基于马尔可夫过程的健康状态评估模型

故障预测与健康管理（PHM）的思想是通过状态监测和诊断技术获取装备状态和故障信息,预测其故障发展趋势,采取更有针对性的维修措施,从而大大提高装备维修管理的精确化。对装备系统的健康状态进行评估是实施PHM的基础,研究了基于马尔可夫过程的健康评估问题,运用马尔可夫模型方法,将部件系统退化过程描述为有限状态转移过程,建立了基于马尔可夫的健康状态评估模型,对PHM系统进行评估并对剩余寿命进行预测,最后进行了案例分析,验证了模型的可行性。     

复杂装备故障预测与健康管理系统初探

故障预测与健康管理(PHM)系统是新型维修保障模式—自主后勤保障的重要组成部分,对提高复杂装备的战备完好性和降低维修成本具有重要意义;首先介绍PHM系统基本概念及主要组成,并对在复杂装备全寿命周期实施PHM的必要性进行分析;综合论述了PHM系统实现中的关键支撑技术:基于RCM分析的方案设计、基于匹配度的健康状态评估和基于剩余寿命预测的维修决策;最后给出了PHM系统在无人机装备中的应用实例;国内外应用情况表明,PHM系统可显著提高维修保障效率并降低维修保障费用,可实现经济可承受性目标。     

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。     

航空装备预测与健康管理系统的验证方法概述

随着国内PHM(预测与健康管理)技术发展迅速,航空装备PHM验证与确认方法成为制约PHM技术成果工程转化的难点.针对上述问题,提出了PHM系统全寿命周期内的验证流程,明确了在需求分析、设计研制、使用与维护等阶段PHM验证与确认的具体内容与要求,结合PHM对象的特点,阐述了目前典型的航电PHM、机电/动力PHM、结构SHM的验证和确认方法.     

典型机电系统PHM评价指标分析

PHM评价指标是装备健康管理系统设计输入与目标要求,也是对PHM系统进行验收核查的评价依据;目前国内航空主机所、科研院所与高校开展了大量的PHM技术研究和工程设计应用工作,但由于缺乏PHM系统指标体系的建立,导致研制方在PHM系统设计阶段难以明确功能性能要求,验证方在定型阶段缺乏统一的评价参考标准,使PHM系统的工程化进程缓慢;文章以典型机电系统为研究对象,通过剖析国外先进的PHM技术标准与规范文件,结合装备典型机电系统PHM系统的能力需求,从机电系统PHM的监测及诊断指标、预测指标、决策及评价指标三个维度分析和梳理PHM评价指标,建立了适用于装备设计与验证需求的机电系统PHM评价指标体系,解决了装备PHM系统设计中缺乏设计依据与验证评价指标的问题.     

新一代航空电子故障预测与健康管理系统综述

PHM作为一种新的综合化系统检测、故障诊断、故障预测及健康管理技术,是提高系统可用性、维修效率和降低寿命周期成本的重要手段,已成为未来飞机航空电子系统设计的一项关键技术和重要目标之一;文中从PHM技术和航空电子系统的发展角度,介绍了PHM技术发展趋势和面临挑战,重点对航空电子故障预测及健康管理(APHM)系统设计,如层次化体系结构、功能要求,以及故障预测、健康评估、系统维护等关键技术进行了详细讨论,并给出了一种合理的系统健康诊断解决方案,最后总结探讨了PHM技术的一些发展趋势。     

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。     

PHM需求下的系统级装备测试优化选择方法研究

PHM对于提高复杂装备任务成功性和战备完好性具有重要意义,测试与信息感知是实现PHM的基础.针对目前测试选择与布局主要面向故障诊断需求的问题,分析并定量描述了装备PHM需求下的故障可观性要求,建立了以故障可检测、可隔离和可预测为约束条件,以总测试费用为目标函数的测试优化选择模型,给出了基于布尔逻辑推理的测试优化选择方法.仿真案例验证了所提模型和方法的有效性.     

飞行器故障预测与健康管理(PHM)集成工程环境研究

故障预测与健康管理(PHM)技术能够实现故障监测、诊断、预测、状态评估及综合决策的功能,能够降低飞行器维修、使用和保障费用,提高飞行器战备完好率、任务成功率以及安全性和可用性;在分析了国内外研究现状的基础上,提出了构建飞行器故障预测与综合健康管理的通用化支撵平台和验证环境的设计思路,并展开描述了PHM开发环境、运行环境、验证环境的具体功能组成,研究成果能够为检验飞行器PHM系统工作效能提供有效验证,为降低飞行器PHM验证费用提供借鉴.     

某型火炮预测与健康管理技术(PHM)体系结构设计与应用

故障预测与健康管理(PHM)技术已在航空航天领域取得较为广泛的应用,而在地面装备领域鲜有应用,为将故障预测与健康管理(PHM)技术从航空航天领域推广到地面装备领域,设计和构建了某型火炮的PHM体系结构;首先,通过对比和借鉴航空航天领域典型的4种PHM体系结构OSA-CBM开放式体系结构、集中式体系结构、分布式体系结构、分层融合式体系结构的特点,结合地面装备作战特点和实际工作环境,设计并构建了适于地面装备的PHM体系结构;然后,以地面装备的PHM构建思路为依托,将PHM体系应用到具体的某型火炮中,设计出了基于某型火炮的PHM体系结构,根据所构建PHM体系结构,详细描述了在火炮上的应用情况;最后展望了PHM技术在地面装备领域的发展趋势和对国防工业发展的借鉴意义。     

基于测试性的电子系统综合诊断与故障预测方法综述

故障诊断与预测技术是故障预测与健康管理(PHM)中的两大关键技术.依据电子系统的故障模式与机理,结合测试性设计分析理论,提出了一种基于测试性的电子系统综合诊断与故障预测方法框架.对国内外综合诊断与故障预测方法进行了分类与总结,从基于测试性的嵌入式诊断、基于信号处理的智能故障诊断、基于测试性的故障预测3个方面论述了电子系统综合诊断与故障预测方法.最后分析了制约电子系统综合诊断与故障预测的因素,并探讨了未来的发展趋势.     

机载设备测试性建模与应用

测试性模型是进行测试性仿真、设计、分析、评估的基础和关键。该文描述了设备测试性建模方法与测试性建模流程,为实现对复杂系统的测试性分析及故障诊断,获取有指导意义的诊断策略服务实际应用。测试性设计中采用多信号流建模技术,分层次建立某型机载音频设备的测试性模型;对设备故障模式、故障影响的分析归纳,收集各层级设备故障模式样本形成FMEA分析表;运用计算机建模仿真工具辅助,构建了定量化的测试性模型;通过模型仿真获得被测设备故障检测率、隔离率以及相关故障诊断流程;经测试性指标对比分析及测试性试验验证,发现该测试性模型中薄弱环节,经过迭代模型、改进测试性方案后,显著提高了设备的测试性指标,满足设备的应用使用需求。     

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。     

面向复杂装备PHM数据体系架构的研究

故障诊断与健康管理(PHM)利用装备产生的数据,经过数据处理等手段,能够实现对复杂装备的健康状态进行监测、故障诊断、预测和智能决策;在PHM的整个阶段会产生大量的数据,目前已有部分国内外机构针对PHM数据体系进行了研究与构建,然而大部分的数据仅仅是针对PHM数据的管理维护方面做了探讨,并不能清晰地、深入地梳理出现役装备的设计数据、使用数据及验证数据之间的逻辑关系,所以构建一套完整的PHM数据体系架构成为当前极为重要的工作;文章以装备PHM技术为背景,贯穿装备生产制造全寿命周期时间线,基于PHM系统的设备级、区域级、平台级数据的构建、融合为主线,补全PHM数据管理维护数据,形成一套具有装备特色的PHM数据体系架构,完善PHM不同数据要素之间的逻辑关系。     

电子装备测试性融合评估方法

测试性是装备通用质量特性之一，其设计水平直接影响了装备保障效能的发挥，如何更加真实的评估装备的测试性水平是当前研究的热点。在研制阶段装备实物测试性试验数据数量少、获取难、费用高，可认为是“小子样”数据，为了更加全面客观地评价装备的测试性水平，需要充分利用测试性仿真试验获取仿真数据进行融合评估。进行测试性仿真试验时，研究电子装备的仿真模型、故障模型、仿真故障注入方法，获取测试性仿真数据；在此基础上，将仿真试验数据作为验前信息并进行的处理，结合“小子样”装备实物试验数据，采用贝叶斯方法进行测试性试验数据的融合来评估装备的测试性水平，提高评估结果的客观性和可信度。通过案例分析，验证了测试性融合评估方法的有效性。     

基于AHP-FCE的导弹装备测试性评估

针对目前导弹装备在使用阶段缺乏科学有效的测试性评估方法的问题,提出了基于AHP-FCE的导弹装备测试性综合评估模型。首先,从导弹的仓库储存、维护、战备转换、部署和作战等任务阶段出发,建立了较为全面的导弹装备测试性评估指标体系。在此基础上,应用层次分析法确定评估指标权重,建立模糊综合评估模型,以某型导弹装备为例,对其测试性进行综合评估。结果表明,该评估模型实用、有效,为其他装备的测试性综合评估提供了新思路。     

基于霍尔三维结构的装备测试性验证试验框架设计

测试性属于装备通用质量特性,是影响装备保障效能发挥的重要因素,测试性验证是为了确认装备是否实现了测试性设计要求而进行的试验验证,需要从多个方面对装备设计工作进行评估。通过构建霍尔三维结构模型,从系统工程角度进行全面分析,结合不同阶段和步骤所必备的专业知识和技能,形成了由时间维、工作维和知识维所组成的三维空间结构,提出了基于霍尔三维结构模型的测试性验证试验理论框架,对提升装备测试性验证试验的系统性、标准化建设具有重要意义。     

测试性验证技术与应用现状分析

阐述了测试性验证技术在新型装备PHM设计中的重要性,分析了测试性验证相关的国内外军用标准,归纳了相关军用标准在适用性方面存在的不足之处,指出应该建立测试性验证专用标准指导测试性验证工作。调研了国内测试性验证技术的应用情况,从测试性试验和测试性评估验证两个方面分析了测试性验证技术在实际应用中遇到的问题,并进一步确定了测试性验证标准中应该提供的内容,为测试性验证技术研究和标准的制定奠定了良好的基础。