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。     

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。     

基于PHM的供配电系统故障预测关键技术研究

PHM(故障预测与健康管理)技术是比传统的故障诊断技术更高级的故障诊断、预测和健康管理技术,如何将该项技术在供配电系统中有效推广及应用已成为当前迫切研究的课题。在供配电系统中应用PHM需要解决的关键技术是状态监测与健康管理、故障诊断、故障预测、数据融合和人工智能技术,重点分析了状态监测与健康管理、故障诊断和预测技术及其实现方法。     

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.     

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。     

机电系统故障预测技术的现状与分析

故障预测技术作为智能维护系统(IMS)和故障预测与健康管理(PHM)系统的重要技术基础,近些年来受到越来越广泛的重视.首先综合机电系统故障预测方法,并从对象和方法两个堆度展现机电系统故障预测技术的发展状况,同时对各类方法的优缺点进行分析.最后,给出当前机电系统故障预测领域存在的机遇与挑战,为进一步研究明确方向.     

基于5G技术的智能车间故障预测与健康管理系统

基于5G技术的智能车间故障预测与健康管理系统(PHM),利用5G技术大连接、低延时、高带宽的特性以及移动边缘计算(MEC)的技术优势,结合视景仿真建模、知识图谱、神经网络等新一代信息技术,实现智能车间故障预测与健康管理系统(PHM)的状态监测,故障诊断定位,故障预测,健康状态管理四个功能,为预防性维修提供技术支撑,能有效降低维修和维护成本。     

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。     

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。     

基于云边协同的新一代机载预测及健康管理架构设计

为适应未来战争节奏快、战场环境复杂以及下一代制空作战装备远航久航等新特点,提出了下一代制空作战装备机载故障预测与健康管理(PHM)的新需求,即关键故障精准预测、安全状态全面感知、辅助任务决策快速生成。而目前传统机载PHM由于规划功能有限、数据传输能力和计算资源不足等问题无法满足新需求。云边协同是一种可以支撑开放式统一系统架构的典型方法,符合下一代制空作战装备机载架构的发展趋势,并且可以有效减少机载健康数据传输并可合理地动态分配计算资源。在传统机载PHM架构的基础上,提出了基于云边协同的新一代机载PHM功能架构及物理架构,并阐述关键功能运行逻辑,为新一代机载PHM架构设计提供了一个可参考的技术思路。     

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。     

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.     

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。     

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.     

电子产品健康监控和故障预测技术框架

针对我国在电子产品健康监控和故障预测(PHM)方面开展的研究较少的现实情况,在对国外PHM技术进行大量调研并清理和总结大量的PHM理论研究和实际工程实践的基础上,明确了对电子产品进行健康监控和故障预测的技术框架,它包括电子产品PHM软硬件系统的体系结构框图及其关键技术要素、主要相关环节的技术细节和实施方案.并通过对实际PHM软硬件系统的工程设计和研究,明确了对电子产品进行健康监控和故障预测主要相关环节的技术细节,验证了电子产品PHM技术框架在工程上的可行性,完成了构建复杂电子产品PHM系统的第一步.     

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。     

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.     

面向服务的装甲装备PHM体系结构研究

为适应装甲装备维修保障方式改革的需要,提出一种面向服务的装甲装备故障预测与健康管理(PHM)体系结构;分析了几种典型PHM体系结构,得出PHM体系结构应具备的共性特征;结合面向服务架构的原理和装甲装备综合电子信息系统的特点,研究和设计了面向服务的装甲装备PHM体系结构,详细阐述了其组成、功能及特点;该结构具有分布式、层次化、开放性等特点,满足装甲装备PHM系统分布式应用环境要求。     

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。