mechdiag-bearing-diagnosis

name	mechdiag-bearing-diagnosis
description	轴承振动监测诊断流程技能，基于型号、转速、特征频率和 PHM_signal_processing MCP 结果形成可复核结论。
tags	mechdiag,bearing,phm,signal-processing,diagnosis
always	false

MechDiag Bearing Diagnosis Skill

用于轴承振动信号诊断。目标不是“看到峰值就下结论”，而是把工况、轴承特征频率、信号处理证据和知识库依据闭合起来，输出可复核的工程诊断报告。

必要输入

• 信号文件路径：CSV、NPY 或 WAV。
• 采样率 sample_rate_hz：CSV/NPY 必填；WAV 可从文件读取。
• 轴承型号：用于查询 BPFO/BPFI/BSF/FTF 倍频关系。
• 转速 rpm：用于计算转频 fr = rpm / 60 和具体故障特征频率。
• 测点、方向、工况段、单位、时间范围：缺失时要在风险中说明。

如果缺少轴承型号或转速，先要求补充；若用户仍要求分析，只能输出通用信号异常证据，明确“不具备特征频率验证条件”。

轴承 reference 数据（必读）

把已核实的轴承几何/倍频关系写入本 Skill 目录下的 JSONL 文件：

• 推荐主文件：skills/mechdiag-bearing-diagnosis/references/bearings.jsonl
• 也可直接维护 references/ 下任意 *.jsonl（含 bearings.example.jsonl）；MCP 会自动扫描该目录全部 JSONL，无需每次手动传 reference_paths。

用户口述型号可能是 6306，reference 里可写 SKF6306；建议同时提供 aliases 数组，便于模糊匹配。

结构化记录优先使用以下字段：

{
  "bearing_model": "SKF6306",
  "aliases": ["6306", "SKF 6306"],
  "manufacturer": "generic",
  "orders": {
    "bpfo": 3.054,
    "bpfi": 4.946,
    "bsf": 1.996,
    "ftf": 0.382
  },
  "source": "reference/manual/case",
  "notes": ""
}

特征频率查询

1. 必须先调用 mcp_PHM_signal_processing_bearing_fault_frequency_lookup（在频谱/包络谱之前），传入 bearing_model 与 rpm；未传 reference_paths 时 MCP 会自动搜索 references/*.jsonl。
2. 检查返回的 found、orders、frequencies_hz、source.path；found=false 时调用 knowledge_search 检索轴承手册、案例、标准或维护资料。
3. 若 reference 和 RAG 都查不到型号，不允许输出确定性轴承部位诊断，只能说明“缺少轴承几何/特征频率依据”。

根据转速计算：

• fr_hz = rpm / 60
• BPFO_Hz = bpfo_order * fr_hz
• BPFI_Hz = bpfi_order * fr_hz
• BSF_Hz = bsf_order * fr_hz
• FTF_Hz = ftf_order * fr_hz

推荐流程

1. 数据与工况核对：确认路径、采样率、轴承型号、转速、测点、单位、分析片段。
2. 调用 mcp_PHM_signal_processing_signal_file_inspect：检查文件格式、采样率来源、通道、样本数、时长、缺失值、非有限值、近零信号和疑似饱和。
3. 调用 mcp_PHM_signal_processing_bearing_fault_frequency_lookup：优先查结构化 reference，计算 BPFO/BPFI/BSF/FTF Hz；若未命中，再调用 knowledge_search 做 RAG 补充。
4. 调用 mcp_PHM_signal_processing_time_frequency_features：检查 RMS、峰峰值、方差、偏度、峭度、裕度因子、波形因子、脉冲因子、谱熵、谱质心。
5. 调用 mcp_PHM_signal_processing_spectrum_analysis：查看转频、倍频、结构性峰值和峰值表。必须传入 bearing_model+rpm，或把上一步 frequencies_hz 原样填入 bearing_fault_frequencies，否则 matches 为空。
6. 调用 mcp_PHM_signal_processing_fast_kurtogram：定位可能的冲击敏感频带；只作为频带证据，不直接判故障。
7. 调用 mcp_PHM_signal_processing_envelope_spectrum_analysis：检查 BPFO/BPFI/BSF/FTF 及其 2X、3X 倍频命中；同样传入 bearing_model+rpm 或 bearing_fault_frequencies。
8. 特征频率匹配：按容差匹配频谱和包络谱峰值。
9. RAG 机理查证：检索故障机理、阈值、案例或维护标准，作为解释和建议依据。
10. 诊断复核：检查“信号证据、频率依据、知识依据、风险边界”是否闭合。
11. 输出报告。

匹配逻辑

• 对 BPFO/BPFI/BSF/FTF 分别检查 1X、2X、3X。
• 默认容差：

max(freq_resolution * 2, target_frequency * 0.02)

• 匹配表至少包含：故障频率类型、阶次倍数、目标频率、实际峰值频率、误差、容差、幅值、来源工具。
• 频谱和包络谱都命中同一故障类型时，证据强度提高。
• 仅单个弱峰命中时，必须标注为弱证据，避免直接定性。
• 未命中时，应说明“不支持该故障假设”，不能强行诊断。

工具调用建议

步骤 3：特征频率 lookup（强制前置）

{
  "bearing_model": "6306",
  "rpm": 1000
}

命中后记录 orders、frequencies_hz、source.path，写入报告“故障特征频率表”。

步骤 5/7：频谱与包络谱（二选一传参方式）

方式 A（推荐）：直接传型号，由 MCP 自动读取 reference 并匹配峰值：

{
  "path": "<signal-file>",
  "sample_rate_hz": 20480,
  "rpm": 1000,
  "bearing_model": "6306",
  "top_n_peaks": 10,
  "plot": true
}

方式 B：显式传入上一步 frequencies_hz：

{
  "path": "<signal-file>",
  "sample_rate_hz": 20480,
  "rpm": 1000,
  "bearing_fault_frequencies": {
    "bpfo": 50.9,
    "bpfi": 82.43,
    "bsf": 33.27,
    "ftf": 6.37
  },
  "top_n_peaks": 10,
  "plot": true
}

Agent 自主分析优先读取 MCP 返回的 features、peaks、matches、bearing_reference_lookup、bearing_fault_frequencies_hz、warnings 和 artifacts 字段。不要把大数组粘贴进上下文；如需复核，引用 spectrum.csv、peaks.json 或 PNG artifact 路径。

mcp_PHM_signal_processing_bearing_fault_frequency_lookup 未命中时，必须先尝试 RAG；RAG 仍未命中时，只能输出“缺少轴承几何/特征频率依据”，不能给出确定性轴承部位诊断。

报告格式

输出必须包含：

• 轴承与工况：型号、转速、转频、采样率、测点/方向、分析时间段。
• 故障特征频率表：BPFO/BPFI/BSF/FTF 的 order 和 Hz。
• 信号处理摘要：时频域特征、主峰、包络谱峰值、kurtogram 推荐频带。
• 命中峰值表：目标频率、实际峰值、误差、容差、幅值、来源。
• 诊断结论：正常/异常、疑似故障类型、证据强弱、置信边界。
• 风险：转速波动、采样不足、轴承型号未核实、传感器安装、负载变化、无历史基线等。
• 下一步建议：复测、补充转速同步、带通复核、趋势跟踪、拆检或润滑检查。

禁止事项

• 不得在轴承型号和特征频率依据缺失时输出确定性内圈/外圈/滚动体/保持架故障结论。
• 不得只根据 kurtogram 推荐频带直接判定轴承故障。
• 不得只引用图片视觉印象；结论必须落到结构化数值证据。
• 不得把 reference/RAG 命中结果当作绝对事实；需要结合现场工况和信号证据。