机械设备状态监测与故障诊断技术是20 世纪60 年代中后期发展起来的一门新兴学科,它是为解决现代大型工业生产过程中设备故障带来的严重安全隐患而诞生并发展起来的[5]。自从1961 年美国实施阿波罗计划后,发生了一系列由于设备故障导致的悲剧,引起了美国军方和政府有关部门的高度重视。于是在1967 年,在美国宇航局(NASA)的倡导下创建的机械故障预防小组(Machinery Fault Prevention Group,MFPG)开始对机械故障的诊断展开探索与研究;与此同时,20 世纪70 年代初,R.A .Co1lacott 博士为首的一些科学研究专家组织并创建的机械保健中心(Mechanical Health Monitoring Center) 在英国成立;并且许多相关机构开始有组织、有规划地对机械设备的故障诊断技术进行了更加专业深入地研究。很快的,一系列最新的故障诊断技术的研究成果应用于一些大型企业的生产线,在保证了设备安全生产的同时为企业带来了可观的经济效益,机械故障诊断技术从而得到迅速推广与发展。
机械故障诊断技术的发展和应用在不同国家和地区不尽相同,欧洲及日本、澳大利亚等国家的研究虽不具备美国和英国的广泛性,但在某些方面却据有特色或占有领先地位。例如: 希腊学者Dimarogonas[6]针对机械故障中的转子裂纹故障进行了深入的研究,并做了系统的振动机理阐述;日本学者Fujiwara.H 等[7]对故障诊断系统的计算复杂度进行了研究,为故障诊断系统的计算化提供了理论依据;加拿大阿尔伯塔大学M.J.Zuo[8]和印度理工学院的Sekhar[9] 针对齿轮箱故障的故障特征以及诊断方法进行了更进一步的研究,提出高效实用的故障诊断方法。
相较于国外发达国家的对故障诊断技术以及监控技术的研究,我国开展得比较晚。上世纪80 年代,国内一些大学和研究机构在了解国外先进的故障诊断技术的基础上,针对国内现有的生产技术条件,对相关的机械设备的故障诊断展开了探索性的研究,并取得了一定的研究成果。随着我国经济的高速发展,机械制造水平有了极大地提高,经过三十多年的研究探索,我国的设备状态监测和故障诊断技术已经大大缩短与发达国家的差距,一些基于计算机网络的大型故障诊断系统在工业生产中的成功运用,也标志我国的一些故障诊断技术已经达到了世界的先进水平。特别是航天工业的发展,一些先进的故障诊断技术开始运用于民用生产中,满足了实际生产中的迫切需要,为国家经济建设做出了不可磨灭的贡献。
故障诊断技术发展到今天,已经从原先的设备监测衍生出来的一个研究方向发展成一个集信息控制、数据分析、自动控制理论、人工智能的综合性学科。依托现在高速发展的计算机技术以及数据分析处理技术,结合日渐精密的测控仪器以及智能的测控手段,实现了对各种类型的诊断对象进行智能的故障诊断与分析。