【摘 要】航空電子產(chǎn)品是我國航天事業(yè)發(fā)展中的重要組成部分，航天事業(yè)屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的范疇。伴隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的顯著提高，我國的航空事業(yè)得到了顯著的發(fā)展，這都是得益于航空電子系統(tǒng)的發(fā)展。對(duì)航空電子系統(tǒng)進(jìn)行故障的預(yù)測(cè)和健康管理，是保證航空電子系統(tǒng)的質(zhì)量和性能，并且促進(jìn)我國航空事業(yè)快速發(fā)展的保障。近些年來，新興了一種航空電子故障診斷技術(shù)，即航空電子故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，簡(jiǎn)稱PHM技術(shù)，它是一種更加高效的監(jiān)測(cè)與管理技術(shù)，在對(duì)航空電子進(jìn)行診斷和管理方面發(fā)揮了重要的作用。以下，本文將對(duì)航空電子的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討。

【關(guān)鍵詞】航空電子 故障預(yù)測(cè) 健康管理

在飛機(jī)故障的造成因素中，電子系統(tǒng)產(chǎn)生的故障已經(jīng)占據(jù)了總比重的百分之四十以上，并且對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行維修所消耗的時(shí)間占據(jù)總飛機(jī)維修時(shí)間的三分之一。由此可見，航空電子系統(tǒng)的重要地位，這就逐漸凸顯出了航空電子故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的重要性。同以往的航空電子故障診斷技術(shù)相比較而言，故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)是一種更加先進(jìn)和高效的技術(shù)，這一技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)之中，并且逐漸成為航空電子系統(tǒng)中主流故障診斷技術(shù)。

一、故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)（PHM）的概述

所謂的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)（PHM），是指用于監(jiān)控和預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)功能發(fā)揮的程度和狀態(tài)，對(duì)構(gòu)成航空電子系統(tǒng)的零部件的使用壽命、故障類型進(jìn)行監(jiān)督和預(yù)測(cè)，并且能夠根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行有效的決策的一種技術(shù)[1].

PHM技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)電子系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)督和預(yù)測(cè)，是一種更加智能化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅能夠在很大程度上減少對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)間，減少人力物力的投入，同時(shí)還能大幅度的降低維修費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。另外，對(duì)于提升戰(zhàn)備的完好率和任務(wù)的完成率也發(fā)揮出了重要的作用。

二、故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)方法

在整個(gè)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)中，故障監(jiān)測(cè)被作為核心的任務(wù)和內(nèi)容，當(dāng)前我國的航空電子的故障監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)主要是通過以下幾種方法來實(shí)現(xiàn)的：

（一）利用預(yù)警電路法對(duì)電子系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

同正常的電路相比較，預(yù)警電路法監(jiān)測(cè)的故障發(fā)生期要提早一段時(shí)間，而這段時(shí)間主要被應(yīng)用于接收?qǐng)?bào)警信號(hào)，并且能夠在第一時(shí)間做出應(yīng)急反映，最大程度的減少電子故障給電子系統(tǒng)造成的損失[2]。利用預(yù)警電路法對(duì)電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要可以通過兩種方式來完成。

其一，預(yù)警電路法在可靠性方面，初始階段與普通的電路是沒有區(qū)別的，主要的區(qū)別只是在于，預(yù)警電路中增加了使用的負(fù)擔(dān)，這樣就能夠保證預(yù)警電路能夠比正常電路更早的發(fā)生故障。實(shí)現(xiàn)這種預(yù)警電路的方法，通常是通過減少預(yù)警電路的線路直徑以增加預(yù)警電路的電流密度來完成的，這樣就能夠促使預(yù)警電路產(chǎn)生比正常電路更多的熱量，預(yù)警電路就會(huì)比正常電路提早產(chǎn)生故障。

其二，為預(yù)警電路提供同正常的電路同樣的工作環(huán)境，但是要使預(yù)警電路的初始?jí)勖日５碾娐穳勖?，可以通過電遷移、靜電損傷和輻射損傷等方式來實(shí)現(xiàn)。這樣，也能夠達(dá)到同樣的目的，即促使預(yù)警電路先于正常電路產(chǎn)生故障[2]。

（二）利用累積損傷模型對(duì)電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

所謂的累積損傷模型，是指在物理失效模型的基礎(chǔ)之上建立的，有關(guān)各種載荷和能夠造成損傷程度的模型，簡(jiǎn)單來說，就是對(duì)電子系統(tǒng)已使用的壽命進(jìn)行分析，并計(jì)算出電子系統(tǒng)剩余的使用壽命的一種方法。累計(jì)損傷模型一經(jīng)建立，就能夠?qū)﹄娮酉到y(tǒng)周期內(nèi)所能夠承受的全部機(jī)械、化工、物力等多方面的載荷進(jìn)行分析，并且在分析之后還會(huì)自動(dòng)對(duì)電子系統(tǒng)的累計(jì)損傷程度和剩余的使用壽命做出準(zhǔn)確的評(píng)估[3]。

累積損傷模型能夠感知外界的溫濕度和壓力等物理?xiàng)l件，并對(duì)這些條件進(jìn)行綜合計(jì)算，通過預(yù)測(cè)出電子系統(tǒng)剩余的使用壽命，對(duì)電子系統(tǒng)產(chǎn)生的故障進(jìn)行分析和評(píng)定。

（三）利用監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法對(duì)電子系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

所謂的監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法，是指按照電子系統(tǒng)自身的功能和結(jié)構(gòu)方面的特點(diǎn)，對(duì)能夠反映系統(tǒng)性能的特征參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種方法[4]。

監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法能夠?qū)@取的數(shù)據(jù)和信息經(jīng)過一定程序的加工和處理，并對(duì)處理后的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析，對(duì)電子系統(tǒng)的故障類型進(jìn)行預(yù)測(cè)。但是在采用監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法來預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)的故障時(shí)，尤其要注意的是，由于電子系統(tǒng)本身在結(jié)構(gòu)、功能和失效的機(jī)理等方面的復(fù)雜性特點(diǎn)，所以在選取參數(shù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法方面要嚴(yán)格按照不同的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行選取。只有這樣，才能保證監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)和信息進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，并且有效的預(yù)測(cè)電子系統(tǒng)故障的類型[5]。

（四）利用綜合法對(duì)電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理

雖然當(dāng)前航空電子故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)得到了顯著的發(fā)展，并且也已經(jīng)研制出許多高效的方法來對(duì)航空電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和健康管理，但是每種方法必然都會(huì)存在一定的缺陷和不足，并且人們還在不斷尋求更加有效的方法來完善對(duì)航空電子故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)，這就出現(xiàn)了一種將多種方法進(jìn)行融合的理念，例如將監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法和累積損傷模型兩種方法進(jìn)行綜合而形成一種更加高效的技術(shù)，能夠同時(shí)發(fā)揮出兩種方法的優(yōu)勢(shì)，促使對(duì)電子系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)和管理更加有效。

三、總結(jié)

綜上所述，航空電子的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)對(duì)于預(yù)測(cè)和管理電子系統(tǒng)發(fā)揮出了重要的作用，并且在很大程度上推動(dòng)力我國航空事業(yè)的發(fā)展。因此，應(yīng)該不斷對(duì)航空電子故障預(yù)測(cè)與健康管理系統(tǒng)進(jìn)行完善，使之更好的發(fā)揮出自身的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃鶴，羅勇，王元祥.故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)及航電傳感器系統(tǒng)的應(yīng)用[D].中國雷達(dá)行業(yè)協(xié)會(huì)航空電子分會(huì)暨四川省電子學(xué)會(huì)航空航天專委會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)，2007.

[2] 景博，黃以鋒，張建業(yè).航空電子系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，5(06)：218-245.

[3] 趙寧社，翟正軍，王國慶.新一代航空電子綜合化及預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)[J].測(cè)控技術(shù)，2011，1(23)：88-102.

[4] 施剛，錢泰來.綜合化航空電子的系統(tǒng)管理技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)工程，2008，12(z1).

[5] 吳明輝，許愛強(qiáng)，戴豪民.PHM技術(shù)在綜合航空電子系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].兵工自動(dòng)化，2013，4(16)：45-56.