基于数字孪生的机电液系统PHM关键技术综述

数字孪生(Digital twin, DT)技术与预测和健康管理(Prognostics and health management, PHM)技术是智能制造领域中的两个热点研究方向。在对PHM技术现状总结分析的基础上,归纳当前制约PHM技术发展和应用的关键性问题如下：设备故障机理研究不透彻、全生命周期数据不完备、健康状态监测方法不足、多层级状态信息综合不足以及不确定性管理问题。并阐述数字孪生技术在解决这些问题过程中的独特优势,提出将基于第一性原理的多维数字孪生模型构建、虚实空间的多维数据映射、孪生体技术状态一致性度量与模型的高效迭代修正以及基于多域特征的系统健康评估、预测与维护决策作为关键技术构建DT-PHM研究架构。随着技术不断推进与发展,两项技术深度融合,基于数字孪生的复杂系统健康管理技术必将成为未来装备全生命周期视情维修和预测性维修的关键技术之一。     

健康监测技术在机载雷达结构上的应用分析

故障预测与健康管理（Prognostics and Health Management, PHM）技术是一项前沿的复杂工程应用技术,在机载雷达系统上具有迫切的需求和广泛的应用前景。文中首先分析了典型的飞机PHM系统架构;然后,针对机载雷达系统结构特点,提出一种基于故障模式、影响及危害性分析（Failure Mode, Effects & Criticality Analysis, FMECA）的结构健康监测系统构建流程,得到了典型机载雷达系统结构的健康监测系统架构;最后,对PHM技术在某机载雷达大型一维转台上的应用进行了分析,获得了各关键系统的多参量实时数据,为机载雷达系统的结构安全提供早期预警、故障诊断与寿命预测。本研究对结构健康监测技术在机载雷达领域的工程化应用具有指导意义。     

关于故障预测与健康管理技术的几点认识

介绍了故障预测与健康管理技术(PHM)基本概念与内涵,回顾了国外飞机发动机、固定翼飞机、直升机、航天飞行器、舰船、车辆和轨道交通等设备PHM技术发展历程及发展现状,分析了我国PHM技术的发展现状及存在的问题,预测了未来发展方向和应用领域。梳理了故障预测与健康管理技术体系架构,介绍了故障模型、状态监测、数据处理、综合诊断、健康管理、维修决策和后勤支援信息系统等关键技术,最后给出了我国发展PHM技术的意见和建议。     

飞机航电系统集成验证方法探究

随着科技的不断进步,航空领域得到了稳步发展,先进航电技术的运用保证了飞机的可靠运行。本文主要对航电系统的诸多优势进行深入研究,阐释航电系统应用于飞机领域的重要性。介绍各种航电系统在研究过程中能够使用的集成方式,制定一种更适用于现代飞机使用的航电系统验证方式,旨在帮助飞机领域能够在原有的基础上得到更伟大的成就。     

数据驱动的舰炮PHM系统指标体系研究

针对建立数据驱动的中大口径舰炮PHM系统缺乏科学合理的监测指标体系问题,借鉴复杂机电系统监测指标体系研究方法和构建思路,对中大口径舰炮监测对象选取进行了研究,提出了监测对象和监测指标的选取原则;在此基础上,从人、机、环三方面对舰炮服役状态影响因素进行了研究,从而选取了合理可行的监测指标,确定了指标体系的因素层和总体指标层指标;最后,根据指标的层状结构,构建了多层次递进的舰炮PHM系统监测指标体系。建立的监测指标体系符合舰炮的结构组成特点和使用维护特点,为数据驱动的舰炮PHM系统研究和应用提供了技术支撑。     

风力发电机组实时状态监测及预防式维护

风电是低碳能源中发展迅速的一种发电技术,发展风电是我国目前减排任务的主要手段之一,近年来实现了跨越式发展,但也随之产生了一些迫切需要解决的问题。文章针对风力发电的特点,分析了目前风电检修中存在的问题,介绍了状态监测系统的作用和研究现状,阐述了状态监测系统的主要监视内容和故障诊断方法,介绍了预测与健康管理(PHM)技术的思想和基本流程,分析了PHM技术在风电检修系统中的适用性,最后展望了状态监测及预防式维护的应用前景和应用价值。     

基于PHM的STM32F4平衡力式继电器性能检测系统的设计与实现

飞机电气线路老龄化问题日渐突出,航空继电器作为电气系统中不可或缺的部件,其疲劳性和可靠性对飞机安全至关重要。LEACH型平衡力式继电器凭借其具有记忆功能、耗电少、动作快、环境适应性好等优良特性,广泛应用于航空电气控制系统中。文章以平衡力式继电器为检测对象,以PHM技术为指导原则,依据继电器可靠性测试标准和方法,设计了继电器性能检测系统。该系统采用STM32F429为核心控制器,可完成继电器性能参数采集、数据处理、状态监测等。试验结果表明,系统运行良好,满足设计技术指标,可为继电器剩余寿命评估、寿命预测及维修提供硬件支持和判断依据,具有较高应用价值。     

基于RCM的轨道交通PHM系统建设成本模型研究

针对当前轨道交通车辆运维系统建设成本居高不下、利用率低等问题,开展轨道交通车辆PHM系统建设成本模型研究。基于RCM方法构建智能运维监测项的决断逻辑,搭建PHM系统监测项点的成本效益模型,计算PHM系统的最佳性能以及投入产出比;以制动系统PHM系统建设为例,评估PHM系统的投入产出比,为智能运维建设提供科学有效的理论支撑。     

舰船预测与健康管理系统研究

介绍了PHM技术的内涵和舰船PHM系统的作用,阐述了PHM关键技术,并根据研究现状展望了PHM技术的今后发展方向。     

基于PHM的舰船装备维修保障研究

从传统维修保障模式面临的挑战出发，介绍了PHM技术的内涵和原理，技术特点和技术要素，通过对PHM理论的分析．明确了舰船装备PHM系统的功能，对PHM技术应用于舰船装备维修保障中的有效性和可行性进行了研究，初步构建了舰船装备PHM系统的组成，并对其中的关键技术进行了分析。指出了舰船装备维修保障中引入PHM技术的发展方向。     

“飞机电液自馈能刹车装置和防滑控制新技术”荣获国家技术发明奖

正由北京航空航天大学与西安航空制动科技有限公司、航空工业成都飞机设计研究所和中国商飞上海飞机设计研究院联合申报的"飞机电液自馈能刹车装置和防滑控制新技术",荣获2017年度国家技术发明二等奖。飞机刹车与防滑控制技术是世界航空领域重点研究的科技项目,受西方发达国家严密封锁。我国长期只能依靠跟踪和仿     

PHM技术在飞机装配单元中的应用

"高效率、低成本、精益化、智能化"是公司精益工厂建设追求的重要目标。制造过程中,多源信息的采集、分析、监控以及预测,对提高装配质量和效率、降低生产成本具有重要意义。基于此,以MA700飞机尾翼制孔装配单元为应用背景,结合故障预测与健康管理(Prognostic and Health Management,PHM)技术的相关理论体系,提出一种应用于飞机装配单元的PHM系统总体框架结构。     

智能制造预测性维护标准体系研究与应用

预测性维护是通过设备运行状态的实时监测预测其未来工作状况,实现故障诊断、寿命预测、设备维护与管理的重要技术,是人工智能技术在智能制造领域的最典型应用之一。但目前预测性维护相关术语和定义的混淆、系统间通信和集成接口的缺失、监测诊断方案和预测算法的差异,严重阻碍了预测性维护技术的应用落地。因此,文章从预测性维护技术应用、标准体系和标准内容三个方面分析和探讨了预测性维护标准的需求,构建了覆盖基础共性标准、关键技术标准和行业应用标准的预测性维护标准体系,分析了现行标准以及未来标准化的工作方向。能够促进数据、测评、剩余寿命预测和维修维护管理相关标准的研制,有效推动预测性维护技术发展以及设备数字化转型。     

飞机健康监测与预测系统的发展及展望

作为新一代飞机所采用的先进维护管理系统,健康监测与预测系统是一种全面的故障检测、预测与状态管理系统。阐述了健康监测与预测系统的含义,介绍了健康监测与预测系统的发展过程,对当前飞机健康监测与预测系统的应用状态进行了全面的概述,分析了健康监测与预测系统涉及的主要关键技术,包括先进传感器技术、故障诊断与健康评估技术、故障预测技术、数据融合技术和系统验证与评价技术,并对未来的发展方向进行了展望。     

飞机机电设备维修专业中民航机务专业英语的应用研究

随着民航的发展,越来越多的国外飞机引进中国,机务人员为了很好地维护好飞机,能够独立查阅各类技术手册,阅读和使用英文维修手册是现在社会的基本需求。对于航空机电设备维修专业学习,民航机务专业英语的学习至关重要。民航机务专业英语课程是高校航空机电设备维修专业教学的重环节。本文结合飞机机电设备维修专业英语教学和机务工作中的情况与实例,分析了民航机务专业英语在飞机机电设备维修行业使用情况,对飞机主要系统专业英语的应用进行深入的研究和探讨,提出了一些建设性的意见和建议。     

逆向技术与3D打印技术在飞机修理中的联合应用

现代飞机修理模式正朝着高质量、低成本、高效率、数字化方向快速发展。目前数字化技术在航空修理领域应用较少,而航空修理又不同于航空制造,航空修理代差明显,从米格21系列到苏27系列,很多机型制造厂早已停产,但飞机还有1到2个翻修期,面对老旧飞机的修理周期,大修厂变得捉襟见肘。本文通过逆向工程技术与3D打印技术在航空修理中的联合应用,验证不断引入数字化技术在航空修理中的必要性。     

飞机顶层设计中的模糊质量功能配置方法

飞机设计是一项复杂的大系统工程,涉及到多学科交叉和多技术领域。飞行器顶层/详细设计技术是现代各国发展先进航空航天器系统所采用的综合技术的重要内容,同时是未来飞行器设计研究的发展趋势。在常规质量功能配置(Quality function deployment,QFD)方法的基础上,建立了飞机顶层决策设计的模糊质量功能配置(Fuzzy quality function deployment,FQFD)理论和顶层设计的递阶层次结构以及竞争性因子的模糊评判模型,研究了模糊质量功能配置理论在飞机顶层决策设计中的应用问题。最大特色在于提出飞机顶层设计的递阶质量屋结构和将FQFD应用于飞机顶层设计中。具体的应用示例证明了该方法的可行性。该方法在航空航天器的设计中有很强的适用性。     

航空发动机转子系统设计对飞机适应性的影响

在现代高推重比航空发动机的背景下,航空发动机转子系统设计对飞机适应性影响越来越被科研人员重视。高推重比所带来的不仅是高性能,还高负荷,这在一定程度上对转子系统设计提出了更高的要求。本文总结了航空发动机转子设计涉及的结构设计、材料选用以及制造技术对飞机适应性的影响,分析现有研究技术要提高航空发动机适应能力存在的问题和难点,并对未来的发展方向提出展望。     

国内外先进飞机装配技术对比及思考

在分析国外和国内飞机装配领域技术水平的基础上,剖析我国与国外航空制造领域飞机装配技术的差距,简要介绍飞机装配过程中测量技术、装配平台技术、部件支撑技术、线缆集成检测等基础技术内容并展开讨论和研究,以探索我国飞机数字化装配技术的发展之路。     

数据可视化在航空装备维修保障中的应用探析

为了提升飞机持续适航管理的信息化水平,探究数据可视化技术在航空装备维修保障领域的应用。首先,概述数据可视化技术的相关概念;其次,分析数据可视化技术在航空维修领域的应用场景,并研究维修保障可视化图表和可视化大屏的设计方法;最后,总结航空维修保障及数据可视化技术的发展趋势。研究表明,数据可视化技术能够为装备维修保障提供有力支撑,有助于提升装备管理决策水平。