PHM数据和知识管理系统的设计与实现

PHM数据和知识管理系统是地面预测与健康管理(PHM)系统的核心组成部分。介绍了PHM数据和知识管理系统的体系结构;分析了PHM数据和知识管理系统与机载PHM、综合保障系统(ALIS)、外场以及与其内部的接口关系;针对用户需求,提出了数据库组的实现方法,保证了数据的及时性、一致性和完整性,具有广泛的应用前景。     

航空电子的故障预测与健康管理技术

分析了引发航空电子设备故障的各种因素;详细讨论了航空电子设备全寿命周期内的故障预测与健康管理（PHM）技术,包括故障检测与健康监测、健康信息处理、故障预测和余寿评估;还介绍了基于健康信息综合管理的航空电子PHM系统的设计。     

民用飞机健康管理标准规范体系分析

现代民用飞机在设计和维修领域的故障预测与健康管理(PHM)系统研制均需要技术标准的支撑,随着PHM技术的快速发展和应用,提高PHM系统研制的标准化水平,也成为提高民机健康管理业务灵活性与效率、技术风险的科学评估与管理、投资回报水平的迫切需要。全面梳理分析了以SAE、MIMOSA、ARINC、FAA、RTCA、IEEE为代表的国外先进标准组织编制的PHM相关的标准体系和应用范围;指出国内民用飞机故障预测与健康管理标准研究、编制和应用差距;参考SAE HM-1标准规范体系的规划和建设思路,基于系统工程的方法论,从顶层进行规划,初步设计了我国民机健康管理标准体系框架和各专题的标准题目分解。最后提出我国PHM标准体系开发思路,以及标准体系的编制工作实施建议。     

民用飞机系统的故障预测与健康管理系统设计

简要阐述了故障预测与健康管理（PHM）的内涵以及主要功能．提出了关于民用飞机系统的PHM系统的主要功能模块．包括数据分析、故障诊断、健康评估、寿命预测和维修决策等,以此设计了系统结构模块,并对其进行了详细介绍,最后提出了飞机系统PHM系统的设计与实现时的核心技术以及注意事项。     

故障预测与健康管理(PHM)技术的现状与发展

 结合故障预测与健康管理(PHM)的技术发展过程,阐述了PHM的应用价值。论述了PHM技术系统级应用问题,提出了故障诊断与预测的人-机-环完整性认知模型,并依此对蓬勃发展的故障诊断与故障预测技术进行了分类与综合分析,给出了PHM技术的发展图像。针对故障诊断与预测的不确定性特征,对故障诊断与预测技术的性能要求、定量评价与验证方法进行了分析。最后,以PHM技术的工程应用为线索,提出了PHM技术发展中的几个问题。     

利用PHM构建无人机的敏捷保障系统

通过对美国全球鹰无人机系统敏捷保障方案的分析,重点阐明了这一技术和系统设计理念对于我国无人机研制及其飞行保障要求的适用性和实际应用价值,提出了利用故障预测与健康管理、即PHM的手段构建我国无人机敏捷保障系统的一个符合工程实际的技术构架。     

基于本体的航空发动机设计知识组织模型构建与分析

为实现航空发动机设计知识的集中组织与管理, 进行知识组织模型技术研究, 提出基于知识本体的知识组织模型构建方法.研究了面向航空发动机设计的知识本体的结构、设计准则、构建方法以及映射技术, 并分析了基于本体的知识组织模型的特征, 给出了基于知识本体的面向航空发动机设计的知识组织模型的实施框架.此框架对航空发动机设计知识管理的应用研究有参考价值.      

无人机故障预测与健康管理系统研究

PHM(故障预测与健康管理)技术作为一种新兴的故障诊断与管理方法,能对无人机重要部件、系统进行全面的健康状态监控、故障检测、分析判断处理,因而在无人机技术领域得到广泛重视和长足发展.文章通过对PHM技术的分析研究,搭建了无人机故障预测与健康管理系统的总体框架,并设计了无人机故障预测与健康管理系统模块.     

军用航空发动机PHM发展策略及关键技术

提出了军用航空发动机预测与健康管理(prognostics and health management,简称PHM)系统的发展策略和关键技术.首先回顾了国外航空发动机PHM技术的发展历史,简要分析了各个阶段具有代表性的技术特点;其次,详细论述了航空发动机PHM技术发展应当妥善处理的关系和重要问题,主要包括PHM技术发展与空军军事需求、PHM技术发展与技术成熟度体系、立足三代机平台发展PHM技术、在发动机全寿命管理体系引入PHM系统、建议的航空发动机PHM功能和结构等;接着,结合国内技术发展水平,给出了应当重点优先发展关键技术的建议;最后,简要总结了制约国内PHM技术发展的因素,展望了瞄准的技术发展目标.      

基于实时状态监控信息的飞机维修决策系统

针对某型飞机虽然已具备机上实时状态监控功能但维修人员只能实施事后维修的问题．应用故障预测与健康管理（PHM）技术．设计了基于数据链的实时状态监控维修决策系统．用于飞机故障预测、故障报告、维修响应和健康管理。     

基于军事需求工程的军用飞机EWIS设计需求分析

针对军用飞机电气线路互联系统(Electrical Wiring Interconnection System,EWIS)的设计特点和现状,明确了EWIS功能定位。在分析军事需求工程(Military Requirement Engineering,MRE)体系框架、过程和方法基础上,以海军飞机EWIS需求开发为例,设计了基于MRE的EWIS需求开发过程和统一需求描述模型,构建了需求体系框架,提出了基于数据的需求管理过程,为军用飞机EWIS设计提供参考依据。     

飞机结构健康监测技术

飞机结构健康监测技术已经在实验室实验及飞行试验中得到了成功验证,随着技术成熟度的持续提升,在未来数年,该项技术具备极大的装机应用的可能性。飞机结构健康监测技术是一项通过传感器等硬件获取结构或系统数据信息为核心的创新性技术,该项技术能够在飞机的设计、制造、运营和维护等各个过程中发挥重要作用,同时,也是未来智能航空的关键组成部分。此外,随着人工智能、大数据、5G以及物联网概念的推进,航空结构健康监测技术的发展得到了一次飞跃的契机。本文首先全面的分析了飞机结构健康监测技术为航空领域带来的益处,并对其关键技术和应用现状进行了系统性的阐述,最后基于现有理论知识与先前工程经验创新性地提出一套民用飞机健康管理策略。     

中央维护系统概念及其应用

二十世纪八十年代以来,国外航空界研制开发了民用直升机的健康与使用状况监控系统(HUMS),并将这一概念引入军机,先后建立了用于军用直升机的联合先进飞机健康与使用状况监控系统(JAHUMS)项目和用于歼击机的故障预测与健康管理(PHM)项目,本文基于当前国外HUMS的发展状况,借鉴JAHUMS和PHM的构想,将HUMS概念引入到民用固定翼飞机中央维护系统(CMS)中,对CMS概念、应用和其关键技术进行了初步探讨。     

机载系统测试性设计体系研究

军用飞机在外场表现出诊断能力不足的现象,严重影响飞机再次出动的效率。从军用飞机故障诊断 的实际使用需求出发,深入分析机载系统在设计、试验过程中存在的测试性设计问题;针对军用飞机整个研制 与使用过程,明确设计目标,提供设计、验证和评估方法,将原来相互孤立的设计工作进行整合,提出一套完整 的机载系统测试性设计体系,并对测试性设计过程中的诊断能力设计、测试性试验等关键环节进行深入剖析; 同时,在工作方法、专业定位和制度保障方面提出改进建议,能够有效促进测试性设计有机地融入机载系统的 设计过程,提升机载系统测试性水平,提高飞机综合诊断能力。     

基于PHM技术的导弹维修保障

为解决传统导弹维修保障方法所存在的问题,加快军队信息化建设,提出了基于PHM技术的导弹维修保障方法。分析了不同维修方式、导弹维修保障及信息化建设与PHM技术的关系,利用PHM技术并结合决策支持的思想,建立导弹健康状态的信息管理系统,初步分析了系统的基本结构组成,并结合实际提出了一些需要重点解决的问题。     

A data-driven health indicator extraction method for aircraft air conditioning system health monitoring

Prognostics and Health Management (PHM) has become a very important tool in modern commercial aircraft. Considering limited built-in sensing devices on the legacy aircraft model, one of the challenges for airborne system health monitoring is to find an appropriate health indicator that is highly related to the actual degradation state of the system. This paper proposed a novel health indicator extraction method based on the available sensor parameters for the health monitoring of Air Conditioning System (ACS) of a legacy commercial aircraft model. Firstly, a specific Airplane Condition Monitoring System (ACMS) report for ACS health monitoring is defined. Then a non-parametric modeling technique is adopted to calculate the health indicator based on the raw ACMS report data. The proposed method is validated on a single-aisle commercial aircraft widely used for short and medium-haul routes, using more than 6000 ACMS reports collected from a fleet of aircraft during one year. The case study result shows that the proposed health indicator can effectively characterize the degradation state of the ACS, which can provide valuable information for proactive maintenance plan in advance.     

A novel approach of testability modeling and analysis for PHM systems based on failure evolution mechanism

Prognostics and health management (PHM) significantly improves system availability and reliability, and reduces the cost of system operations. Design for testability (DFT) developed concurrently with system design is an important way to improve PHM capability. Testability modeling and analysis are the foundation of DFT. This paper proposes a novel approach of testability modeling and analysis based on failure evolution mechanisms. At the component level, the fault progression-related information of each unit under test (UUT) in a system is obtained by means of failure modes, evolution mechanisms, effects and criticality analysis (FMEMECA), and then the failure-symptom dependency can be generated. At the system level, the dynamic attributes of UUTs are assigned by using the bond graph methodology, and then the symptom-test dependency can be obtained by means of the functional flow method. Based on the failure-symptom and symptom-test dependencies, testability analysis for PHM systems can be realized. A shunt motor is used to verify the application of the approach proposed in this paper. Experimental results show that this approach is able to be applied to testability modeling and analysis for PHM systems very well, and the analysis results can provide a guide for engineers to design for testability in order to improve PHM performance.     

详细初步设计阶段使用与维修保障同步设计方法研究

从工程应用角度基于IPT工作模式,建立详细初步设计阶段以电子样机、虚拟仿真技术等为手段,同步开展使用与维修保障设计分析的流程和方法。以某型飞机舵机A为实例,对建立的方法进行应用,实践表明,建立的方法适用、有效、符合工程实际。该方法的建立,将对详细初步设计阶段一级IPT成员同步开展使用与维修保障设计、分析工作提供有力的技术支撑,对提高军用飞机使用与维修保障设计水平具有重要意义。