PHM的基本问题

什么是PHM?

为什么要发展PHM?

国内外PHM发展现状

PHM的基本构架

PHM的基本方法 

什么是PHM?

随着各种大型复杂系统性能的不断提高以及复杂性的不断增加，系统的可靠性、故障诊断和预测以及维修保障等问题越来越受到人们的重视。目前，对于大多系统的维修仍以定期维护为主。这种方式不仅耗费资源，而且效率低下。如据美国在X-34和X-37运载火箭RLV(Reusable Launch Vehicles)研制过程中的统计数据表明，为保证航天飞机执行任务的成功，每个任务期内要耗费400万美元以及200人左右的工作小组来进行预防性维修工作[1]。航空航天、国防部门、各军种以及其它各工业部门越来越不能承受如此巨大的财力、物力和人力耗费。美国20世纪90年代中期进行的国防采办改革及后继的相关大型项目研究中均将“经济可承受性”列为重点考虑因素。如目前由美国、英国以及其它国家军方合作开发的联合攻击战斗机(JSF,Joint Strike Fighter)项目中就明确提出“经济可承受性”是其四大目标之一[2,3]。由此也产生了预测与健康管理PHM (Prognostics and Health Management)的概念。

健康监控和故障预测是指利用传感器采集系统的数据信息，借助各种数据处理技术来诊断系统自身的健康状态，并在系统故障发生前对其故障进行预测[2-5]。PHM系统一般应具备故障检测、故障隔离、增强的诊断、性能检测、故障预测、健康管理、部件寿命追踪等能力，通过联合分布式信息系统JDIS (Joint Distribution Information System)与自主保障系统交联[6,7]。

参考文献

[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] 孙博, 赵宇, 黄伟, 谢劲松, 康锐, 吕瑞. 电子产品健康状态监测和故障预测方法的案例研究. 系统工程与电子技术[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