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PHM的基本問題

什么是PHM?

為什么要發展PHM?

國內外PHM發展現狀

PHM的基本構架

PHM的基本方法 

什么是PHM?

隨著各種大型復雜系統性能的不斷提高以及復雜性的不斷增加，系統的可靠性、故障診斷和預測以及維修保障等問題越來越受到人們的重視。目前，對于大多系統的維修仍以定期維護為主。這種方式不僅耗費資源，而且效率低下。如據美國在X-34和X-37運載火箭RLV(Reusable Launch Vehicles)研制過程中的統計數據表明，為保證航天飛機執行任務的成功，每個任務期內要耗費400萬美元以及200人左右的工作小組來進行預防性維修工作[1]。航空航天、國防部門、各軍種以及其它各工業部門越來越不能承受如此巨大的財力、物力和人力耗費。美國20世紀90年代中期進行的國防采辦改革及后繼的相關大型項目研究中均將“經濟可承受性”列為重點考慮因素。如目前由美國、英國以及其它國家軍方合作開發的聯合攻擊戰斗機(JSF,Joint Strike Fighter)項目中就明確提出“經濟可承受性”是其四大目標之一[2,3]。由此也產生了預測與健康管理PHM (Prognostics and Health Management)的概念。

健康監控和故障預測是指利用傳感器采集系統的數據信息，借助各種數據處理技術來診斷系統自身的健康狀態，并在系統故障發生前對其故障進行預測[2-5]。PHM系統一般應具備故障檢測、故障隔離、增強的診斷、性能檢測、故障預測、健康管理、部件壽命追蹤等能力，通過聯合分布式信息系統JDIS (Joint Distribution Information System)與自主保障系統交聯[6,7]。

參考文獻

[1] Clancy D. Model-based System-level Health Management for Reusable Launch Vehicles[J]. AIAA Space 2000 Conference, 2000: 19-21

[2] Hess A, Fila L. The Joint Strike Fighter(JSF)PHM Concept: Potential Impact on Aging Aircraft Problems[J].IEEE, 2002, 6: 3021-3026

[3] Hess A, Fila L. Prognostics, from the Need to Reality-from the Fleet Users and PHM System Designer/Developers Perspectives[J]. IEEE, 2002, 6: 2791-2797

[4] Malley M E. Methodology for Simulating the Joint Strike Fighter's (JSF) prognostics and Health Management System[D]. Air Force Institute of Technology Master's thesis, 2001

[5] 孫博, 趙宇, 黃偉, 謝勁松, 康銳, 呂瑞. 電子產品健康狀態監測和故障預測方法的案例研究. 系統工程與電子技術[J], 2007, 29(6):1012-1016

[6] Forsyth G F. International Conference on Health and Usage Monitoring Proceedings[C]. 2001

[7] Dickson B, Cronkhite J, Bielefeld S. Feasibility Study of a Rotorcraft Health and Usage Monitoring System (HUMS) Usage and Structural Life Monitoring Evaluation[R]. ARL-CR-290, 1996