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.     

基于加速性能退化试验的IGBT故障预测前端设计

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。针对航空电子单元故障预测具体实现这一问题,选择航空飞行器中常用的IGBT作为试验对象,采用加速性能退化技术,基于PXI的测控平台,研究IGBT故障预测试验加速性能退化试验技术,分析性能退化曲线,为IGBT加速寿命试验的实现奠定基础。     

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。     

装甲装备故障预测与健康管理系统技术研究

预测和健康状态管理(PHM)技术是一种先进测试、维修技术;从视情维修保障的背景出发,介绍了装甲装备PHM系统的内涵,进行了装甲装备故障模式影响和危害分析,明确了PHM系统具备的功能,初步构建了基于开放体系的装甲装备PHM系统的技术框架,并对其中的关健技术进行了深入研究,对炮控系统进行故障预测分析,结果和实际应用一致。     

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。     

无人机故障预测与健康管理研究现状及发展

随着无人机武器装备复杂性、综合化、智能化程度不断提高,由此带来的故障多发性、致命性、随机性、交联性导致系统可靠性与安全性问题日趋突出,因此无人机的维修保障问题成为一大军事难点;为了满足智能化战争对无人机快捷、精准、持续保障的要求,故障预测与健康管理技术应运而生,成为了英美俄等军事强国的研究热点;文章介绍了国内外无人机PHM技术的发展现状,以及无人机PHM体系构架,从数据采集和传感器技术、数据预处理和数据挖掘技术、数据通信技术、多传感器数据融合技术、健康评估和故障预测技术、智能推理与决策支持技术等六个方面详细分析了无人机PHM关键技术,最后结合现阶段无人机PHM技术的不足,展望了无人机PHM技术的发展趋势。     

对发展故障预测和健康管理技术的探讨

故障预测与健康管理(PHM)系统对于推动装备视情维修能力的实现具有重大的意义。简要介绍了PHM的概念及其内涵,分析了国内外PHM技术的发展状况,论述了PHM技术发展过程中需要关注的主要问题,以及需要重视的几项工作。希望对装备PHM技术发展发挥一定的参考作用。     

PHM技术国内外发展情况综述

随着现代武器装备复杂化、综合化、智能化程度的不断提高,传统的故障诊断技术难以适应新的需求。为了满足信息化战争对武器装备作战效能和快捷、精准、持续保障的要求,20世纪90年代中期,PHM(故障预测与健康管理)技术应运而生。从发展概况、应用成效、PHM验证评价、典型案例分析以及发展规划5个方面总结了国外PHM技术发展的应用成效;并对国内PHM技术的基础理论、工程技术与应用方面的发展状况进行了总结;通过对比国内外PHM技术的发展应用现状,总结分析了目前国内PHM技术发展现状与国外先进水平之间的差距以及未来发展的借鉴启示。     

飞机故障预测与健康管理应用模式研究

针对现有飞机维修机制的不足进行了分析,描述了故障预测与健康管理、视情维修和自主后勤的三者之间的关系。提出了三种典型的故障预测与健康管理(PHM)应用模式,在分析比较现有三种模式优劣的基础上,进一步指出PHM的发展趋势。设计了一种飞机故障预测与健康管理(PHM)系统框架,并运用物联网技术完成了对自主保障系统的构建,能够有效提升飞机的自主保障能力。最后论证了故障预测与健康管理和持续采办与全寿命支持(CALS)之间的关系,为装备采购和全寿命支持提供了技术支持和理论依据。     

燃气涡轮发动机PHM系统设计与实现技术研究

基于燃气涡轮发动机由计划维修模式向视情维修(Condition Based Maintenance, CBM)模式转变、由被动保障向主动保障发展的实际需求,针对目前燃气涡轮发动机在故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management, PHM)系统设计上存在的整体性与系统性不强的问题,通过开展燃气涡轮发动机的PHM技术研究,围绕故障诊断、寿命预测、保障决策等PHM系统的核心功能要素,提出了一种新型燃气涡轮发动机PHM系统架构。该架构包括实时监测模块与保障决策模块,实时监测模块主要基于测试性建模实现故障诊断逻辑设计以满足涡轮发动机故障检测与健康管理的实时性要求,保障决策模块为燃气涡轮发动机的CBM保障提供了一种数据驱动的决策生成方法,通过长短时记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)算法预测关键部件寿命,以匹配最佳的维修保障方案,提升燃气涡轮发动机的保障效能,最后给出了该系统架构的部分核心功能的设计。     

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。     

刹车控制单元便携式检测设备的设计与实现

在飞机地面试验台进行刹车试验时,或者在外场飞机起飞前进行检查、大修厂的飞机维修时,防滑刹车控制单元的性能检测设备必不可少。针对飞机预测及健康管理(PHM)提出的维修保障困难问题,于开放的、面向对象的PHM体系结构,提出了一种便携式飞机刹车系统检测设备,结合其关键系统展开设计。此设计包含了飞机PHM体系结构设计及相关环节的技术实现,并将传统测试的相关测试设备小型化轻量化,集成在一拉杆箱内,加以一体化和良好的散热设计,使得设备方便运输携带,且具有一定抗强冲击力和震动的特性,有很高的安全性、可靠性,并具备故障定位等智能化检测能力,可满足外场检测的恶劣测试环境,提高飞机检修效率。     

故障预测与健康状态管理技术综述

故障预测和健康状态管理(PHM)技术是新一代武器系统的先进测试、维修和管理技术,也是一种全面的故障检测、隔离和预测及状态管理技术,正在成为新一代武器系统设计和使用中的一个重要组成部分;论文首先综述了PHM技术的内涵、工作原理以及该技术的功能与作用,然后对PHM技术涉及到的关键技术进行了详细的介绍,最后展望了该技术的发展趋势以及对我国国防工业的借鉴意义。     

复杂装备故障预测与健康管理体系结构研究

PHM是基于CBM概念的一种新技术,对提高复杂装备的维修保障能力和减少维修保障费用有着重大意义;文章以复杂装备为研究对象,针对其PHM系统设计的首要问题———PHM体系结构进行了探索,提出了适合复杂装备的PHM总体结构和相应的硬件、软件系统结构,并在此基础上结合现行的三级维护体制提出了基于Web的防空导弹装备PHM总体结构。     

一种基于BP神经网络的集成电路PHM模型

提出了一种基于数据驱动的集成电路故障预测与健康管理(PHM)模型,该模型基于反向传播(BP)神经网络算法,避免了对集成电路老化失效物理机理的依赖,能有效拟合集成电路失效的非线性函数关系。以已编程应用设计的FPGA为目标器件,通过实验提取参数样本进行模型训练,并将模型应用于实测验证。结果表明,该模型输出结果与实测结果吻合良好,能有效满足集成电路故障预测与健康管理的实际应用。     

军用飞机预测与健康管理系统性能度量体系研究

基于健康退化曲线对军用飞机故障预测与健康管理( PHM)技术的内涵、基本功能和能力需求进行探讨,在此基础上,以科学评价PHM( prognostics and health management)系统的诊断和预测能力为目标,从能力需求出发提出PHM系统性能度量方法体系(包括诊断性能度量、预测性能度量以及综合度量),并对...     

智能装备故障预测与健康管理系统研究

针对智能装备预测性维护存在的智能化和网络化程度不高、物理模型建模困难等 问题,研究了数据驱动的智能装备远程故障预测与健康管理系统(PHM)的实施框架、关键技术 和系统开发方法。具体阐述了数据驱动 PHM 系统的运行模式,在此基础上分析了 PHM 系统的 软件架构和关键技术,首先利用 EEMD 对原始信号进行降噪和重构,将重构后的信号作为输入 建立基于 RBF 神经网络的故障诊断模型;然后采用动态神经网络建立基于时间序列的故障预测 模型,并建立基于故障阈值的故障报警机制;最后利用混合编程和网络化开发技术开发了数据 驱动的远程 PHM 系统。实际应用结果表明,该系统能以较高效率完成故障诊断、故障预测等 核心功能,具有良好的实用性。     

Stakeholder-oriented systematic design methodology for prognostic and health management system: Stakeholder expectation definition

Prognostic and health management (PHM) describes a set of capabilities that enable to detect anomalies, diagnose faults and predict remaining useful lifetime (RUL), leading to the effective and efficient maintenance and operation of assets such as aircraft. Prior research has considered the methodological factors of PHM system design, but typically, only one or a few aspects are addressed. For example, several studies address system engineering (SE) principles for application towards PHM design methodology, and a concept of requirements from a theoretical standpoint, while other papers present requirement specification and flow-down approaches for PHM systems. However, the state of the art lacks a systematic methodology that formulates all aspects of designing and comprehensively engineering a PHM system. Meanwhile, the process and specific implementation of capturing stakeholders’ expectations and requirements are usually lacking details. To overcome these drawbacks, this paper proposes a stakeholder-oriented design methodology for developing a PHM system from a systems engineering perspective, contributing to a consistent and reusable representation of the design. Further, it emphasizes the process and deployment of stakeholder expectations definition in detail, involving the steps of identifying stakeholders, capture their expectations/requirements, and stakeholder and requirement analysis. Two case studies illustrate the applicability of the proposed methodology. The proposed stakeholder-oriented design methodology enables the integration of the bespoke main tasks to design a PHM system, in which sufficient stakeholder involvement and consideration of their interests can lead to more precise and better design information. Moreover, the methodology comprehensively covers the aspects of traceability, consistency, and reusability to capture and define stakeholders and their expectations for a successful design.