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武器系统健康管理平台

(一)研究目标
专业故障预测与健康管理(PHM)是系统/部件级健康检测(包括异常检测、诊断及预测技术)和使用维修活动的结合。通过在系统设计之初就考虑健康管理问题,开展PHM综合设计与分析,集成健康状态监测、故障诊断、故障预测等功能。
 
(二)研究内容
通过综合分析确定专业等特征参数,能够实时采集并监控专业传感器数据的变化,在专家经验的基础上,利用经过校准的故障监测模型来判断参数是符合还是偏离,同时确定偏离的特征,进行健康评估,并提供相应的故障报警;针对异常的故障状态,能够通过在线故障诊断算法及推理模型进行准确定位;结合专业预防性维修保障策略,通过决策支持模型给出维修保障建议或排故措施;利用关键部件已有的老化/特殊失效等几种类型的预测模型,并结合部件的运行数据等条件信息,可以确定部件的残余寿命。
 
(1)技术状态管理
技术状态是在技术文件中规定并在专业中达到的功能特性和物理特性。技术状态管理是为确立和维持专业的功能特性、物理特性,与专业需求和技术状态规定保持一致的管理活动,主要包括技术状态的标识、控制、记实和审核。
 
(2)故障闭环管理
故障闭环管理是型号进行质量和可靠性管理的一种技术,建立故障闭环管理的目的,是为了对型号在研制、生产过程中所发生的故障进行严格的“归零”管理,做到及时报告,查清原因,制定和实施有效的纠正措施,以防止故障再现,改善其可靠性水平,保证型号的研制及生产质量,实现可靠性增长,增强市场竞争力,降低全寿命周期费用。
 
(3)专业健康状态评估
结合环境监测设备建立环境信息库,内容包括专业在使用过程中遇到的多种环境的详细描述,如温度湿度噪声环境,或空间环境和气象环境。
 
(4)专业基线管理
该模块使用小样本理论和非线性回归分析方法建立专业的健康状态基线。
 
(5)专业健康状态预测
该模块包括气路参数预测和机械损伤预测两个方面,系统还提供基于过程神经网络的专业健康状态综合预测功能。
 
(6)专业剩余寿命预测
该模块能利用历史参数计算专业的性能衰退率,并将专业健康状态预测结果与其基线进行比较,获得某监测参数的裕度,进而根据参数裕度和性能衰退率计算专业的剩余使用寿命。
 
(7)评估与预测报告管理
该模块的功能主要包括专业健康状态评估和监测报告模版的定制、报告自动生成及管理。

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