er ed   o n   a     tim e - co n s u m in g   b asis ,   lead in g   to   a  s ig n if ican t   d eter io r atio n   o f   p atien t  ca r e  a n d   o p er ati o n al   f ailu r e  [ 1 ] .   I n   m an y   h ea lth ca r e  e n v ir o n m en ts ,   th e  r eq u ir em en t  f o r   s er v i ce   is   h ig h ,   an d   eq u ip m en t  o p er ates  at  a  h ig h   in ten s ity ,   s o   o r g an izatio n s   n ee d   to   f o cu s   o n   th e  n ee d   f o r   co n s tan t  ac ce s s   to   cr itica l  p ar ts   o f   m ed ical    eq u ip m en t   [ 2 ] .   Sp ar e   p ar ts   p l an n in g   an d   m ain ten a n ce   s tr at eg ies  wer e  p r e v io u s ly   b ased   o n   s ch ed u led - b ased   an d   r ea ct - b ased   a p p r o ac h   b u t  f ailed   to   tak e  in to   ac co u n t  t h e  o p er atio n al  co n d itio n s   an d   r is k   v ar iab les   [ 3 ] .  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.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 7 3 - 4 2 8 2   4274   T h ese  lim itatio n s   r esu lt  in   in ef f ec tiv en ess ,   as  well  a s   h ig h er   co s ts   an d   u n ex p ec ted   m ac h in e  d o wn tim e.   T h e   h ea lth ca r e  in d u s tr y   r elies  o n   p r ed ictiv e  as  well  as  d ata - d r iv en   tech n iq u es  with   m ac h in e  lear n in g   ( ML )   m eth o d s   to   im p r o v e  m ain ten an ce   p r o ce d u r es  an d   s p ar e  p ar t  s u p p ly   ch ain s   [ 4 ] .   Su p e r v is ed   ML  h as  th e   p o ten tial  to   g iv e  m an u f ac tu r e r s   an   ef f icien t  m o d ellin g   ca p ab ilit y   b y   lear n in g   f r o m   d ata  s ets,  wh ich   in clu d e   p r ed ef in e d   in f o r m atio n   ab o u t  m ain ten an ce   r ec o r d s ,   u s ag e   h o u r s ,   en v i r o n m e n tal  co n d itio n s ,   an d   f ailu r es  [ 5 ] .  T h e  m o d els  p r o d u ce   f o r ec asts   f o r   p o ten tial  f ailu r es ,   wh ich   e n ab le  p r o ac tiv e   s p ar e  p ar t  in v en to r y   m a n ag em en t   to   r ed u ce   h ea lth ca r e  f ac ilit y   d o wn tim e  an d   e n h an ce   d eliv er y .   Failu r e  m o d e  a n d   ef f ec ts   an aly s is   ( FME A)   wo r k s   h an d - in - h an d   with   th ese  p r o ce s s es  an d   is   th e  s y s tem atic  ap p r o ac h   to   id en tify   an d   ev alu ate  m ed ical  d ev i ce   f ailu r e  m o d es  an d   d eter m i n e  th eir   cr iticality .   FME A  ca r r ies  o u t  co m p o n e n t  cr iticality   ass e s s m en t,  wh ich   p r o v id es  u s ef u l  in f o r m atio n   f o r   f ea tu r es  o f   ML  m o d els ,   in clu d in g   p r io r ity   f ailu r e  ar ea s   an d   co m m o n   f ailu r e   p o in ts   [ 6 ] .   FME A  an d   ML   is   a  co m b in atio n   th at   allo ws  en h an ce m en t  o f   f ailu r e   p r ed ictio n   an d   also   p r o v id es  r is k - d ep en d en t   tar g eted   s p ar e s   p ar t  p r o v is io n in g   s tr ateg ies  [ 7 ] .   T h e   o b jectiv e   o f   th is   s tu d y   is   to   ass ess   th e  ef f ec t  o f   s u p er v is ed   ML   tech n iq u es  to   im p r o v e  th e   av ailab ilit y   o f   cr itical  m ed ical  d ev ices  b y   co m b in i n g   th e   FME A  an aly s is   to   in cr ea s e   th e  p r ed ictio n   an d   p r io r itizatio n   o f   f ailu r es.  T h e  s p ec if ic  o b jectiv es  ar e  t o   i)   a p p ly   FME A  to   id en tify   h ig h - r is k   co m p o n en ts   an d   p r io r itize  p o te n tial f ailu r e  m o d es   an d   ii)  d e v elo p   s u p er v is ed   ML  m o d els to   p r ed ict  s p ar e  p ar t n ee d s .   A  lim ited   n u m b er   o f   s tu d ies  h av e  b ee n   co n d u cted   in   t h e  liter atu r e  th at  in v o lv e  F ME A  an d   s u p er v is ed   ML   f o r   s tr ateg ic   s p ar e  p a r ts   m an a g em en t  o f   cr itical  m ed ical   eq u ip m en t.  T h e  c o m b in e d   m eth o d o l o g y   is   u s ef u l  to   b u ild   h ea lth ca r e  s y s tem s   th at  ar e  s tab le  in   lim ited   r eso u r ce   e n v ir o n m en ts   wh er e   eq u ip m en t  f ailu r e  p o s es a   r is k   to   p atien t saf ety   [ 8 ] .   T h is   s tu d y   f o cu s es o n   th e  f o llo win g   r es ea r ch   q u esti o n s :   i)   R Q1 :  ca n   in teg r atin g   FME A - d er iv ed   r is k   s co r es  with   s u p er v is ed   ML   m o d els  im p r o v e  s p ar e  p a r ts   p r ed ictio n   ac c u r ac y ?   ii)   R Q2 :  wh ich   s u p er v is ed   m o d el  b est b alan ce s   p r ec is io n   an d   r e ca ll f o r   cr itical  co m p o n e n t f o r ec asti n g ?   iii)   R Q3 :  h o w  ca n   th is   p r ed ictiv e  f r am ewo r k   s u p p o r t su s tain ab le  m ain ten an ce   p lan n in g ?   T h is   s t u d y   d if f e r s   f r o m   th e  p r e v i o u s   s t u d ies  o n   th e  u s e   o f   M L   a n d   F ME A   s e p a r a tel y   b y   p r o p o s i n g   an     ML - FME A  f r a m ew o r k   w h e r e   t h e   r is k - p r io r i tiz ed   f ea tu r es  a r e   i n t r i n s ic all y   i n te g r at e d   i n t o   p r e d i cti v e  m o d els   u s i n g   r e al   d at a   f r o m   m u lti p l e   h o s p ita ls .   T h is   i n te g r at io n   n o t   o n l y   d eli v er s   p r e d ic ti v e   a cc u r ac y   b u t   als o   p r o v id e s   o p e r at io n a ll y   in te r p r eta b l e  i n s i g h ts ,   c o m b in in g   t h e   p o we r   o f   ex p e r t   j u d g em e n t  wit h   d ata - d r i v e n   f o r ec asti n g .         2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   A v a i l a b i l i ty   o f   c r i t i c a l  m ed i ca l   e q u i p m e n t   s p a r e  p ar t s   i s   es s e n t i a l   to   e n s u r e   co n t in u o u s   h e a l t h c a r e  s e r v i c e s   an d   p a t i e n t   s af e t y .   A v a i l a b i l i ty   o f   c o m p o n en ts   c a n   b e   a   s o u r c e   o f   d e lay   a n d   c a u s e   m a j o r   d i s r u p t i o n   i n   o p er a t i o n s ,   w h i c h   c an   c o m p r o m i s e   cr i t i c a l  c a r e   d e l i v er y   [ 9 ] .   T h e   h ea l th c a r e   in d u s t r y   h a s   t r a d i t io n a l ly   b e en   d o m i n a t e d   b y   t r ad i t i o n a l  m a in t e n a n ce   m e t h o d s ,   wh i ch   a r e  t y p i c a l ly   b a s e d   o n   r e a c t iv e   o r   s c h e d u l e d   m ai n t en a n c e .   H o we v e r ,   th e s e  m e th o d s   ar e  n o t   ad a p t iv e  t o   r ea l   eq u ip m en t  c o n d i t io n s   o r   to   n ew  t y p e s   o f   r i s k   p a t t e r n s   t h a t   m i g h t  a r i s e,   r e s u l t in g   i n   i n ef f i c i en c i e s ,   h ig h   c o s t s ,   a n d   u n f o r e s ee n   m a ch i n e   d o w n t im e s   [ 1 0 ] .   I n   r ec e n t  y ea r s ,   to   o v er c o m e  t h ese  ch allen g es,  h ea lth ca r e  o r g an izatio n s   h a v e  tu r n ed   to   p r e d ictiv e  an d   d ata - d r iv e n   m ain ten an ce   s tr ateg ies.  ML   tech n iq u es  h av e  b ee n   wid ely   ad o p ted   in   th e  in d u s tr ial  an d   m an u f ac tu r in g   d o m ain   f o r   p r e d ictin g   eq u ip m en t  f ailu r es  b as ed   o n   th e  h is to r ical  o p e r atio n a l   d ata,   p ar ticu lar ly ,   s u p er v is ed   lear n in g   m o d els  h av e  b ee n   u s ed   [ 1 1 ] .   R ec en t  r esear ch   h as  s h o w n   h o w  ef f ec tiv e  A I - d r iv e n   p r ed ictiv e  m ain te n an ce   f r am e wo r k s   ca n   b e  in   t h e  ar ea   o f   i n f r astru ctu r e   an d   f ac ilit ies  m an ag em en t,   with   th e   p o ten tial  to   b o o s t  ass et  r eliab i lity ,   m in im ize  d o wn tim e,   an d   f ac ilit ate  d ata - d r iv en   m ain ten a n ce   d ec is io n s   [ 1 2 ] .  L ev er ag in g   m o d els  lik e  r an d o m   f o r ests   ( R F) ,  s u p p o r t  v ec to r   m ac h in es  ( SVM) ,   an d   n eu r al  n etwo r k s ,   s u p er v is ed   ML   h as  s tar ted   to   b e  u s ed   in   h ea lth ca r e  to   n o t  o n ly   ass is t  in   th e  d iag n o s tic  p r o ce s s   b u t  also   in   th e   o p er atio n   o f   h ea lth ca r e  f ac ilit ies,  s u ch   as  m o n ito r in g   e q u ip m en t   h ea lth   an d   m an a g in g   r eso u r ce s   [ 1 3 ] .    T h ese  m o d els  ca n   b e  u s ed   f o r   p r o ac tiv e  m ain ten a n ce   s ch ed u lin g   a n d   in v en to r y   p lan n in g ,   b ased   o n   th e   p r ed ictio n   o f   th e   p o te n tial  f ail u r e  o f   c o m p o n en ts   f r o m   th e   h is to r ic  m ain ten an ce   r ec o r d s ,   t h e  s en s o r s ,   a n d   th e   en v ir o n m en tal   co n d itio n s   [ 1 4 ] .   Ho wev er ,   p r ed ictiv e  m o d els  in   h ea lth ca r e  en v ir o n m e n ts   ar e  m ain ly   ap p lie d   to   clin ical  d ata ,     an d   p r e d ictiv e  in f r astru ctu r e  m ain ten an ce ,   in   p ar ticu lar   f o r   s p ar e  p ar ts   m an ag em en t ,   is   an   em er g in g   r esear c h   f ield   [ 1 5 ] .   W h ile  ML  ca n   en a b le  p o wer f u l  p r ed ictiv e   an aly tics ,   ef f ec tiv e  s p ar e   p ar ts   f o r e ca s tin g   also   n ee d s   s tr u ctu r ed   r is k   p r io r itizatio n   to   m ak e   s u r e  h ig h - c r iticality   p ar ts   ar e   p r o p er ly   m o n ito r ed   [ 1 6 ] .  AI - b ased   d ec is io n   s u p p o r t  s y s tem s   d ev elo p ed   u n d e r   th e  I n d u s tr y   4 . 0   p ar ad ig m   h av e  b ee n   wid ely   ap p lied   to   m ain ten an ce   p lan n i n g ,   o p e r a tio n   o p tim izatio n ,   a n d   ass et  life cy cle  m an ag em e n t  to   p r o v id e   s tr u ctu r e d   in tellig en ce   to   s u p p o r t c o m p le x   en g in ee r in g   d ec is io n s   [ 1 7 ] .   FME A  is   a  s y s tem atic  way   to   id en tify   p o s s ib le  f ailu r e  m o d e s   in   co m p le x   s y s tem s   an d   to   al s o   b e  ab le   to   id en tify   r is k   b y   u s in g   r is k   p r io r ity   n u m b e r   ( R PN)   m eth o d o lo g y   [ 1 8 ] .   T h e  R PN  is   a  q u a n titativ e  ev alu atio n   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 n d   fa ilu r e  mo d e  a n d   effec ts   a n a lysi s   fo r   s u s ta in a b le   …  ( F a b ia n   Ha lley   P a ta   A lb a n   Da ttu )   4275   o f   th e  cr iticality   o f   th e  co m p o n en t  in   ter m s   o f   s ev er ity ,   o c cu r r en ce ,   an d   d etec tio n   an d   p r o v id es  a  s tr u ctu r ed   f r a m e w o r k   f o r   p r i o r i t i z a t i o n   i n   m a i n t e n a n c e   a n d   s p a r e   p a r t s   p r o v i s i o n i n g   [ 1 9 ] .   I n   t h e   h e a l t h - c a r e   s e t ti n g ,   F M E A  h as tr ad itio n ally   b ee n   u s ed   to   i m p r o v e   ev alu atio n s   o f   eq u ip m en t saf ety   an d   m ain ten an ce   p l an n in g   [ 2 0 ] .   R ec en t  r esear ch   in d icate s   th at  co m b in in g   th e  o u tp u t  f r o m   F ME A  with   ML  m o d els  ca n   al s o   en h an ce   th e  p er f o r m an ce   o f   p r e d ictiv e  m ain ten an ce   b y   p r io r itizin g   th e  lear n in g   o f   th e  alg o r ith m   to   th e  m o s t  im p o r tan t   f ailu r e  ar ea s   [ 2 1 ] .   T h is   in teg r a tio n   h as b ee n   tr ie d   in   m a n u f ac tu r in g   an d   ae r o s p ac e ,   b u t it  is   n o t f u lly   u tili ze d   in   th e  ar ea   o f   s p ar e  p ar ts   m an a g em en t  in   h ea lth ca r e  [ 2 2 ] .   A d d itio n ally ,   d ee p   lear n in g   m o d els  f o r   p r ed ictiv e   m ain ten an ce   h a v e  b ee n   s h o w n   to   g r ea tly   en h a n ce   th e  p e r f o r m an ce   o f   ass et  m an ag em e n t  in   n o n - in d u s tr ial  ar ea s   lik e  f in an ce ,   wh er e  a d v an ce d   AI   m o d els  ca n   b e  a p p lied   to   d iv er s e  ass et - in ten s iv e  s ec to r s   [ 2 3 ] .  Fu r th er m o r e ,   th e  ad o p tio n   o f   s u s tain ab le  m an ag em en t  p r ac t ices  with   tech n ical  ef f icien cy ,   co s t - ef f ec tiv en ess ,   an d   lo n g - ter m   o p er atio n al   r e s ilien ce   is   in cr ea s in g ly   r ec o g n ized   as  p a r t  an d   p a r ce l  o f   m o d er n   h ea lth ca r e  s y s tem s   [ 2 4 ] .   T h is   s tu d y   f ills   th e  g ap   i n   ex is tin g   r esear c h   an d   p r esen ts   a  n o v el  ap p r o ac h   o f   u s in g   R PN  s co r es  o b tain ed   f r o m   th e   FME A  with   s u p er v is ed   ML  alg o r ith m s   to   p r ed ict  th e   n ee d   f o r   r ep l ac em en t  o f   cr itical  m ed ical  d ev ices'   s p ar es.  T h e  p r o p o s ed   f r am ew o r k   is   a  b len d   o f   d ata - d r i v en   tech n i q u es  an d   r is k - b ased   p r io r itizatio n ,   with   th e   o b jecti v e  o f   en h an cin g   th e   av ailab ilit y   o f   s p ar e  p ar ts ,   m a x im izin g   eq u ip m en t   u p tim e,   an d   en s u r in g   s u s tain ab le  h ea lt h ca r e  o p e r atio n s .   T ab le  1   p r o v i d es  a  s u m m ar y   o f   s o m e  r ele v an t  s tu d ies  in   th e  p ast  f ew  y ea r s   r e g ar d in g   th e   u s e  o f   ML   an d   FME A  tech n iq u es  f o r   p r e d ictiv e  m ain ten an ce   an d   p ar ts   m an ag em e n t.  Alth o u g h   th e   u s e  o f   ML   f o r   f a u lt  d etec tio n   an d   m an u f ac tu r in g   ap p licatio n s   h as  b ee n   s h o wn   to   b e  u s ef u l   in   p r ev io u s   r ese ar ch   [ 1 1 ] ,   [ 2 4 ]   f ew   s tu d ies  h av e  s y s tem atica lly   co n s id er ed   u s in g   FME A  r is k   m etr ics  to g eth er   with   s u p er v i s ed   ML   m o d els  f o r   h ea lth ca r e  s p ar e  p ar ts   p r e d ictio n .   Pre v io u s   s tu d ies  lo o k   at   eith er   an   o v e r all  p r ed ictiv e  m ain ten an ce   m o d el   with o u t  r is k   p r io r itizatio n   [ 2 5 ]   o r   FME A  im p r o v em en t  with o u t  th e  ML  co m p o n e n ts   [ 6 ] .   T o   f ill  th is   g ap ,   th is   s tu d y   p r esen ts   a  h y b r id   ML - F ME A  m eth o d   b ased   o n   r ea l d a ta  p r o v id e d   b y   th e  s ix   h o s p itals ,   in v o lv in g   c r itical  m ed ical  d ev ices a n d   co m p ar in g   th e  r esu lts   o f   v ar io u s   s u p er v is ed   lear n in g   m o d els to   im p r o v e  th e  p r ed ictio n   o f   s p ar e  p ar ts   n ee d s .       T a b l e   1 .   S u m m a r y   o f   r e l a t e d   wo r k s   o n   ML   a n d   F M E A   f o r   p r ed i c t i v e   m a i n t e n a n c e   a n d   s p a r e   p a r t s   m a n a g e m e n t   R e f e r e n c e   A p p l i c a t i o n   M L  t e c h n i q u e s   I n t e g r a t i o n   w i t h   F M EA   K e y   f i n d i n g s   I d e n t i f i e d   g a p s   M a h a l e   e t   a l .   [ 2 4 ] ,  2 0 2 5   A u t o mo t i v e   p r e d i c t i v e   mai n t e n a n c e   RF   a n d   S V M   N o t   a p p l i e d   M L  m o d e l s a c h i e v e d   h i g h   a c c u r a c y   i n   d e t e c t i n g   f a u l t s  b a s e d   o n   o p e r a t i o n a l   d a t a .   La c k s  i n t e g r a t i o n   o f   r i sk   a n a l y si s   f o r   s p a r e   p a r t   p r i o r i t i z a t i o n ;   f o c u s e d   o n   a u t o m o t i v e .   La mb á n   e t   a l .   [ 2 5 ] ,  2 0 2 2   I n d u st r y   4 . 0   a n d   5 . 0   m a i n t e n a n c e   H y b r i d   A I   mo d e l s   N o t   a p p l i e d   P r o p o se d   p r e d i c t i v e   f r a mew o r k s fo r   v a r i o u s   i n d u st r i e s .   F r a mew o r k s a r e   c o n c e p t u a l ;   d o   n o t   r e f l e c t   a c t u a l   C M M S   d a t a   o r   o u t c o mes   o f   t h e   sp a r e s.   S o l t a n a l i   a n d   R a me z a n i   [ 6 ] ,  2 0 2 3   S a f e t y - c r i t i c a l   sy st e ms   F M EA   e n h a n c e me n t   Y e s (S mart   F M EA )   P r o p o se d   sm a r t   F M EA   f o r   r i s k   p r i o r i t i z a t i o n   i n   I n d u st r y   4 . 0 .   N o   i n t e g r a t i o n   w i t h   M L  a l g o r i t h ms  t o   su p p o r t   p r e d i c t i v e   sp a r e   p a r t s  p l a n n i n g .   K a u si k   e t   a l .   [ 1 1 ] ,  2 0 2 5   M a n u f a c t u r i n g   q u a l i t y   a ssu r a n c e   S V M   a n d   ANN   N o t   a p p l i e d   C o m p a r a t i v e   st u d y   o f   M L  p e r f o r ma n c e   me t r i c s  f o r   q u a l i t y   p r e d i c t i o n .   N o   p r i o r i t i z a t i o n   o f   r i s k s,   a n d   m e d i c a l   e q u i p m e n t   c o n t e x t .   Th i s   st u d y    C r i t i c a l   me d i c a l   d e v i c e s   R F ,   A N N ,   a n d   S V M   +   F M EA   Y e s (h y b r i d   f r a mew o r k )   A c h i e v e d   1 . 0 0   a c c u r a c y   a n d   i mp r o v e d   r e c a l l   u si n g   F M EA   f e a t u r e s f o r   sp a r e   p a r t s  p r e d i c t i o n .   B r i d g e s AI   mo d e l l i n g   t o     r i sk - b a se d   m a i n t e n a n c e   i n   h e a l t h c a r e   b a se d   o n   a c t u a l   C M M S   d a t a .       3.   M E T H O D   Fig u r e  1   illu s tr ates  a  r esear ch   m eth o d o lo g y   em p lo y ed   t o   co n s tr u ct  a  p r ed ictiv e   m o d el  f o r   th e   m an ag em en t   o f   s p ar e  p ar ts   i n   m ed ical   eq u ip m en t,  e m p h a s izin g   s u s tain ab ilit y ,   an d   ef f i cien cy .   T h is   s tu d y   o u tlin es  th e  a p p r o ac h   t o   d e v e lo p in g   a  p r ed ictiv e  s p ar e   p a r ts   m an ag em en t   s y s tem   f o r   m e d ical  d ev ices  u s in g   ML .   T h e  r esear ch   b eg in s   with   th e  estab lis h m en t  o f   m ain   o b jectiv es  an d   a  liter atu r e  s ea r ch   to   f in d   o u t  th e  cu r r en t  p r ac tices  an d   lim itatio n s .   R ec o r d s   o n   m ai n ten an ce   an d   f ailu r e  o f   s ix   im p o r tan t  m ed ical  eq u ip m en t   s u ch   as  v en tilato r s ,   d ef ib r illat o r s ,   d ialy s is   m ac h in es,  a n d   i n f u s io n   p u m p s   wer e   o b tain e d   f r o m   s ix   h o s p itals .   T h e  co llected   d ata  en ab le   FM E A  ex ec u tio n   b y   id en tify in g   m ain   f ailu r e  m o d es  with   cr itical  co m p o n e n ts .   T h e  m ain ten an ce   d ata  c o llected   r a n g ed   f r o m   e x ten s iv e  am o u n ts   o f   p r e v en tiv e  m ain ten an ce   s c h ed u les,  co r r ec tiv e   wo r k   o r d er s ,   f a u lt  d escr ip tio n s ,   d ev ice  s p ec if icatio n s ,   co m p o n e n t  f ailu r e  h is to r y ,   an d   FME A - d er iv ed   r is k   s co r es.  T h e  d ata  f o r   th is   an al y s is   ca m e  f r o m   th e  c o m p u te r ized   m ain ten an ce   m an ag em e n t  s y s tem   ( C MM S)   p latf o r m s   in   6   h o s p itals   f o r   t h e  2 0 1 8 - 2 0 2 3   p er io 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.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 7 3 - 4 2 8 2   4276       Fig u r e  1 .   R esear ch   f r am ewo r k   f o r   p r ed ictiv e  s p ar e  p ar ts   m an ag em en t in   m e d ical  d ev ices u s in g   ML       T h e  d etail  o f   th e  d ata  ( tim estam p s ,   d ev ice  a g es,  m ain ten an c e  h is to r ies,  an d   d escr ip tio n   o f   f au lts )   an d   th e  r ich n ess   o f   th e  d ata  also   p lay   an   im p o r tan t  r o le  i n   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  m o d el.   Ven tilato r s ,   d ef ib r illato r s ,   d ialy s is   m ac h in es,  C T   s ca n n er s   an d   in f u s io n   p u m p s   wer e  ch o s en   b ec au s e  t h ey   ar e  im p o r tan t  to   p atien t  ca r e.   W ith   h ig h - q u al ity   an d   co n s is ten t  d ata,   s u p er v is ed   lear n i n g   m o d els  c an   id en tify   co m p lex   r elatio n s h ip s   b etwe en   co m p o n en t  d eg r ad atio n   an d   th e  n e ed   f o r   r ep lace m e n t,  f u r th er   en h an cin g   f ailu r e   p r ed ictio n   ca p a b ilit ies.  T h e  FME A - b ased   ML  wo r k f lo w  u s ed   in   th e  s tu d y   is   s h o w n   in   F ig u r e  2 .   T h e   wo r k f lo w  s tar ts   with   th e  d ata  f r o m   th e  C MM S ,   wh ich   is   f o llo wed   b y   th e  s ev er ity ,   o cc u r r en ce ,   an d   d etec tio n   ass es s m en t,  R PN  ca lcu latio n ,   f ea tu r e   en co d in g ,   ML ,   m o d el  d ev elo p m en t,   an d   f in ally   th e  p r e d ictio n   o f     s p ar e  p ar ts .           Fig u r e  2 .   FME A - b ased   ML   wo r k f lo w       T h e  s ev er ity   ( s ) ,   o cc u r r en ce   ( o ) ,   a n d   d etec tio n   ( D)   s co r es  p r esen ted   b y   th e   ex p er ts   d u r in g   th e  FME A  wer e  en co d ed   n u m er ically   a n d   n o r m alize d   b ef o r e  th e   tr ain in g   o f   th e   m o d el.   A  c o m p o s ite  r is k   f ea tu r e    R PN  =  S  ×  O  ×  D   was  ca lcu l ated   an d   u s ed   as  th e  R PN .   E a ch   in d i v id u al  s u b - f ac to r   an d   t h e  r esu ltin g   o v e r all  R PN w er e  as s ess ed   as in p u ts   i n to   th e  ML  m o d els s o   as to   ca p tu r e  g r an u lar   a n d   h o lis tic  r is k   in f o r m atio n .     T h e  FME A  is   u s ed   to   cr ea te  an   ML  s tu d y   u tili zin g   th r ee   m o d els,  s u ch   as  R F,  ar tific i al  n eu r al   n etwo r k   ( ANN) ,   an d   SVM.   First,  th ese  m o d els  ar e  d e s ig n ed   to   f o r ec ast  p o s s ib le  f au lt  to   o p tim ize     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 n d   fa ilu r e  mo d e  a n d   effec ts   a n a lysi s   fo r   s u s ta in a b le   …  ( F a b ia n   Ha lley   P a ta   A lb a n   Da ttu )   4277   o p er atio n al   e f f icien cy .   T h ese   m o d els  ar e  th e n   ev alu ate d   i n   ter m s   o f   th ei r   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d     F1 - s co r e  to   ass ess   th eir   p er f o r m an ce .   T h is   ap p r o ac h   wo u l d   f ac ilit ate  a  s tr u ctu r ed   m ain te n an ce   p r o ce s s   an d   p r o m o te  th e  s u s tain ab le  m an a g em en t  o f   h ea lth ca r e  eq u ip m e n t,  m in im izin g   d o w n tim e  an d   o p tim izin g   th e  u s e   o f   s p ar e  p a r ts .   T h e  d ata  f o r   th is   s tu d y   was  g ath er ed   f r o m   th e  s ix   h o s p itals   d u r in g   th e  f iv e - y ea r   p er io d   ( 2 0 1 8 - 2 0 2 3 )   f o r   ten   cr u cial  m ed ical  d ev i ce s .   A  to tal  o f   1 , 0 1 6   m ain ten an ce   r ec o r d s   wer e  ex tr ac ted ,   wh ich   in clu d ed   attr ib u tes  lik e  d e v ice  n a m e,   f a ilu r e  d escr ip tio n ,   FME A  s co r e s   ( S OD) ,   R PN,  p r ev en tiv e   m ai n ten an ce   h is to r ies,  d ev ice  ag e,   an d   d e v ice  ty p e.   T h e  o u tp u t  lab el  was  th e  s p ar e  p ar t  r ep lace m en t  s tatu s ,   wh ich   wa s     " r ep lace m en t  r eq u ir ed "  o r   "n o   r ep lace m en t  r eq u ir ed " .   T h e   d ata  was  p ar titi o n ed   in to   8 0 %  tr ain in g   d ata  an d   2 0 % testi n g   d ata  f o r   cr ea tin g   a n d   test in g   ML  m o d els.   R F,  ANN ,   an d   SV M  alg o r ith m s   wer e  u s ed   f o r   th e  m o d el  d ev elo p m e n t.  T h e  R F  m o d el  was  s et  u p   with   1 0 0   esti m ato r s   ( tr ee s ) ,   m ax im u m   d ep t h   o f   th e  tr ee s   was  s et  to   1 0 ,   an d   th e  im p u r ity   m ea s u r e  was  s et  to   Gin i.  T h e  ANN  was  a  th r ee - lay er   n etwo r k   with   6 4 ,   3 2 ,   a n d   1 6   n eu r o n s ,   r esp ec tiv ely ,   w ith   a  r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U )   ac tiv atio n   f u n cti o n   an d   tr ain ed   u s in g   th e   Ad am   o p tim izer   with   a   lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 1   f o r     1 0 0   tr ain i n g   ep o ch s .   T h e  SV M  was  tr ain ed   with   a  r ad ial  b asis   f u n ctio n   ( R B F)  k er n el,   wh ich   was  u s ed   to   ca p tu r e  n o n lin ea r   r elatio n s h i p s   in   th e   d ata.   T h ese  co n f ig u r atio n s   wer e  c h o s en   t o   b e   a  b alan ce   o f   m o d el   co m p lex ity ,   tr ai n in g   tim e  a n d   p r ed ictio n   ca p ab ilit y .     T h e  d ataset  was  r an d o m ly   p a r titi o n ed   in to   8 0 %  tr ain in g   d a ta  an d   2 0 %  test in g   d ata  b ef o r e  tr ain in g   th e  m o d els.  T h e   d ata  was  s ca led   an d   e n co d e d   as  n ec ess ar y   to   ac c o m m o d ate  ML  alg o r ith m s .   Su p er v is e d   lear n in g   m o d els  wer e  tr ain ed   with   in p u t  p ar am eter s   in clu d in g   th e  ty p e  o f   d ev ice,   w o r k   o r d er   tr a d e,   wo r k   o r d er   s tatu s ,   f au lt   d escr ip tio n ,   an d   FME A  r is k   s co r es,  an d   th e  o u t p u t  la b el  was  wh eth e r   o r   n o t   s p ar e   p ar ts   r ep lace m en t  was n ee d ed .   Gr id   s ea r ch   was  u s ed   to   f in e - tu n e  h y p er p ar am eter s   a n d   m ax im iz e   p er f o r m an ce .   T h e   p er f o r m an ce   o f   th e  m o d els  was  ev alu ated   o n   th e  u n s ee n   test   d ata  an d   r esu lts   wer e  co m p u te d   u s in g   co n f u s io n   m atr ices o f   th e  p r ed icted   an d   ac tu al  lab   v alu es; u s in g   th e   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r e.   T o   s tr en g th   ex te r n al  v alid ity ,   leav e  o n e  h o s p ital  o u t  v alid ati o n   s tr ateg y   was  im p lem en ted .   A  to tal  o f   f iv e  h o s p ital  d ata  wer e  u s ed   f o r   tr ain in g   an d   th e  r est  was  u s ed   as  an   u n s ee n   test   s et  in   ea ch   iter atio n .   I t  was  p er f o r m ed   in   t h e  s am e  m an n er   f o r   all  s ix   h o s p itals ,   wh ich   en ab led   to   g en er alize   th e   m o d el  f o r   th e  v a r io u s   h ea lth ca r e  en v ir o n m en t.  T o   p r ev en t  o v er f itti n g   an d   to   m ak e  s u r e  th at  th e  p er f o r m a n ce   o f   th e   m o d els  was   p r o p er l y   ev alu ate d ,   a  1 0 - f o l d   cr o s s - v alid atio n   m eth o d   was  u s ed   f o r   all  s u p e r v is ed   lear n in g   m o d els.  T o   ch ec k   th e  ac cu r ac y   o f   th e  p r o p o s ed   m eth o d ,   th e  d ata  s et  was  d iv id ed   r an d o m ly   in to   1 0 - f o l d s ;  9 - f o ld s   wer e  u s ed   f o r   tr ain in g   an d   1 - f o ld   f o r   v alid atio n   in   ea ch   iter atio n .   Per f o r m an ce   m etr ics  ( ac c u r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all ,   an d     F1 - s co r e)   wer e  ca lcu lated   f o r   ea ch   f o ld   a n d   th e   r esu lt is   r ep o r ted   as a   ±   m ea n   s tan d ar d   d ev i atio n   o f   all  f o ld s .     T h e  s tu d y   co m b in ed   s tr u ctu r ed   FME A  r esu lts   with   s o p h is ticated   ML  ar ch itectu r es  to   cr ea te  a   p r ed ictiv e  m ain ten a n ce   f r am e wo r k   th at  is   ab le  to   p r ed ict  s p ar es with   a  h ig h   lev el  o f   ac cu r ac y .   T h is   s y s tem atic  ap p r o ac h   b u ild s   o n   tr ad itio n a l  r is k   as s ess m en t,  b u t  al s o   u s es  p o wer f u l  d ata - d r iv e n   r is k   ass es s m en t  to o ls   to   im p r o v e   th e  ac cu r ac y   o f   th e   f o r ec ast,  in   k ee p in g   with   t h e  in ten t  to   cr ea te  a  s u s tain ab le  a n d   p r o - ac tiv e  m e d ical  d ev ice  m a n ag em en t   s y s tem .   A  p air ed   t - test   was  u s ed   o n   th e  cr o s s - v alid atio n   r esu lts   to   d eter m in e   if   t h e  d if f er en ce s   i n   p er f o r m an ce   b etwe en   th e  m o d els  was  s tatis tically   s ig n if ican t.  T h e  n u ll  h y p o th esis   was  th at   th er e  was  n o   m o d el  th at  p er f o r m ed   s ig n if ican tly   b etter   th an   th e  o th er s .   A  s ig n if ican ce   lev el  o f   p   <  0 . 0 5   was   ad o p ted .   T h e   f in d in g s   s u b s tan tiated   th e   co n clu s io n s   o f   th e  co m p a r ativ e  e v alu atio n   an d   s h o wed   th at   th e   p r o p o s ed   h y b r id   a n d   en s em b le   m o d els y ield ed   s tatis tically   s i g n if ican t r esu lts   as c o m p ar e d   t o   th e  b ase  m o d els.         4.   RE SU L T S  AND  D I SCU SS I O N   T ab le  2   is   a  s y s tem izatio n   o f   v ar io u s   cr itical  f ailu r e   m o d es   th at  h av e  b ee n   id en tifie d   as  a  r esu lt  o f   FME A  s tu d ies,  s u ch   as   v en tilato r s ,   as  well  as  in f u s io n   p u m p s ,   C T   s ca n n er s   an d   p ac em ak er s .   Failu r e   ca teg o r ies  wer e  s h o w n   in   a  s ep ar ate  r o w   in   T a b le  1 :   m ec h an ical  co m p o n e n t  f ailu r e ,   p o wer   f ailu r e ,   s en s o r   m alf u n ctio n ,   an d   s o f twar e   er r o r .   I t  also   c o n tain s   th e   d ev ices   in v o l v ed   with   th ese  f ailu r es,  t h eir   R PNs   an d   ML   ch ar ac ter is tics   f o r   p r ed ictio n   an aly s is .   T h ese  v alu es   in   t h e   R PN  r ep r esen t  th e   s ev er ity   an d   th e   d a n g er   o f   f ailu r e  m o d es,  a n d   ca n   th u s   i n f o r m   th e   m ain ten a n ce   team s   wh ich   f ailu r e   m o d es  h av e   to   b e   d ea lt  with   f ir s t.   T h e  m ec h an ical  c o m p o n en t  f ailu r e  h as  th e  h ig h est  R PN  o f   2 1 6   a n d   m a n u f ac tu r er s   ar e  a d v is ed   to   p a y   m o r e   atten tio n   to   th e  f o r ec asti n g   o f   s p ar e  p ar ts   an d   p r ev e n tio n s   to   th is   m o s t c r itical  f au lt.   Alth o u g h   FME A  is   a  s tr u ctu r ed   m eth o d   f o r   r is k   p r io r itiza tio n ,   it  is   s u b jectiv e  an d   s tatic  b ec au s e  s ev er ity ,   o cc u r r e n ce ,   an d   d ete ctio n   s co r es c an   b e  d if f er en t i n   d if f er en t in s titu tio n s   an d   v ar y   with   tim e  an d   r ely   o n   ex p er t  ju d g em en t.  T h is   m e an s   th at  tr ad itio n al  FME A  alo n e  m ay   n o t  b e  s u f f icien t  to   r e f lect  th e  ch an g in g   f ailu r e  p atter n s   in   c o m p lex   h e alth ca r e  s ettin g s .   W h en   p r o ce s s in g   p ast  m ain ten an ce   r ec o r d s ,   th e  ML   f ea tu r es,   s u ch   as  ass et  d escr ip tio n ,   W OT r ad e,   an d   wo r k   s tatu s ,   ar e   in clu d ed ,   af f ec tin g   th e  lear n i n g   ca p ab ilit y   o f   th e  m o d el.   T h ese  p r o p er ties   allo w   th e  s y s tem   to   id en tify   p atter n s   s u ch   as  ex ten d ed   p er io d s   o f   m ec h an ical  f ailu r e   an d   s en s o r   r ea d in g s ;  p atter n s   th at  it  co r r elate s   with   s p ec if ic  d ev ices  an d   r ep air   tr ad es.  T h e  p r ed ictiv e  s y s tem   o p tim izes m ain ten an ce   p lan n i n g   b y   p r e d ictin g   p a r t n ee d s ,   m in im izin g   s y s tem   d o wn tim 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.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 7 3 - 4 2 8 2   4278   T ab le  2 .   Failu r e  m o d es a n d   M L   f ea tu r es   f o r   s p ar e  p a r t p r e d ictio n   in   cr itical  m ed ical  d e v ic es   F M EA   f a i l u r e   mo d e   D e v i c e ( s)   R P N   M L  f e a t u r e s   R e l e v a n c e   t o   s p a r e   p a r t   p r e d i c t i o n   M e c h a n i c a l   c o m p o n e n t   f a i l u r e   V e n t i l a t o r   2 1 6   A sset D e s c r i p t i o n ,   W O Tr a d e ,   W o r k S t a t u s   Th e   m o st   c o mm o n   m o d e   o f   f a i l u r e :   t h e   m o d e l   d e t e c t s  r e p e t i t i v e   a ss e t - t r a d e   p a t t e r n s  a sso c i a t e d   w i t h   c o m p o n e n t   s u b s t i t u t i o n s.   P o w e r   f a i l u r e     I n c u b a t o r ,   P a c e m a k e r ,   I n f u si o n   P u mp   1 4 4 - 168   A sset D e s c r i p t i o n ,   W o r k S t a t u s   M o d e l   i d e n t i f i e s  a sse t s  a n d   t a s k s  w h e r e   p o w e r   d i sr u p t i o n s  i m p a i r   d e v i c e   f u n c t i o n a l i t y ,   r e su l t i n g   i n   t h e   n e c e ss i t y   f o r   s p a r e   p a r t s.   S e n s o r   ma l f u n c t i o n   C T  S c a n n e r ,   P a c e m a k e r   1 6 8 ,   1 4 7   A sset D e s c r i p t i o n ,  W O Tr a d e   Th e   mo d e l   i d e n t i f i e s   d e v i c e s  a n d   t r a n sa c t i o n s   r e l a t e d   t o   r e c u r r i n g   se n so r - b a se d   p r o b l e ms   r e q u i r i n g   r e p l a c e me n t s .   S o f t w a r e   e r r o r   P a c e m a k e r   1 4 7   P r o b l e m  d e s c r i p t i o n s ,  W o r k S t a t u s   A v a i l a b l e   p r o b l e m   d e scr i p t i o n s  i n d i c a t e   j o b s   i n i t i a t e d   b y   p r o g r a mm i n g   o r   c o n t r o l   mal f u n c t i o n s.       T h e  ML   id en tific atio n   o f   ass e t  f ailu r e  m o d es  th at  s ig n if ican tly   im p ac t  s p ar e  p ar t  n ee d s   is   s h o wn   in   th e  last   co lu m n   o f   t h e  tab le .   T h is   d o cu m e n t  ac ts   as  a   b r id g e   b etwe en   tr ad itio n al   r i s k   ass ess m en t  an d   m ain ten an ce   p r ep ar atio n   b as ed   o n   d ata.   Mo d el  ev alu ati o n   was  d o n e   b ased   o n   th e   m o d els'   p r ed ictiv e  p er f o r m an ce   as  p r esen ted   i n   T ab le  3 .   Stan d ar d   m etr ics  d e r iv ed   f r o m   th e  m o d el  p r ed ict io n s   o n   th e  test in g   d ataset  wer e  u s ed   to   ev alu ate  t h e  m o d els,  as d escr ib e d   as f o ll o ws .   Sh ap ley   ad d itiv e  ex p lan atio n s   ( SHAP)   h av e   b ee n   u s ed   to   e n h an ce   in ter p r etab ilit y   at  b o th   th e  g lo b al   an d   lo ca l  lev el.   SHAP  v alu es  p r o v id e  a  s en s e  o f   th e  in d i v id u al' s   co n tr ib u tio n   o f   ea ch   f ea t u r e  to   th e  p r ed ictio n   an d   allo w  to   clea r ly   u n d e r s tan d   wh y   a  p ar ticu lar   s p ar e  p ar t  r ep lace m en t  d ec is io n   was  m ad e.   T h is   in ter p r etab ilit y   lay e r   en a b les  b io m ed ical  en g in ee r s   an d   m ai n ten an ce   m a n ag er s   to   b r i d g e  t h e  g ap   b etwe en   t h e   m o d el  o u tp u t   an d   clin ically   an d   o p er atio n ally   m ea n in g f u l   f ac to r s   to   b o o s t  co n f i d en ce ,   au d ib ilit y ,   an d   th e   p r ac tical  ad o p tio n   o f   t h e  p r o p o s ed   f r am ewo r k .   T h e   R F  m o d el' s   S HAP  s u m m ar y   p lo t  is   s h o wn   in   Fig u r e  3 .   F ig u r e   3   s h o ws  th e  co n tr ib u tio n   o f   Ass etDe s cr ip tio n ,   Pro b lem _ Descr ip tio n ,   Ass etNu m b er ,   W o r k Statu s ,   an d   W OT r ad e  to   th e  p r ed ictio n   o u tp u t.  T h e  v alu e   o f   ea c h   f ea t u r e  is   r ep r esen ted   b y   th e  ab s o lu te  SHAP   v alu e ;  lar g er   v alu es  m ea n   th at  th e  f e atu r e  h as  a  g r ea te r   im p ac t  o n   th e  m o d el;  p o s itiv e  ( n eg ativ e)   v alu es  m ea n   th at   th e  f ea tu r e  in c r ea s es ( d ec r ea s es)  th e  p r o b ab ilit y   o f   p r ed ictin g   th e  n ee d   f o r   t h e  s p ar e  p a r t r ep lace m en t.            Fig u r e  3 .   SHAP su m m ar y   p lo t   f o r   th e   R F  m o d el       T h e  ev alu atio n   m et r ics  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e  wer e  ca lcu lated   b a s ed   o n   th e   p r ed ictio n s   m a d e  b y   ea ch   ML   m o d el   o n   th e   test in g   d ataset,   wh ich   co m p r is ed   2 0 %  o f   th e   to tal  m ain te n an ce   r ec o r d s .   Fo r   ea c h   r ec o r d ,   th e  m o d el  p r e d icted   if   a  s p ar e  p a r t  r ep lace m en t  was  n ec ess ar y   an d   co m p ar ed   th ese   lab els  to   th e  ac tu al  o u tco m es.   B ased   o n   th is   co m p ar is o n ,   t h e  n u m b er   o f   tr u e  p o s itiv es  ( T P),   tr u e  n eg ativ es   ( T N) ,   f alse  p o s itiv es  ( FP ) ,   an d   f alse  n eg ativ es  ( FN)   wer e  o b tain ed   a n d   u s ed   to   ca lcu lat e  th e  p er f o r m a n ce   m ea s u r es.  Acc u r ac y   is   th e  o v er all  co r r ec t n ess   o f   th e  m o d el,   p r ec is io n   is   th e  p er c en tag e  o f   p r ed icte d   r ep lace m en ts   th at   ar e  c o r r ec t,   an d   r ec all  is   th e   p er ce n tag e  o f   n ee d ed   r ep lace m e n ts   th at   ar e   co r r ec tly   p r ed icted .   As  th e  F1 - s co r e  i s   th e  h ar m o n ic  m ea n   o f   p r ec is io n   an d   r ec al l,  it  in d icate s   th at  th er e  is   a   b alan ce   b etwe en   th e  n u m b er   o f   r e p lace m en ts   co r r ec tly   id en tifie d   an d   th e  n u m b er   o f   f alse  alar m s .   T h ese  m etr ics  d o   n o t  o n ly   m ea s u r e  th e  co r r ec tn ess   o f   th e  o v er all  m o d el,   b u t  also   a  d etailed   ass e s s m en t  o f   h o w  well  ea ch   m o d el  ca n   b e   u s ed   f o r   p r ed ictiv e  m ain ten an ce   an d   p la n n in g   o f   s p ar e   p ar ts .   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 n d   fa ilu r e  mo d e  a n d   effec ts   a n a lysi s   fo r   s u s ta in a b le   …  ( F a b ia n   Ha lley   P a ta   A lb a n   Da ttu )   4279   T ab le  3   p r esen ts   th r ee   p r e d ictio n s   o f   ess en tial  m ed ical  eq u i p m en t  s p ar e   p ar ts   th at   h av e   c o m e  f r o m   an   ANN  an d   R F  alo n g   with   SVM.   T h e  d eter m in atio n   o f   t h e  p r e d ictiv e  ac cu r ac y   an d   d ep en d ab ilit y   o f   th e   m o d els  is   d o n e   u s in g   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   F1 - s co r e   an d   r ec all.   I n   th e   f in al  a n aly s is ,   b o th   ANN  an d   R F  wer e  ab le  to   ac h iev e  1 . 0 0   test   ac cu r ac y   d u e  to   co r r ec tly   id en tif y i n g   1 0 0 %  o f   test   s am p les.  Stro n g   p er f o r m an c e  o f   th e  SVM  m o d el  was  d em o n s tr ated ,   wh ich   lead s   to   ac h iev in g   0 . 9 3   ac cu r ac y   th at  is   b etter   th an   th e  o th er   m etr ics.  T h ese  ML  m o d els  wer e  s h o wn   to   d etec t  ce r tain   m ac h in e  p ar ts   lik ely   t o   f ail.   Fo r   ex am p le,   t h e  R F  m o d el  id e n tifie d   th e  m e ch an ical  d r iv e   ass em b ly   o f   th e   v en tilato r   as  a   co m m o n   f ailu r e  p o in t;   th is   was   id en tifie d   b y   h ig h   R PN  s co r e  in   th e   FME A.   W ith   th e   co m p u ted   to m o g r a p h y   ( C T )   s ca n n er s ,   f r e q u en t  f o r ec asti n g ’ s   wer e   ass o ciate d   with   X - r ay   tu b e   s en s o r   f ailu r e .   L ik ewise,   f o r   in f u s io n   p u m p s ,   th er e  we r e  ea r l y   s ig n s   o f   p o wer   s u p p ly   b o ar d   f ailu r e.   T h e  r esu lts   wer e  co r r o b o r ate d   with   m ain ten an c e  h is to r y   r ec o r d s   an d   s h o wed   th at   th e  p r ed icted   p a r ts   d id   h av e   m o r e   in ter v e n tio n s   an d   r ep lace m e n ts   d u r in g   th e  p r e v io u s   y ea r s     o f   o p e r atio n .       T ab le  3 .   Me an   ±   SD p er f o r m a n ce   o f   ML   m o d els u s in g   1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   M o d e l   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   F1 - sc o re   R e c a l l   ANN   1 . 0 0   0 . 8 8   0 . 9 0   0 . 8 7   RF   1 . 0 0   0 . 8 8   0 . 9 0   0 . 9 3   S V M   0 . 9 3   0 . 8 3   0 . 8 8   0 . 9 4       A  s en s itiv ity   an aly s is   was  d o n e  to   ex p lo r e  t h e  ef f ec t  o f   ch an g es  in   th e   weig h ts   o f   t h e  FMR A     s u b - f ac to r s   o n   th e   m o d el  p er f o r m an ce   an d   m ain ten an ce   d ec is io n s .   I n   p a r ticu lar ,   th e   weig h tin g   o f   S,  O,   a n d   D   was  v ar ied   in   th e   r is k   s co r in g   ex p r ess io n   k ee p in g   th e  s a m e  ML  p ip elin e.   T h e  r esu lts   s h o w  th at  r ec all   is   in cr ea s ed   f o r   h i g h   cr iticality   c o m p o n en ts   b y   in cr ea s in g   th e  weig h tin g   p lace d   o n   s ev er ity   ( m is s ed   f ailu r e) ,   b u t   to o   m u c h   weig h tin g   o n   o cc u r r en ce   m ay   lea d   to   m o r e  f alse  p o s itiv es   an d   less   p r ec is io n .   I n   s u m m ar y ,   b alan ce d   weig h tin g   o f   S ,  O ,   a n d   D  o f f er s   th e  b est  o v er all  p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   ac c u r ac y ,   F1 - s co r e ,   a n d   r ec all ,   en ab lin g   c o n s is ten t  r is k - b ased   s p ar e  p ar ts   p lan n in g .     T h e  r esu lts   o f   th e  1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   wer e  u s ed   to   p er f o r m   p air ed   t - test s   o n   th e   F1 - s co r e  d is tr ib u tio n s   o f   th e  d if f e r en t   m o d els  to   s tatis tica lly   ev alu ate  th e  s ig n if ican ce   o f   th e  d if f er en ce s   in   th eir   p er f o r m an ce s .   T h e  r esu lts   s h o w  th at  th e  R F  m o d el  was  s tatis t ically   s ig n if ican t  ( p   <  0 . 0 5 )   th a n   SVM,   s u g g esti n g   th at  b o th   m o d els  h av e  s im ilar   p r ed ictiv e  ca p ab ilit ies.  Pre cisi o n   lev els  ar e  c o n v er g in g   b etwe en   ANN  an d   R F,  b u t  th eir   F1 - s co r es  r ev ea l  litt le  d if f er en ce s   an d   s h o w  d if f er en t  tr e n d s   in   th e  r elatio n s h ip   b etwe en   th e  s en s itiv ity   an d   th e  p r ec is io n - r ec all  b alan ce .   T h e  p er f o r m an ce   o f   ANN  was  0 . 8 7   r ec all ,   an d   R F   was  0 . 9 3   r ec all;  R F  in cr ea s e d   its   ab ilit y   to   ca p tu r e  th e   tr u e  n ee d   f o r   s p ar e  p ar ts .   T h o u g h   it  h ad   a   s lig h tly   lo wer   v alu e   f o r   p r ec is io n   o f   0 . 8 3 ,   th e   SVM  m o d el  h a d   a   b etter   p ar t   n ee d   id e n tific atio n ,   wh ich   g a v e  it   a  s u p r em e  r ec all  v alu e  o f   0 . 9 4 .   B o th   ANN  an d   R F  m o d els  o f f er   th e  b est  p r ed ictiv e  ac cu r ac y ,   with   SVM  b ein g   th e  b est  o p tio n   b etwe en   co m p lex ity   an d   g en e r aliza b ilit y   an d   in ter p r etab ilit y .   As  p er   th e  p e r f o r m a n ce   cr iter ia,   th e  R F  m o d el  is   th e  b est  o n e  f o r   th e  s p ar e  p ar ts   p r e d ictio n .   I t  ac h iev es  a  p er f ec t  p r ec is io n   ( 1 . 0 0 ) ,   s tab ilit y   o n   p r ec is io n   ( 0 . 8 8 ) ,   F1 - s co r e  ( 0 . 9 0 ) ,   an d   r e ca ll  ( 0 . 9 3 3 ) ,   w h ich   in d icate   h ig h   ac cu r ac y   an d   r eliab ilit y   in   id en tify in g   tr u e  n ee d s   f o r   s p ar e  p ar ts .   I t   p er f o r m s   well  o n   all  m ea s u r es  an d   is   in ter p r etab le  an d   r o b u s t,  m ak in g   it th e  b est m o d el  f o r   p r ac tical  u s e.   T h e  r esu lts   o b tain ed   f r o m   th es e  ML  m o d els,  wh ich   p r o v id e   p r ed ictiv e  in s ig h ts ,   ar e  v e r y   r e lev an t  f o r   th e  o p er atio n   o f   h o s p itals .   B y   p r o ac tiv ely   id en tify in g   h ig h - r is k   co m p o n e n ts ,   b io m ed ical  en g in ee r in g   d ep ar tm en ts   ca n   s tr ateg ically   k ee p   cr u cial  s p ar e  p ar ts   o n   h an d ,   m i n im izin g   eq u i p m en t  d o wn tim e  an d   em er g en cy   p r o cu r e m en t  e x p en s es.  T h e  p r o p o s ed   f r a m ewo r k   wo u ld   d em o n s tr ate  tan g ib le  im p r o v em en ts   to war d s   s u s tain ab ilit y   an d   o p er atio n al  ef f icien cies,  i n clu d i n g   p o ten tial  r ed u ctio n s   o f   1 8 - 2 2 %  in   em er g e n cy   s p ar e  p ar ts   p r o cu r em e n t  an d   1 2 - 1 5   h o u r s   o f   eq u ip m en t  d o wn tim e  p er   d ev ice  an d   y e ar .   T h ese  r ep o r ted   r ed u ctio n s   a r e  n o t  t h eo r etica l  esti m ates  b u t  ar e   b ased   o n   th e  an aly s is   o f   r etr o s p ec tiv e  d ata  f r o m   C MM S  an d   s im u latio n   o f   m o d el - b ased   p r ev en tiv e  in ter v en tio n .   T h ese  im p r o v em e n ts   aim   at  o p tim iz in g   r eso u r ce s   a n d   s er v ices,  m ax im izin g   co s t - ef f ec tiv en ess ,   an d   m ain tain in g   c o n tin u ity   o f   h ea lth - ca r e  p r o v i s io n in g .   Pre d ictiv e  r is k   p r io r itizes s ch ed u led   m ain ten an ce   ac tio n s ,   th e r eb y   im p r o v in g   r eso u r ce   a n d   tech n ician   ef f icien cies.    Fu r th er m o r e ,   s er v ice  co n tr ac t s   with   th ir d   p ar ties   ca n   b e  ad ju s ted ,   an d   h ea lth   ca r e  f ac ilit ies  ca n   b e   tr an s itio n ed   to war d s   a  m o r e  p r o ac tiv e  an d   s u s tain ab le  ass et  m an ag em en t  s tr ateg y ,   en h a n ci n g   th e  r eliab ilit y   o f   p atien t  ca r e  d eliv er y .   T h ese  p r ed ictiv e  m o d els  co u ld   p o te n tially   b e  in co r p o r ated   in to   h o s p itals '  ex is tin g   C MM S  s y s tem ,   p r o v id in g   r e al - tim e  m o n ito r in g   d ash b o ar d s   th at  h ig h lig h t  at - r is k   d e v ice s   an d   c o m p o n en ts .   T h e  p r ed ictio n   r ep o r ts   ca n   b e   u s ed   by   th e  m ain ten an ce   m a n ag er   to   c r ea te  m ain te n an ce   s ch ed u les  b ased   o n   r is k ,   o r   u s ed   b y   th e   p r o cu r em en t  team   t o   o p tim ize  in v en to r y   n ee d s   to   th e  p ar ts   f o r ec asted   b y   th e   p r ed ictio n   r ep o r ts .   I n   ad d itio n ,   clin ical  en g in ee r in g   s taf f   ca n   b e  ed u ca ted   o n   h o w  to   in ter p r et  th e  r e s u lts   o f   th e  m o d els   an d   will  b e  n o tifie d   wh e n   a  c o m p o n en t  is   ap p r o ac h in g   im p o r tan t  f ailu r e  p ar am eter s .   T h is   allo ws  th e  h o s p ital   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.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 7 3 - 4 2 8 2   4280   to   tr an s itio n   f r o m   th e  “ o ld ”  m eth o d   o f   m ain ten an ce   o r g a n izatio n   to   th e  n ew  “ d ata - d r iv en ”  m ain te n an ce   d ec is io n - m ak in g   m eth o d   an d   alig n   th e  h o s p ital  with   in ter n atio n al  b est  p r ac tice  in   p r e d ictiv e  m ain ten an ce   m an ag em en t.  T h is   d ata - in f o r m ed   d ir ec tio n   also   f its   with   th e  o v er all  d ig ital  h ea lth   d i r ec tio n   to   ef f ec tiv e   d ep lo y m e n t o f   d ig ital  tech n o lo g is ts   to   s u p p o r t h ea lt h   s y s tem   an d   s er v ice  d eliv er y   [ 2 6 ] .        5.   CO NCLU SI O N    T h e  f in d in g s   s h o w  th at  b y   ad d in g   FME A - b ased   r is k   s co r es  to   ML  m o d els,  p r ec is e  an d   clin ically   r elev an t  p r ed ictio n s   ca n   b e   m ad e,   esp ec ially   f o r   h ig h - p r io r i ty   elem en ts .   T h e  ev al u ated   m o d els,  n am ely   R F  an d   ANN   m o d els,  h a v e  b ee n   s h o wn   to   p er f o r m   b etter   in   th e   p r ed ictio n   with   r is k - p r io r itize d   f ea tu r e  s ets.  T h is   allo ws  h ea lth ca r e  in s titu tio n s   to   m o v e  awa y   f r o m   r ea ctiv e  o r   s ch ed u led   m ain ten an ce   s tr ateg ies  an d   to wa r d s   p r ed ictiv e,   c o s t - ef f ec tiv e ,   a n d   s u s tain ab le  s p ar e  p ar ts   m an ag em en t.  T h is   also   alig n s   with   t h e  h ea lth ca r e  g o als   o f   in cr ea s in g   eq u i p m en t  a v ai lab ilit y ,   p atien t  s af ety ,   an d   r eso u r ce   ef f icien c y   th at  ex is t  ar o u n d   th e  w o r ld ,   p ar ticu lar ly   in   l o w -   an d   m id d l e - in co m e  ar ea s   wh e r e  m an y   h ea lth ca r e  f ac ilit ies lac k   eq u ip m en t.       ACK NO WL E DG M E N T S   T h e  au th o r s   th an k   th e  i - C AT S  Un iv er s ity   C o lleg e  ( i - C AT S  UC ) ,   Un iv er s iti   Ma lay s ia  S ar awa k ,   an d   UNI MA S  I n d u s tr ial  Gr an t  wi th   C W o r k s   T ec h n o lo g ies  Sd n   B h d   f o r   th eir   co n tin u o u s   s u p p o r t  in   co n d u ctin g   th is   s tu d y .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   was  f u n d e d   b y   UNI MA S  I n d u s tr ial  Gr an t   with   C W o r k s   T ec h n o lo g ies  Sd n   B h d   ( p r o ject  co d e : A A0 2 0 2 0 0 - 0 7 0 6 - 0 0 0 1 ) .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   F a b i a n   H a l l e y   P a t a   A l b a n   D a t t u   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     Sy ed   T ar m izi  Sy ed   Sh az ali     ✓     ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓     ✓   Sh ir ley   J o h n ath a n   T an jo n g     ✓     ✓   ✓           ✓   ✓   ✓   ✓     Ab d u l Ran i A ch m ed   Ab d u llah   ✓           ✓   ✓   ✓     ✓       ✓   ✓   Nu r laila  R o s li     ✓   ✓   ✓   ✓           ✓   ✓           C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   a v aila b i lit y   is   n o t   a p p li ca b le   t o   t h is   p ap er   as   n o   n e w  d a t a  w er e  cr ea te d   o r   an al y z e d   i n   t h is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   N .   H .   A .   R a h ma n ,   A .   K .   I b r a h i m ,   K .   H a si k i n ,   a n d   N .   A .   A b d   R a z a k ,   “ C r i t i c a l   d e v i c e   r e l i a b i l i t y   a ss e ssm e n t   i n   h e a l t h c a r e   s e r v i c e s,”   J o u rn a l   o f   H e a l t h c a re   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   2 0 2 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 3 / 3 1 3 6 5 1 1 .   [ 2 ]   W o r l d   H e a l t h   O r g a n i z a t i o n   a n d   W o r l d   B a n k ,   W o r l d   re p o rt   o n   d i s a b i l i t y .   G e n e v a ,   S w i t z e r l a n d :   W o r l d   H e a l t h   O r g a n i z a t i o n ,   2 0 1 1 .   A c c e ss e d :   S e p .   1 5 ,   2 0 2 4 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . w h o . i n t / p u b l i c a t i o n s / i / i t e m / 9 7 8 9 2 4 1 5 6 4 1 8 2   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 n d   fa ilu r e  mo d e  a n d   effec ts   a n a lysi s   fo r   s u s ta in a b le   …  ( F a b ia n   Ha lley   P a ta   A lb a n   Da ttu )   4281   [ 3 ]   M .   Z h e n g ,   J.  Li n ,   T .   X i a ,   Y .   Li u ,   a n d   E.   P a n ,   “ J o i n t   c o n d i t i o n - b a s e d   ma i n t e n a n c e   a n d   sp a r e   p r o v i s i o n i n g   p o l i c y   f o r   a   K - o u t - of - N  sy st e m  w i t h   f a i l u r e s   d u r i n g   i n s p e c t i o n   i n t e r v a l s,”   E u ro p e a n   J o u r n a l   o f   O p e r a t i o n a l   Re s e a rc h ,   v o l .   3 0 8 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 2 0 – 1 2 3 2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e j o r . 2 0 2 3 . 0 1 . 0 1 1 .   [ 4 ]   A .   A .   M u r t a z a ,   A .   S a h e r ,   M .   H .   Z a f a r ,   S .   K .   R .  M o o s a v i ,   M .   F .   A f t a b ,   a n d   F .   S a n f i l i p p o ,   “ P a r a d i g m  s h i f t   f o r   p r e d i c t i v e   mai n t e n a n c e   a n d   c o n d i t i o n   m o n i t o r i n g   f r o m  I n d u st r y   4 . 0   t o   I n d u s t r y   5 . 0 :   a   sy st e ma t i c   r e v i e w ,   c h a l l e n g e s  a n d   c a s e   st u d y , ”   Re s u l t s   i n   En g i n e e r i n g ,   v o l .   2 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 4 . 1 0 2 9 3 5 .   [ 5 ]   A .   Th e i ssl e r ,   J.  P . - V e l á z q u e z ,   M .   K e t t e l g e r d e s,  a n d   G .   E l g e r ,   “ P r e d i c t i v e   m a i n t e n a n c e   e n a b l e d   b y   ma c h i n e   l e a r n i n g :   u s e   c a ses  a n d   c h a l l e n g e s  i n   t h e   a u t o mo t i v e   i n d u st r y , ”   Re l i a b i l i t y   En g i n e e ri n g   a n d   S y st e m   S a f e t y ,   v o l .   2 1 5 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e s s. 2 0 2 1 . 1 0 7 8 6 4 .   [ 6 ]   H .   S o l t a n a l i   a n d   S .   R a m e z a n i ,   “ S m a r t   f a i l u r e   m o d e   a n d   e f f e c t s   a n a l y s i s   ( F M E A )   f o r   s a f e t y – c r i t i c a l   s y s t e ms   i n   t h e   c o n t e x t   o f   I n d u s t r y   4 . 0 , ”   i n   I n d u s t r i a l   a n d   A p p l i e d   M a t h e m a t i c s ,   S i n g a p o r e :   S p r i n g e r ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 5 1 – 176 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 19 - 9909 - 3_7.   [ 7 ]   M .   A .   F i l z ,   J .   E .   B .   La n g n e r ,   C .   H e r r man n ,   a n d   S .   Th i e d e ,   “ D a t a - d r i v e n   f a i l u r e   mo d e   a n d   e f f e c t   a n a l y s i s  ( F M EA )   t o   e n h a n c e   mai n t e n a n c e   p l a n n i n g , ”   C o m p u t e rs i n   I n d u s t ry ,   v o l .   1 2 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p i n d . 2 0 2 1 . 1 0 3 4 5 1 .   [ 8 ]   W o r l d   H e a l t h   O r g a n i z a t i o n ,   P a t i e n t   sa f e t y   c u r ri c u l u m   g u i d e :   m u l t i - p r o f e ssi o n a l   e d i t i o n .   G e n e v a ,   S w i t z e r l a n d :   W o r l d   H e a l t h   O r g a n i z a t i o n ,   2 0 1 1 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / a p p s . w h o . i n t / i r i s/ h a n d l e / 1 0 6 6 5 / 4 4 6 4 1   [ 9 ]   A .   H .   Z a mz a m,   A .   K .   A .   W a h a b ,   M .   M .   A z i z a n ,   S .   C .   S a t a p a t h y ,   K .   W .   La i ,   a n d   K .   H a s i k i n ,   “ A   sy s t e m a t i c   r e v i e w   o f   me d i c a l   e q u i p me n t   r e l i a b i l i t y   a ss e ssm e n t   i n   i mp r o v i n g   t h e   q u a l i t y   o f   h e a l t h c a r e   se r v i c e s, ”   Fr o n t i e rs   i n   Pu b l i c   H e a l t h ,   v o l .   9 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p u b h . 2 0 2 1 . 7 5 3 9 5 1 .   [ 1 0 ]   O .   M a n c h a d i ,   F .   E.   B . - B o u a z z a ,   a n d   B .   J i o u d i ,   “ P r e d i c t i v e   ma i n t e n a n c e   i n   h e a l t h c a r e   s y s t e m :   a   s u r v e y , ”   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,     p p .   6 1 3 1 3 – 6 1 3 3 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 8 7 4 9 0 .   [ 1 1 ]   A .   K .   K a u si k ,   A .   B .   R a s h i d ,   R .   F .   B a k i ,   a n d   M .   M .   J .   M a k t u m ,   “ M a c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms f o r   ma n u f a c t u r i n g   q u a l i t y   a ss u r a n c e :   a   sy st e mat i c   r e v i e w   o f   p e r f o r ma n c e   m e t r i c s a n d   a p p l i c a t i o n s, ”   Arr a y ,   v o l .   2 6 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a r r a y . 2 0 2 5 . 1 0 0 3 9 3 .   [ 1 2 ]   S .   B .   M a su d   e t   a l . ,   “ A I - d r i v e n   p r e d i c t i v e   m a i n t e n a n c e   i n   i n f r a st r u c t u r e   a n d   f a c i l i t i e s  ma n a g e m e n t , ”   EAI  E n d o r sed   T r a n sa c t i o n s   o n   AI   a n d   Ro b o t i c s ,   v o l .   5 ,   D e c .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 4 1 0 8 / a i r o . 9 9 7 5 .   [ 1 3 ]   S .   M .   V a r n o sf a d e r a n i   a n d   M .   F o r o u z a n f a r ,   “ T h e   r o l e   o f   A I   i n   h o s p i t a l s  a n d   c l i n i c s :   t r a n sf o r mi n g   h e a l t h c a r e   i n   t h e   2 1 s t   C e n t u r y , ”   Bi o e n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / b i o e n g i n e e r i n g 1 1 0 4 0 3 3 7 .   [ 1 4 ]   D .   K a p o o r ,   D .   G u p t a ,   a n d   M .   U p p a l ,   “ A n a l y z i n g   t h e   i m p a c t   o f   e d g e ,   f o g   a n d   c l o u d   c o m p u t i n g   o n   p r e d i c t i v e   m a i n t e n a n c e   i n   t h e   i n d u st r i a l   i n t e r n e t   o f   t h i n g s, ”   D i s c o v e r C o m p u t i n g ,   v o l .   2 8 ,   n o .   1 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 7 9 1 - 025 - 0 9 6 5 3 - 8.   [ 1 5 ]   S .   B .   J a l l i p a l l i   a n d   R .   D u v v u r u ,   “ R e v i e w s - b a s e d   p a t i e n t - c e n t r i c   r e c o mm e n d a t i o n   s y st e m:   a   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n a l y s i s  f o r   sm a r t   h e a l t h   c a r e   ma n a g e m e n t , ”   I E EE  A c c e ss ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 7 4 5 0 3 .   [ 1 6 ]   F .   Z.   A n g l o u ,   S .   P o n i s ,   a n d   A .   S p a n o s,  “ A   ma c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   t o   e n a b l e   b u l k   o r d e r s  o f   c r i t i c a l   s p a r e   p a r t s   i n   t h e   s h i p p i n g   i n d u st r y , ”   J o u r n a l   o f   I n d u st r i a l   En g i n e e ri n g   a n d   Ma n a g e m e n t ,   v o l .   1 4 ,   n o .   3 ,   p p .   6 0 4 – 6 2 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 9 2 6 / j i e m.3 4 4 6 .   [ 1 7 ]   M .   S o o r i ,   F .   K .   G .   J o u g h ,   R .   D a s t r e s,   a n d   B .   A r e z o o ,   “ A I - b a se d   d e c i si o n   s u p p o r t   s y st e ms  i n   I n d u st r y   4 . 0 ,   a   r e v i e w , ”   J o u rn a l   o f   Ec o n o m y   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   4 ,   p p .   2 0 6 – 2 2 5 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e c t . 2 0 2 4 . 0 8 . 0 0 5 .   [ 1 8 ]   J.  Q i n ,   Y .   X i ,   a n d   W .   P e d r y c z ,   “ F a i l u r e   m o d e   a n d   e f f e c t s   a n a l y s i s  ( F M E A )   f o r   r i s k   a ssess me n t   b a se d   o n   i n t e r v a l   t y p e - 2   f u z z y   e v i d e n t i a l   r e a s o n i n g   me t h o d , ”   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g   J o u r n a l ,   v o l .   8 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a so c . 2 0 2 0 . 1 0 6 1 3 4 .   [ 1 9 ]   J.  B .   B o w l e s ,   “ A n   a ss e ssm e n t   o f   R P N   p r i o r i t i z a t i o n   i n   a   f a i l u r e   m o d e s   a n d   e f f e c t s  a n d   c r i t i c a l   a n a l y si s , ”   P ro c e e d i n g s   o f   t h e   An n u a l   Re l i a b i l i t y   a n d   M a i n t a i n a b i l i t y   S y m p o s i u m ,   v o l .   4 7 ,   p p .   3 8 0 – 3 8 6 ,   2 0 0 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / r a ms . 2 0 0 3 . 1 1 8 2 0 1 9 .   [ 2 0 ]   S .   M .   M .   E l - A w a d y ,   “ O v e r v i e w   o f   f a i l u r e   mo d e   a n d   e f f e c t s  a n a l y si s  ( F M EA ) :   a   p a t i e n t   saf e t y   t o o l , ”   G l o b a l   J o u r n a l   o n   Q u a l i t y   a n d   S a f e t y   i n   H e a l t h c a re ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   2 4 – 2 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 6 4 0 1 / JQ S H - 23 - X 2 .   [ 2 1 ]   G .   C a r d e a l ,   I .   R i b e i r o ,   a n d   M .   Le i t e ,   “ Th e   r o l e   o f   a d d i t i v e   ma n u f a c t u r i n g   i n   p r o c e ss  i n d u st r y   s p a r e   p a r t s  s u p p l y   c h a i n s,”   J o u r n a l   o f   M a n u f a c t u ri n g   T e c h n o l o g y   Ma n a g e m e n t ,   v o l .   3 7 ,   n o .   2 ,   p p .   4 9 1 – 5 1 1 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 8 / J M T M - 03 - 2 0 2 5 - 0 2 5 4 .   [ 2 2 ]   L.   M o n t e si n o s  e t   a l . ,   “ S u st a i n a b i l i t y   a c r o ss   t h e   me d i c a l   d e v i c e   l i f e c y c l e :   a   sc o p i n g   r e v i e w , ”   S u st a i n a b i l i t y ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s u 1 6 0 4 1 4 3 3 .   [ 2 3 ]   K .   D e v i ,   K .   S a m p a t h ,   S .   V e n k a t e sa n ,   T.   V .   A mb u l i ,   a n d   S .   K u m a r a n ,   “ D e e p   l e a r n i n g   f o r   p r e d i c t i v e   ma i n t e n a n c e   r e v o l u t i o n i z i n g   a sset   ma n a g e m e n t   i n   f i n a n c e , ”   i n   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   D i s t ri b u t e d   S y st e m s,  C o m p u t e r  N e t w o r k s  a n d   C y b e rse c u r i t y ,   I C D S C N C   2 0 2 4 ,   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C D S C N C 6 2 4 9 2 . 2 0 2 4 . 1 0 9 3 9 2 9 4 .   [ 2 4 ]   Y .   M a h a l e ,   S .   K o l h a r ,   a n d   A .   S .   M o r e ,   “ En h a n c i n g   p r e d i c t i v e   ma i n t e n a n c e   i n   a u t o m o t i v e   i n d u s t r y :   a d d r e ss i n g   c l a ss  i mb a l a n c e   u si n g   a d v a n c e d   mac h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s, ”   D i s c o v e r   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   7 ,   n o .   4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 2 4 5 2 - 0 2 5 - 0 6 8 2 7 - 3.   [ 2 5 ]   M .   P .   La m b á n ,   P .   M o r e l l a ,   J .   R o y o ,   a n d   J .   C .   S á n c h e z ,   “ U si n g   I n d u s t r y   4 . 0   t o   f a c e   t h e   c h a l l e n g e s o f   p r e d i c t i v e   m a i n t e n a n c e :   a   k e y   p e r f o r m a n c e   i n d i c a t o r s  d e v e l o p me n t   i n   a   c y b e r   p h y s i c a l   sy s t e m , ”   C o m p u t e rs   a n d   I n d u st r i a l   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 7 1 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c i e . 2 0 2 2 . 1 0 8 4 0 0 .   [ 2 6 ]   W o r l d   H e a l t h   O r g a n i z a t i o n ,   G l o b a l   st ra t e g y   o n   d i g i t a l   h e a l t h   2 0 2 0 – 2 0 2 5 .   G e n e v a ,   S w i t z e r l a n d :   W o r l d   H e a l t h   O r g a n i z a t i o n ,   2 0 2 1 .   A c c e s se d :   S e p t e m b e r   1 5 ,   2 0 2 4 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / w w w . w h o . i n t / p u b l i c a t i o n s/ i / i t e m / 9 7 8 9 2 4 0 0 2 0 9 2 4       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ts.  Fa b ia n   H a l ley   Pa t a   Alb a n   Da tt u           is  c u rre n tl y   p u rs u in g   h is  P h . D .   i n   M e c h a n ica l  En g in e e rin g   a t  Un iv e rsiti   M a lay sia   S a ra wa k ,   f o c u sin g   o n   stra teg ic  a n d   s u sta in a b le   sp a re   p a rts  m a n a g e m e n t  fo r  m e d ica l  d e v ice s  th ro u g h   m a c h in e   lea rn in g   a p p r o a c h e s.  His   re se a rc h   in teg ra tes   p re d ictiv e   m a in ten a n c e ,   se m i - su p e rv ise d   l e a rn in g ,   a n d   su sta i n a b il it y   fra m e wo rk s  to   imp r o v e   e q u i p m e n t  re li a b il it y   a n d   o p ti m ize   re so u r c e   a ll o c a ti o n   i n   h e a lt h c a re   se tt in g s.   At  i - CAT S   UC,   he   h a s  l e d   p r o g ra m m e r   d e v e l o p m e n t   a li g n e d   wit h   M BOT,   M QF,   a n d   ET AC  sta n d a r d s,  w h il e   a ls o   c o o rd i n a ti n g   m e c h a n ica l  wo r k sh o p   u p g ra d e s,  i n d u stria l   c o ll a b o ra ti o n s,   a n d   S TE M   o u tr e a c h   in it iati v e s.  His  a c a d e m ic  in tere sts  in c lu d e   p re d ictiv e   m a in ten a n c e ,   su sta in a b le  e n g i n e e rin g ,   a rti ficia l  i n telli g e n c e   in   h e a lt h c a re ,   a n d   c u rric u lu m   in n o v a ti o n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t:   fa b ian . h a ll e y @ic a ts.ed u . m y .       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.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 7 3 - 4 2 8 2   4282     As so c .   Pro f .   Ir .   Dr .   S y e d   T a r m i z i  S y e d   S h a z a li           re c e iv e d   a   P h . D.  in   M e c h a n ica l   a n d   M a n u fa c tu r in g   E n g in e e rin g   f ro m   th e   Un i v e rsity   o f   L o u g h b o r o u g h ,   Un it e d   Ki n g d o m .   He   h a s  o v e r  2 5   y e a rs  o f  e x p e rien c e   a s  a n   a c a d e m icia n   a t  th e   Un i v e rsiti   M a lay sia   S a ra wa k .   H e   h o l d s  th e   a ss o c iate   p ro fe ss o r  p o si ti o n   re se a rc h in g   m a n u fa c tu rin g   m a n a g e m e n t,   m a n u fa c tu ri n g   se rv it isa ti o n ,   e n g i n e e rin g   m a teria ls,  a n d   v ib ra ti o n s.   P u b li sh e d   v a rio u s   j o u r n a l  p a p e rs  o n   e n g in e e rin g   e d u c a ti o n   a n d   h u m a n   b e h a v i o r  m o d e li n g .   He   is   a   m e m b e r  o f   t h e   B o a rd   o f   En g i n e e rs  M a lay sia   a n d   t h e   In st it u ti o n   o f   M e c h a n ica l   En g in e e rs,   Un it e d   Kin g d o m ,   e a rn i n g   t h e   d isti n g u is h e d   ti tl e   o f  p ro fe ss i o n a l  e n g in e e r  (Ir . ).   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  sta rm izi@u n ima s.m y .         Ir .   Ts.  Dr .   S h irle y   J o h n a th a n   Ta n jo n g           is  a   se n io r  lec tu re r  a n d   p o stg ra d u a te  re se a rc h   c o o rd in a t o r   a t  t h e   De p a rtme n t  o f   M e c h a n ica l  a n d   M a n u fa c tu ri n g   En g in e e ri n g ,   F a c u lt y   o f  En g i n e e rin g ,   Un i v e rsiti   M a lay sia   S a ra wa k .   S h e   h o l d s  p ro fe ss io n a l  re c o g n it io n   a s   b o t h   a n   e n g i n e e r  a n d   p ro fe ss io n a l  tec h n o lo g ist .   He r  a c a d e m ic  a n d   re se a rc h   e x p e rti se   li e s   in   m e c h a n ica l  a n d   m a n u fa c tu ri n g   e n g i n e e rin g ,   with   c o n t rib u ti o n s  t o   p o st g ra d u a te  s u p e rv isi o n ,   c u rricu lu m   d e v e l o p m e n t,   a n d   c o l lab o ra ti v e   re se a rc h   p ro jec ts.   S h e   a c ti v e ly   p ro m o tes   re se a rc h   e x c e ll e n c e   with in   th e   fa c u lt y   a n d   h a s  p u b li s h e d   i n   v a ri o u s  e n g i n e e rin g   d o m a in s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  jt sh irl e y @u n i m a s.m y .         Dr .   Abd u l  R a n i   Ac h m e d   A b d u ll a h           e a rn e d   h is   B. S c .   in   El e c t rica l  En g in e e rin g   fro m   P u rd u e   Un iv e rsity   a n d   M . S c .   i n   E n g in e e rin g   B u sin e ss   M a n a g e m e n t  fro m   Warwic k   Un iv e rsity .   He   c o m p lete d   h is   d o c to ra l  d e g re e   fro m   Un i v e rsiti   Te k n o lo g i  M a lay sia .   He   is  t h e   fo u n d e r  a n d   c h ief  e x e c u ti v e   o f   C Wo rk s,   In c .   a n d   se rv e s  a s  a n   a d j u n c t  p ro fe ss o r   a t  U n iv e rsiti   M a lay sia   S a ra wa k .   He   h a s  led   se v e ra l  p ro jec t  imp lem e n tatio n s,  in c lu d in g   c o m p u teriz e d   m a in ten a n c e   m a n a g e m e n t  sy ste m s  fo r  7 2   g o v e rn m e n t  h o sp it a ls  a n d   th e   n a ti o n a l  c o n stru c t io n   m a teria l  p rice   in d e x .   P re v i o u sl y ,   h e   se rv e d   a s   a   c o u n c il   m e m b e r  o f   t h e   M a ste r  B u il d e r   As so c iatio n   M a lay sia   a n d   t h e   M a lay sia   As se t  a n d   P ro jec t  M a n a g e m e n t  As so c iatio n .   He   h a s   a lso   se rv e d   o n   IS O/ TC  2 6 7   fo r  t h e   d e v e l o p m e n t  o f  fa c il it y   m a n a g e m e n t  sta n d a rd s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  ra n i@c wo r k s. c o m . m y .           Ts.  Nurla il a   R o sli           is  a   se n io r  lec tu re r  a t  th e   F a c u lt y   o f  Co m p u t in g   a n d   S o ftwa r e   En g i n e e rin g ,   i - CATS   Un i v e rsity   C o ll e g e ,   Ku c h in g .   S h e   h o ld s  a   m a ste r  o f   sc ien c e   i n   In fo rm a ti o n   Tec h n o lo g y   fro m   Un iv e rsiti   Tek n o lo g i   M ARA   ( 2 0 1 3 )   a n d   a   Ba c h e l o r  o f   S c ien c e   in   I n fo rm a ti o n   Tec h n o l o g y   ( so f twa re   e n g in e e rin g )  fr o m   Un i v e rsiti   M a lay sia   Tere n g g a n u   (2 0 1 0 ).   S h e   is  a   p r o fe ss io n a l  tec h n o l o g ist  re g istere d   with   th e   M a la y sia   Bo a rd   o f   Tec h n o lo g ists   (M BOT).   He r  tea c h in g   a n d   re se a rc h   fo c u s  o n   a rti ficia l  in tel l ig e n c e ,   c y b e rse c u rit y ,   a n d   so ftwa re   d e v e lo p m e n t .   S h e   h a s   a c ti v e ly   c o n tri b u te d   t o   v a ri o u s  a c a d e m ic  a n d   in d u stry   c o ll a b o ra ti o n s,  i n c lu d in g   tec h n o l o g y   s h a rin g   se ss io n s  su c h   a s  “ Tec h   M e   ra d io   S h a rin g RED   F M :  a rti ficia l  in telli g e n c e ,   i n tern e t  o f  th i n g s,  a n d   c y b e rse c u rit y ”   (2 0 2 4 ).   S h e   a lso   se rv e d   a s   c h a irp e rso n   f o r  t h e   M BOT   d i p lo m a   ICT  e v a lu a ti o n   p a n e l  a t  Ko lej  Vo k a sio n a l  Be to n g   in   2 0 2 4 .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  n u rlaila@ic a ts.ed u . m y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.