可靠性工程的核心是预防、发现、纠正、验证故障。

随着技术的发展，故障预测与健康监测已广泛应用于产品研发。本文简要介绍 PHM 和 SHM 两个术语知识，这是可靠性工程师应该了解的基础知识。

随着传感器技术、嵌入式计算和故障诊断技术的快速发展，故障检测与健康管理技术引起了国、内外越来越多科研院所和军工部门的关注。故障预测与健康管理（Prognosticsand Health Management，PHM）技术包括两层含义：一是故障预测，即预先诊断部件或系统完成其功能的状态，确定部件正常工作的时间长度；二是健康管理，即根据诊断、预测信息、可用资源和使用需求对维修活动做出适当决策的能力。

实际上，PHM技术现已广泛应用于机械结构产品中，比如飞机、核电站设备、制动装置、发动机、传动装置等。而将PHM技术应用于电子产品则是近年来国外科技研发的重要发展趋势之一。

如飞机故障预测与健康管理，是指利用现有知识来预测飞机部件未来的健康状态，是一种综合后勤学和维修效益的技术。相较于传统的维修方式，PHM能够比较全面、准确、实时地进行故障诊断和预测，有利于减少寿命周期成本、保障飞机飞行安全。

PHM系统包括机载实时诊断与预测、飞机状态报告与记录、地面诊断与自主式后勤3部分。其中机载PHM系统的体系结构包括：集中式结构，适合系统规模小、子系统较少的情况；分布式结构，利于降低系统测试费用，但冗余性、可靠性较低；集中式和分布式结合而成的分层融合式结构，在低层次收集信号、高层次诊断、预测结果，更加适用于现代飞机高智能化、高复杂性的要求。

结构健康监测（Structural HealthMonitoring） 

结构健康监测（Structural Health Monitoring，SHM）作为PHM技术在结构领域的具体应用，最初主要对结构载荷进行监测，目前正向结构损伤监测、损伤定位、结构寿命预测等方面发展，逐渐发展至具有对于结构损伤具有自修复、自保护的功能。

如飞机结构表面或内部可能由于化学腐蚀、应力作用、撞击、热疲劳等原因产生损伤及裂纹，如果不及时补救，可能引起损伤的进一步扩展，进而导致结构破坏、造成重大事故。利用结构健康监测，可以在损伤发生的初期即发现损伤，从而提供飞机结构的安全性评估，预测结构的寿命，保证飞机的安全。

结构健康监测系统主要包括4个部分：传感器系统，数据采集、处理及传输系统，损伤识别、模型修正、安全评定与预警系统，以及数据管理系统。

目前，结构健康监测与健康管理技术的研究涉及的应用对象相当广泛，研究也取得了较好的成果。如美国NASA将光纤传感器网络埋入碳纤维复合材料飞机蒙皮，使材料具有感知力和判断力。