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机械设备故障预测与健康管理—现状综述,邓远锋,国外现状,PHM已成为国外新一代武器装备研制和实现自主式保障的一项核心技术，是21世纪提高复杂系统“五性”(可靠性、维修性、测试性、保障性和安全性)和降低寿命周期费用的一项非常有前途的军民两用技术20世纪90年代中期，美国国防工业协会正在构建企业健康管理架构，寻求PHM技术的整体解决方案 美国成立PHM学会，致力推进PHM成为一门新学科 预测与健康管理技术获广泛重视，应用范围不断扩大,国外的PHM发展,国外应用的PHM系统，覆盖了部件、分系统及整个飞机系统，主要功能组件包括飞机级PHM、结构PHM、任务系统PHM、推进系统PHM、机电系统PHM及地面PHM等 在民航领域，A320、A330、A340使用的AHM(飞机健康管理)、B-757使用的ACAMS(飞机状态分析与管理系统)等均具有PHM系统的初级功能 在直升机领域，英国、美国、加拿大等国使用的AH-64阿帕奇、UH-60黑鹰、F-35是PHM系统领域典型应用国外PHM技术的经验教训,预测能力难开发并需要时间， 要获得剩余使用寿命的准确预测能力，需多种类型的模型 PHM需要全寿命周期的努力，其成熟需要时间和实施经验 失效模式和危害性分析是预测必需的起始点 历史维修数据对PHM分析非常价值，但数据存在严重不足 PHM是多学科工程问题，需各类专业人员参与研发,国外PHM的相关标准,,国内PHM现状,近年来，我国高校、企业等都在研发 PHM 系统，但长期徘徊于理论阶段。

目前，PHM技术应用的深度和广度、自动化程度和功能水平随应用对象、目标和任务的不同有很大差异 中国航天科工一院航天测控公司与中国商飞联合研制的 CAPHM 系统在厦门航空公司试运行上线，意味着我国自主研制的 PHM 系统应用实现了零的突破歼－6,歼－7/8,歼－10,四代机,,,Capabilities + Performance,苏－27/30MKK,1970,1980,1990,present,,,,,,,,20世纪70年代末，航空装备维修一直沿袭国外三四十年代传统的经验维修办法直接经验确定检查时间和内容，靠感官按照规定的时间和内容实施维修,7,1979年我国空军提出“一定三改”（制定各类技术标准，改革维修体制，改革维修手段，改革维护规程）,提出以原位检测、无损探伤、状态监控、快速充填加挂和改进维修工艺为重点定检工时缩短一半，提高工效50%80年代初，空军提出“以可靠性为中心”维修思想国外大量应用智能化、综合化、便携式的维修检测设备，并有许多故障诊断专家系统投入实际应用我军飞机维修保障装备的检测设备智能化、综合化程度相对不高，相互之间也不能实现信息传输和共享，造成大量的设备状态信息流失。

国内PHM现状,歼－6,歼－7/8,歼－10,四代机,,,Capabilities + Performance,1970,1980,1990,present,,,,,,,,我国在歼十飞机的的电源系统、动力系统、飞控系统、电传操纵系统、起落构件系统中进行了故障检测与诊断系统的开发和原理验证80年代末至90年代，随着故障诊断技术、神经网络技术、模糊推理技术、信号处理技术、智能诊断方法的迅速发展 苏－27/30MKK,8,国内PHM现状,应用领域,目前国外PHM 技术已经从方案设计阶段发展到工程验证阶段,国内对于PHM 的研究则刚刚起步 其应用遍及航空航天、工业过程、核电站等大型系统领域,国外先进的PHM系统,抵达任务空域，躲过雷达侦察，投弹摧毁目标，战机安全返航……这是美国 F-35 战斗机标榜的一流性能，而这种性能需要每年高达 182 亿美元的维护费用.为此，工程师在飞机设计之初就开创性地应用了故障诊断与健康管理系统（简称“ PHM”），以降低维护成本由此， PHM 引发了全球性的研发热潮.美国新研F-35所采用 PHM 系统 军用飞机的先进水平,成果,美国波音公司已经为全球 53 家航空公司近 2000 架飞机装备了飞机健康管理系统（ AHM），每年仅服务收入就可达 2000 万美元以上。

中国航天科工一院航天测控公司与中国商飞联合研制的 CAPHM 系统在厦门航空公司试运行上线，意味着我国自主研制的 PHM 系统应用实现了零的突破 全球最大的航空发动机制造商罗罗公司开发的发动机健康管理系统（ EHM），能够实时监控上万台发动机，在马航 MH370 失联事件中提供了重要信息潜在的研究,近年来，PHM技术应用于电子产品是国外科技研发的重要发展趋势之一我国的PHM研究落后于国外的研究重点研究内容包括两部分内容： 一、是产品寿命周期原位监测中的传感系统与传感技术，集中于开发无线微型传感器，以取代尺寸较大且需要有线传输数据的传统传感器 二、是残余寿命预测的故障诊断模型与算法致力于探索各种不同类型的诊断模型与算法，为电子产品故障预测能力提供理论基础自主研制PHM设计应具有如下功能：,①接口统一，便于各级PHM软件的综合集成； ②针对对象特点，可配备相应算法、模型开发工具； ③软件通过剪裁、重新配置，可以以不同的规模分别用于部件级、成员级、区域级及全装备级PHM软件开发； ④支持PHM软件的仿真，可以在装备设计阶段分析、明确PHM所要求的测试点配置； ⑤具有通用性，可应用于不同类型装备(如飞机、导弹、舰船等)的PHM系统设计、开发、验证及评估。

值得关注的问题,（1）基础技术弱，导致PHM技术开发难度大 目前需要关注的一个主要问题是与PHM相关的理论和方法不成熟，导致PHM发展后劲不足 实现PHM系统的支撑技术主要包括： ①传感器技术； ②数据传输网络技术； ③数据采集软件设计技术；④数据处理技术； ⑤故障诊断技术； ⑥寿命预测技术 ⑦健康管理技术； ⑧PHM系统验证技术等2)数据不足，导致模型不准确 目前，在PHM研制过程中，由于历史数据积累不足导致知识获取难度大 在PHM系统研究过程中，历史数据的统计信息是PHM建模与模型验证的关键，而目前积累的可用历史数据较为匮乏 直接导致模型设计成为PHM系统开发过程中的薄弱环节，这不仅影响PHM系统诊断预测的准确度，对PHM系统的工程实际应用也造成很大影响3)验证技术和指标体系不完善，使成果难以评价 PHM系统验证指通过功能分析、费效比分析、综合优化方法等来评定PHM系统设计的优劣PHM技术只有通过仿真验证和实物验证，经不断改进和完善才能满足工程要求 由于不同对象采用的PHM模型有一定的差别，故一般情况下单一方法很难完成PHM系统验证任务，需要多种方法互为补充、相互验证，才能得到比较理想的验证效果。

目前，国内还缺乏PHM验证技术的必要手段，没有完善全面的PHM验证和指标评估体系，使得PHM研究成果难以评价~~~谢谢~~~,,。