武 程

哈爾濱東安機(jī)電制造有限責(zé)任公司

航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)的運(yùn)用

武 程

哈爾濱東安機(jī)電制造有限責(zé)任公司

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步使得我國(guó)航空機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域在很大程度上得到了發(fā)展和進(jìn)步，然而，我們?cè)诔姓J(rèn)其成績(jī)與進(jìn)步的同時(shí)，也應(yīng)該意識(shí)到，當(dāng)前的許多航空機(jī)電產(chǎn)品在使用的過(guò)程中還是會(huì)經(jīng)常性的出現(xiàn)一些故障，影響機(jī)電產(chǎn)品使用的效率。因而，對(duì)于航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)應(yīng)用的研究具有十分重要的意義。本文主要闡述了故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的內(nèi)涵，并對(duì)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了一定的探索，旨在為提高我國(guó)航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)運(yùn)用的水平而提出一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

航空電子；故障預(yù)測(cè)；健康管理

在經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不斷推動(dòng)下，航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)的運(yùn)用水平在很大程度上得到了提升，通過(guò)航空機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域研究人士的不斷努力，航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)的運(yùn)用也逐漸的趨于成熟，并且為航空領(lǐng)域的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。然而，就航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)運(yùn)用的綜合水平而言，還處于一種比較初級(jí)的階段，不能滿足當(dāng)前航空機(jī)電領(lǐng)域的發(fā)展需求。因此，在今后航空機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展中，要不斷的加強(qiáng)對(duì)故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)運(yùn)用的重視和研究，從而在更大程度上促進(jìn)航空機(jī)電產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展。

一、故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)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)。

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。

二、故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)上述研究可知，故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)是一種難度比較高的技術(shù)，但是該技術(shù)若能有效的應(yīng)用在航空機(jī)電產(chǎn)品中，將對(duì)為航空機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。因此，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域必須要對(duì)故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)進(jìn)行深入的研究，進(jìn)而將其運(yùn)用到實(shí)際的預(yù)測(cè)與管理之中。筆者在此對(duì)故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了一定的探索，希望可以為該技術(shù)應(yīng)用水平的逐步提高而做出一些貢獻(xiàn)。

1、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

故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)在航空機(jī)電產(chǎn)品中的應(yīng)用有很多，但是就筆者看來(lái)最為重要的一點(diǎn)應(yīng)用就是利用預(yù)警電路法，來(lái)對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢測(cè)和管理。該方法的應(yīng)用能夠及時(shí)的排查故障。其具體使用的方式主要有兩種：

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(méi)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(guò)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(lái)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，預(yù)警電路的設(shè)計(jì)要與其他的電路有著同樣的運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行環(huán)境，但是，與其他電路唯一不同的區(qū)別就是要使得預(yù)警電路的使用時(shí)間要短于其他的電路。如此一來(lái)，預(yù)警電路故障的出現(xiàn)或者是使用壽命的結(jié)束都會(huì)對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2、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

累計(jì)損傷模型是該領(lǐng)域研究人員在研究各種失效模型的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，其目的是用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的使用壽命。累積損傷模型在既可以對(duì)電子系統(tǒng)的使用磨損程度進(jìn)行分析，又可以在此基礎(chǔ)上準(zhǔn)確的計(jì)算出電子系統(tǒng)的剩余使用時(shí)間。進(jìn)而，相關(guān)工作人員可以根據(jù)這一數(shù)據(jù)及時(shí)的更換電子系統(tǒng)的相關(guān)部件，避免故障的突然發(fā)生而帶來(lái)的困擾。

3、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

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(guò)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(lái)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(lái)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。

4、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(lái)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(lái)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。

航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)的研究涉及的方面有很多，所以對(duì)于該技術(shù)應(yīng)用的研究就可以從其他多個(gè)角度進(jìn)行研究，而以上僅僅只是筆者對(duì)于該技術(shù)應(yīng)用的幾個(gè)主要方面的研究，并且由于筆者對(duì)于航空機(jī)電產(chǎn)品的研究能力有限，所以上述研究也比較粗略，僅僅憑借這些研究來(lái)提高航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)的與管理的水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，對(duì)于航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)的研究還有待進(jìn)行進(jìn)一步的探索。

總結(jié)

綜上所述，對(duì)于航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)應(yīng)用的研究不僅能夠及時(shí)的排查出機(jī)電產(chǎn)品的故障，保證機(jī)電產(chǎn)品的有效運(yùn)行，同時(shí)更加有利于航空機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。然而，航空機(jī)電產(chǎn)品故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)的應(yīng)用時(shí)一項(xiàng)比較復(fù)雜的技術(shù)，再加之我國(guó)航空機(jī)電領(lǐng)域?qū)τ谠摷夹g(shù)應(yīng)用的研究還沒(méi)有達(dá)到一定的深入程度，因而不利于實(shí)際故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)應(yīng)用水平的提高。因此，在今后的航空機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展中，要不斷的加強(qiáng)對(duì)故障預(yù)測(cè)及健康管理技術(shù)應(yīng)用的重視和研究，從而研究出更好、更有效的促進(jìn)該技術(shù)應(yīng)用水平提高的方法和措施，進(jìn)而促進(jìn)航空機(jī)電領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。

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[3]吳明輝，許愛(ài)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.