一种基于FMEA的故障诊断贝叶斯网络快速构建方法

贝叶斯网络(BN)建模问题一直是其在故障诊断应用领域的瓶颈,实际的工程系统中,贝叶斯网模型构建存在许多困难,提出一种基于故障模式影响分析(FMEA)的BN建模技术.首先,在分析现有FMEA所包含的故障信息基础上,提出基于单条FMEA记录的贝叶斯网络片段构建方法;然后,利用故障模式与故障原因因果传递关系将贝叶斯网络片段集成为系统贝叶斯网络模型;最后,以某型飞机前轮转弯系统为例进行BN模型构建和分析.结果表明:本文基于FMEA建立的BN模型不仅避免了传统建模过程中对大量工程经验的需求,并且突破了FMEA定性分析能力,能够有效融合多源信息对工程系统进行定量分析和故障诊断.     

通用处理模块的功能FMEA技术应用研究

通用处理模块(General Processing Module, GPM)是集成模块化系统的核心,用于实现系统的数据处理功能。GPM的可靠性是保证其效能的前提和基础,应与功能、性能等技术指标一样在模块研制过程中予以重视,为此很有必要开展GPM故障模式与影响分析。研究了故障模式及影响分析(FMEA)的分析方法及流程,以GPM中的电源管理单元为例,对其进行功能FMEA技术的应用研究,识别故障模式及设计中的薄弱环节,优化设计方案,提高GPM的可靠性和安全性,为后续机载产品开展FMEA工作提供参考。     

基于模型的系统工程(MBSE)应用于飞机概念设计探讨

通过分析目前飞机概念设计中存在的问题和设计需求,引入基于模型的系统工程(MBSE),并根据归纳MBSE的流程、实现方法和应用特点,分析了MBSE解决飞机概念设计问题的技术可行性,并指出了MBSE的发展趋势及其应用在技术、管理和思想等方面的诸多挑战。     

利用历史故障信息提升机载计算机FMEA分析准确性

FMEA分析是可靠性分析中的一个重要工作项目,通过分析产品的故障模式发现设计的薄弱环节提出改进措施,并为产品的设计提供数据支撑.目前机载计算机FMEA分析存在分析不准确、不全面的问题,导致分析工作流于形式,分析结果可用性差.分析了目前FMEA分析存在的问题,描述了历史故障数据对FMEA分析的作用,提出了利用历史故障信息对FMEA分析进行改进的方法,给出了分析的工作流程,明确了利用历史故障信息可以有效提升FMEA分析的准确性.     

基于模型的系统工程在机载电子系统领域的应用

从MBSE的概念、结构、发展历史入手,基于某型动力电子控制系统,使用Harmony-SE流程举例分析MBSE在当前机载电子产品的应用,同时探讨了MBSE在产品开发方面存在的问题。指出未来复杂产品的范式增长将会为MBSE的进一步发展提供崭新机遇与挑战。有理由相信:MBSE在未来复杂工程的发展中将占据更为重要的地位。     

MBSE在民用飞机刹车系统需求分析中的应用

系统工程是组织管理复杂研制对象的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都有普遍意义的科学方法。随着民用飞机及其系统复杂程度的不断提高,系统的研制周期不断变长,研制成本不断增加,系统的质量管理、可靠性及集成工作的困难程度也越来越高。基于模型的系统工程（Model-Based System Engineering, 以下简称MBSE）用建模的方法和图形化的表达方式对民用飞机及其系统研制过程中的需求分析、系统功能分析、系统逻辑架构的设计综合与验证进行了有效处理。该文首先阐述了MBSE思想,然后分析了MBSE相比传统文档形式研制流程的优势,最后详细分析了MBSE在民机刹车系统需求分析中的应用。     

基于公理化设计的系统工程方法与MBSE模型体系

对基于模型的系统工程MBSE方法及其建模体系进行了研究.在运用MBSE时,系统工程师所面临的挑战之一是如何对遇到的复杂工程问题进行分析,以及如何定义完整的系统模型.将公理化设计作为MBSE的理论基础,提出基于公理化设计的系统工程方法,同时建立对应的MBSE模型体系,为系统工程师完整定义复杂工程问题提供建模方法和模型框架.根据公理化设计中的设计域、设计公理和“Z”字形映射过程,分别建立复杂系统的设计过程、模型分析和控制过程,以及设计过程中的信息反馈回路;同时建立对应的系统需求模型、功能架构模型和物理实现架构模型,构成MBSE模型体系,从系统的、基于模型的角度为系统工程师提供一个描述工程问题的方法和完整视图.通过卫星电缆网设计验证文中所提出的观点,最后给出对应的结论和未来的研究工作.     

航空发动机可靠性分析技术FMEA／FMECA

故障模式影响分析(Failure Mode Effect Analysis)和故障模式、影响及危害性分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis)是一种可靠性分析技术,在航空发动机的可靠性设计过程中占有重要的地位。本文主要介绍了FMEA/FMECA的分析方法及分析程序,并对目前分析工作中存在的问题,数据来源、评审及用途进行了讨论,从而说明了FMEA/FMECA是由产品的设计人员在可靠性专业人员的协助下完成的,从方案设计开始,边设计边分析,贯穿整个设计过程,才能收到良好的效果。     

机载磁粉离合器MBSE建模方法和应用

提出了航空机载产品的MBSE建模方法,分析了磁粉离合器的需求,采用多学科统一建模语言对可仿真的需求进行了MBSE电路和磁路建模、电磁力矩建模、离合传动建模,建立了磁粉离合器整机模型,实现了磁粉离合器的电、磁、传动机构的多学科仿真。使用成熟的磁场仿真软件对MBSE磁路模型进行了验证。对离合器的电磁力矩进行了仿真计算,对离合器整机MBSE模型进行了仿真测试,实现了对磁粉离合器需求的MBSE建模、仿真和验证。     

支持MBSE的系统全过程设计应用框架研究与实现

针对当前工程系统设计中需求和功能分析多基于文档,难以与物理模型交互进行系统整体仿真验证的问题,研究了基于模型的系统工程(MBSE)方法论和功能模型接口(FMI),提出了一种支持MBSE的系统全过程设计应用框架,并基于该框架设计了某型飞行器舵机伺服系统.结果表明,该框架能满足从需求、功能分析到物理仿真的全过程模型实现和联合仿真,提高了系统设计效率,降低了反复迭代次数,适用于大型、复杂系统的全过程设计建模与仿真.     

国内民用飞机制造商运营支持能力建设思考

历经 ARJ 的首飞、取证及运营,必须大力推进民用飞机制造商的运营支持能力建设已成为国内航空界的共识。本文从长期跟踪和参与的几款国产民用飞机型号的运营实践出发,阐述对当前国内民用飞机制造企业运营支持能力建设中若干问题的看法。分析“运营支持技术”在“运营支持能力”建设中的重要性,运营支持能力建设目标是“机队稳定商业运营需求”的保障;提出通过“最小可更换件”分解培育备件市场以降低成本,通过增添“新技能”培训需求为用户产品运营做好增值服务,推动手册编制技术更新落地为国产民用飞机运营支持增添新亮点等观点。希冀基于国内民用飞机制造商运营支持能力建设的讨论,促进其技术发展,推广相关思路在国产民用飞机领域的应用,以满足国家重大需求和工程实践。     

智能故障模式影响分析的推理研究

介绍了应用神经网络和专家系统技术,依托专家知识,基于功能/硬件而建立的功能关系模型图进行推理的智能故障模式影响分析系统。详细论述了其故障模式选择推理模型和应用神经元网络及其扩展技术建立的产品故障模式影响分析推理模型,并对推理流程进行了详细的描述。此外,对其系统结构、各组成部分的相互关系,及系统的功能流程也作了简要的论述。     

基于显式预测控制的涡扇发动机控制器设计

模型预测控制因其能够较好地处理涡扇发动机约束问题且实现多变量控制而具有较大的应用潜力。为了解决传统模型预测控制算法在实际应用中存在运算量大、实时性较差的问题,基于显式模型预测设计了航空发动机多变量控制器。在控制结构上采用多速率双闭环系统,保证了控制精度;在计算上通过多参数规划将在线优化问题转化为线性函数计算问题,大幅度减少了计算量;在发动机从开环切闭环的过程提出一种增量式切换方法,实现无扰切换。数值仿真和硬件在环仿真结果表明,转速和压比稳态误差分别不超过±0.25%和±1%,控制器在25ms控制周期内能完成计算,满足嵌入式系统实时性要求。     

计算机辅助可靠性设计分析系统研究

介绍了以可靠性设计分析工作流程为主线,以可靠性数据库为核心,全面支持可靠性要求制定 (定性和定量要求 )、可靠性设计分析和可靠性设计分析咨询等工作,及与传统专业软件综合应用的计算机辅助可靠性设计分析软件系统。详细论述了该系统的功能和软件结构;软件支持的可靠性设计分析功能流程;与EDA、热分析等传统专业软件综合应用进行可靠性预计、FMEA等关键技术,及软件的特点。     

事理图谱赋能的航空数据智能技术研究

大数据、人工智能等新一代信息技术对航空制造业数字化转型具有重要推动作用。针对航空制造业数据多源异构、样本少、强关联等特征,利用知识图谱等新一代知识工程技术对数据的结构化描述、高效管理的能力,提出基于事理图谱的航空数据智能技术体系和分析流程,重点研究面向航空领域数据的本体建模、事件关系识别、事件抽取、事件消歧等技术方法,并选择某单位航空产品开展质量问题原因分类、质量事理图谱构建、事理知识推送等应用及原型系统建设,辅助进行质量问题审理,推动质量问题快速反应。结果表明：利用数据和知识开展数据智能化质量管理的技术体系和路径可行,基于事理图谱的质量知识抽取算法具有较强的实用性,为推进航空制造业全生命周期全过程数据智能化应用提供支撑。     

基于SimulationX的可调静子导叶机械滞后效应系统仿真

为了解决压气机可调静子导叶(VSV)机械滞后问题,基于Simulat ionX系统仿真平台,建立了VSV调节系统仿真模型。通过仿真结果与台架试验数据对比分析,验证了模型的有效性。在此基础上,结合FMEA方法分析了不同因素对VSV角度滞后的影响程度。分析结果表明:发动机个体分散度和不同热状态之间的驱动负载、驱动能力、活门特性的差别是引发问题的主要因素,当由2种以上因素共同作用时,VSV角度的机械滞后效应增加。提出了1种新的故障模式,并通过台架试验完成了验证。     

中间平台在分布式数据库中的应用

分布式数据库系统虽然基于集中式数据库系统，但却有一定的特色和理论基础。由于其数据的分布环境形成了很大的固有的技术难度，使得分布式数据库系统的应用被推迟。目前，还没有一种十全十美的方法能够完全解决分布式数据库系统的缺陷，因此数据库的可用性受到了严重的影响。以某银行新一代业务系统为例，介绍了中间平台的基本概念和设计思路，给出了一种解决异构型分布式数据库系统瓶颈问题的新思路。     

飞机空调系统动态安全分析

目前，飞机空调系统的安全性分析多基于固定故障状态，未考虑故障动态发展与变化，且仅能进行定性分析，因此有必要对飞机空调系统开展精准安全性分析。基于空调系统FMEA 中的根故障参数，借助Markov 时间序列求解故障横向转移路径，利用联合概率分布及Bayes 算法求解故障等级与概率，实现横向定性又定量的安全性分析；运用Monte Carlo 仿真求解故障纵向升级路径、故障等级与概率，实现纵向定性又定量的安全性分析。结果表明：动态定性又定量的安全性分析可以精准地判定飞机空调系统的安全性、故障状态下的放行结论及放行要求，具有较好的工程应用价值。     

机载电子产品可靠性定量加速增长试验技术

传统的可靠性试验在环境与时间上存在不足,已很难满足现代飞机可靠性试验工作的要求.基于故障物理学,通过研究航空电子类机载设备在综合环境应力条件下的故障原因及其分布规律,结合传统可靠性加速试验和增长试验的特点,提出一种可靠性试验的新方法,详细介绍具体的试验方法、试验流程、试验应力、故障处理要求和评估方法等关键技术,并将其应用在受试产品的典型案例中.结果表明:当产品试验时间达到952.4 h时,故障数为0,可以认为该产品以70％的置信度确定产品的平均故障间隔时间已达到25 000 h;本文提出的可靠性试验方法能够有效解决基于环境模拟的传统可靠性试验方法和评估技术不能在短的研制周期内评估高可靠性指标要求的机载设备的工程难题,可以实现加速因子的多样、可控,有效地缩短试验时间,节约试验经费.