基于PHM的复杂机电系统健康管理技术研究

随着社会生产力的快速发展,复杂机电系统作为工业自动化领域重要组成之一,智能化、自动化程度越来越高,也对维修保障能力提出了更高要求。目前我国大多数复杂机电系统仍然以定期维修和故障维修为主,维修技术已经显著落后于设备发展水平。本文基于故障预测与健康管理技术,在剖析复杂机电系统常见故障模式的基础上,研究了复杂机电系统健康管理系统的层次架构、功能组成、技术途径,为视情维修保障模式在复杂机电系统中的应用方式方法进行了有益探索。     

复杂机电装备PHM系统关键技术研究

随着复杂机电装备组成的复杂程度及信息化程度的不断提升,故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)系统逐渐成为新一代复杂机电装备设计和使用中的重要组成部分。复杂机电装备PHM系统的关键技术是故障特征提取、数据融合、智能故障诊断与故障预测、状态监测和健康评估等,重点分析了智能故障诊断与故障预测技术。     

基于综合评价模型的装甲车辆PHM系统应用范围确定

PHM技术在航空、工业、军事等领域得到广泛的应用。装备系统的结构组成日益复杂,哪些分系统需要安装PHM系统值得深入研究。详细研究了层次分析法与模糊综合评价法的特点和原理,根据装甲车辆的分系统构成和部队实际情况,将两种方法结合提出了综合评价模型,通过综合评价装甲车辆分系统,实现装甲车辆PHM系统的应用范围的确定,模型评价结果与专家评分基本相符,验证了该模型的可行性和有效性,为装甲装备PHM系统应用范围确定提供了借鉴。     

飞机机电系统PHM技术方案研究

针对目前飞机PHM系统难以精确设计的技术瓶颈,并为了满足提高飞机故障诊断与健康管理技术能力的目标要求,文章在大量调研并参考国内外飞机PHM系统设计经验的基础上,结合国内针对PHM设计的特殊背景,通过对飞机机电系统进行了深入分析与研究,提出了一种针对飞机机电系统PHM总体方案架构思想;文章给出了机电系统PHM区域管理器结构的设计思路及机电系统PHM区域管理器设计,开展机电系统aFMECA分析,明确了该系统设计的指导思想、功能和组成,并着重论述了各主要功能模块的设计方案,最后形成了飞机机电系统PHM技术方案,对于促进国内PHM技术的发展具有重要作用,同时也为其他武器装备的PHM技术的研究具有一定的指导作用。     

基于模糊层次分析的装甲车辆PHM系统性能评估

针对装甲车辆PHM系统性能水平难以度量的问题,采用模糊层次分析法对装甲车辆PHM系统的性能进行评估,该方法在专家知识和经验的基础上增加了模糊数学的理论,评估结果更加科学可靠;首先通过深入研究装甲车辆PHM系统的应用现状和影响因素,建立装甲车辆PHM系统性能度量指标体系,然后采用多层次交互式层次分析法确定指标权重,最后采用模糊综合评判分析计算8套装甲车辆PHM系统性能状态;综合评价结果表明,不但有效地区分了不同装甲车辆PHM系统性能的优劣,同时还为装甲车辆PHM系统的研究与改进提供了参考方向.     

PHM仿真试验系统设计与应用

PHM系统是保障机载设备稳定安全运行的重要工具。通过构建PHM仿真试验系统,可以对系统架构、总线接口、数据处理、分区存储等系统功能进行仿真验证,以便尽早发现PHM系统设计初期存在的各种问题,及时对方案进行改进和优化,降低系统研制的风险。对PHM仿真试验系统的设计进行了研究,提出了一种PHM仿真试验系统设计与应用方法,从总体层次、软硬件设计等方面介绍仿真试验系统的组成和功能设计。搭建飞机级及各区域级的仿真设备,构建基于总线通讯的交联仿真网,支持数据、模型、流程等功能的仿真,并在最后给出了仿真试验的主要流程。实际应用表明,本方法能够较好地支撑仿真验证试验,从而缩短试验周期,提高研制效率,为系统设计工作提供支撑从PHM系统功能验证的角度为PHM系统研制提供支撑。     

基于PHM的自动气象站健康评价与故障预判方法研究

针对自动气象站建设和应用规模大、运行监控手段单一、维护保障成本较高的现状,首次将PHM技术理念应用于自动气象站的运维管理之中;采用层次分析法通过构造判断矩阵、专家打分、确定权重从而以“健康值”的形式对自动气象站综合健康状态进行评价;通过对状态信息与历史极值、故障信息进行判断,提出了一种对自动气象站供电和通信故障“两级告警”的预判方法;通过开发软件系统实现了健康评价和故障预判方法的应用,能够较为合理地量化自动气象站健康状态、对疑似故障发出及时告警;该方法丰富了自动气象站运行监控方法,减少了故障的排除诊断与修复时间,同时也为PHM技术在气象探测设备中的应用提供了思路。     

装备故障预测与健康管理能力验证评估技术

预测和健康管理（PHM）是提升装备战斗力水平的重要保证,在装备设计阶段并行开展可测性设计是提高PHM能力的主要手段,而PHM技术的验证和评估是建立诊断与预测系统可信度的一个重要步骤。本文首先给出了面向PHM系统验证技术的国内外研究现状,然后,分析PHM指标的验证方法和技术框架。后面给出的PHM系统验证的指标体系,最后,点明了故障预测与健康管理系统验证与评估方法要关注的问题,明确了未来的发展趋势。     

指控系统信息服务质量评价指标

指控系统的信息服务质量在某种程度上决定了指控系统的效能。在分析信息质量、服务功能、服务性能等影响信息服务效果的质量要素基础上,提出了指控系统信息服务质量的评价指标。针对各指标的特点,分别设计了定量评价、半定量评价和定性评价3类评价方法,给出了典型指标的具体评价算法和步骤,并进行了详细讨论。研究结果可为指控用户开展信息服务质量评价提供理论依据和参考。     

特色数据库系统建设评价指标分析

本文主要结合高校图书馆特色数据库的建设情况,并基于数据库评价的意义和原则分析,重点对特色数据库系统建设的评价指标进行了分析,以期促进特色数据库的发展和完善。     

数据驱动视角下飞机故障预测与健康管理系统设计及验证

由于故障预测与健康管理系统(PHM)是涉及多层次、多领域、耦合度高的复杂系统,很难从整体对PHM系统进行设计和验证,所以始终没有成熟的工具和方法;从数据驱动的视角,研究了飞机PHM系统设计及验证;以数据为主线,采用了4种方法实现PHM系统设计及验证:1)采用系统建模语言(SysML)进行PHM系统的架构设计;2)采用基于事件的方法将被观测系统的行为状态化,实现PHM系统中资源的充分利用,降低局部的资源压力;3)采用基于模型的推理方法,实现了系统状态模型的应用;4)采用多线程、异构能量耦合等方法定义了一个PHM仿真框架,并在该框架指导下开发了一个仿真环境,并针对机载配电系统设置了几种测试用例进行诊断推理,对提到的各种方法进行了验证;研究结果表明,上述方法是合理有效的,可以构建描述完整、资源均衡的PHM系统架构。     

机载系统故障预测与健康管理验证与评估方法

随着故障预测与健康管理系统研究的不断深入,如何对机载故障预测与健康管理系统进行验证和评估是一个较为棘手的问题。首先,在分析故障预测与健康管理系统设计过程的基础上,指出了存在的突出问题;其次,结合实例给出了3种验证方法,通过比较分析,构建了一种机载燃油管理系统半实物仿真平台;再次,对故障预测与健康管理的性能评价指标进行了分类,并给出了相应的应用范围;最后讨论了故障预测与健康管理有关的标准体系,指出构建故障预测与健康管理标准体系是未来的发展方向。     

基于视情维修的电子装备PHM体系结构分析

为推行自主式保障理念,提高电子装备的综合保障能力,提出了一种基于视情维修的电子装备预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)构建方案。在分析PHM内涵和功能的基础上,从数据信息维、模型维和生命周期维3个维度研究了PHM系统结构,采用开放式PHM架构方式,建立了基于视情维修的电子装备PHM体系结构,并对其系统实现技术进行了探讨。通过对某型装备模拟训练与仿真测试系统PHM策略的设计,验证了所提方案的有效性。     

基于OSA-CBM的PHM系统设计

结合PHM系统的使用目标和飞机各运行场景下PHM实现场景,提出PHM系统主要实现的功能;对OSA-CBM开展研究,将PHM系统按照OSA-CBM的分层定义,并且以某型号的PHM系统设计为背景,提出了基于OSA-CBM的PHM系统设计框架;介绍了该PHM系统按照开放式体系架构要求开展的功能定义、层次划分,以及对每个层级的输入输出定义;以Rational ROSE软件为模型开发工具,建立了各层级间的数据流动关系以及同层级之间的数据传递关系,对端口、算法、时序、配置等信息以UML语言进行了规定;分别采用Visual C#2010和Matlab软件开发平台实现了不同层级的功能,最终共同搭建了PHM系统的演示平台,实现了数据采集层、数据采集层、状态监测层及健康评估层、表示层等层级功能,为后续PHM系统的多用户协同开发设计奠定了技术基础。     

机载新型机电管理系统综合检测技术研究

针对现代飞机高集成度机电管理系统的测试与仿真需求,提出一种基于PXI技术的新型机电管理系统综合检测系统设计与实现方案。在该方案中,机电管理系统的所有信号经过信号接口盒后进入到综合检测系统中,通过断点模块连接机电管理系统产品,在断点模块可以对综合检测系统的所有信号进行监控测试、信号验证及分析处理;通过硬线、RS422总线、GJB289A总线、ARINC429总线形式将机电管理系统和机电管理系统综合检测系统相连接。该系统可有效节省硬件资源、准确实现信号级故障隔离,可实现机电管理系统硬件和软件的独立检测并且可实现多台机电管理系统的测试和检验;与传统手动检测相比,可以平均节省60%的检测时间。通过测试和试验,机电管理系统综合检测系统工作稳定、可靠。     

机电类特种设备启动装置故障检测系统设计

当前故障检测系统检测速率和检测精度较低,稳定性较差,不能及时准确地检测出特种设备启动装置的故障。提出设计机电类特种设备启动装置故障检测系统。根据故障检测系统需求,对故障检测指示单元和数据处理传送单元两大主要硬件部分进行改进;依据骨架理论,对故障检测指标进行提取,计算故障检测频率,实现软件部分的故障检测功能,完成机电类特种设备启动装置故障检测系统的设计。实验结果表明,该系统检测速率高,检测精度高,系统稳定性好,运行能耗低。     

军队人员信息安全素养评价指标体系构建研究

信息安全是军队新世纪新阶段必须面临的一个重大问题,将直接影响到军队的战斗力以及军队和国家的根本利益。要想保护好军队的信息安全,第一步就是要军队人员信息安全素养。本文分析了信息安全所面临的攻击手段和信息安全目标,结合信息安全的评价原则,运用目标-结构法构建了军队人员信息安全素养评价指标评价体系,定性的分析了军队人员应具有的各种信息安全素养,一定程度上帮助建立了信息安全素养教育的内容。     

基于BSC的贸易供应链信息系统绩效评价指标体系构建

信息系统的绩效通常具有间接性和滞后性,以往的评价方法侧重于财务角度,缺乏全局性和系统性。为此,建立了一种以平衡计分卡为基础的贸易供应链信息系统绩效综合评价指标体系。     

基于MEMS的PHM系统微传感器网络节点设计

为实现仓储导弹装备的故障预测和健康管理(PHM)系统,研究基于MEMS传感器的导弹状态监测节点。以整合射频模块的微功耗单片机CC430F5133为核心,由微传感器模块采集状态信息,并经无线射频传输与上级ARM控制器实现实时通信,解决了节点长期稳定供电、复合传感器立体结构设计和安装等关键技术。该节点具有体积小,布置灵活,对监测对象无影响,功耗低,连续监测时间长等特点,能实现长期无人值守下的信息采集与实时上传,较好地完成了状态信息采集终端的功能。