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美军F-35战斗机PHM体系结构分析
美军F-35战斗机PHM体系结构分析为解决现有飞机维修保障负担过重、保障规模过大、保障费用在装备全寿命周期费用中所占比例过高等问题，美军在F-35战斗机研制之初就强调其保障效能和经济可承受性，并提出了一种创新保障方案——自主式保障（AL）以实现其经济可承受的保障设想。其中，状态预测与健康管理系统（PHM）是自主式保障系统的三大核心系统之一，可在飞机飞行过程中实时收集、监控系统和部件状态信息，对状态…- 3.5k
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系统健康度量与评价基本框架
健康，顾名思义，是指一个人在身体、精神和社会等方面都处于良好的状态。随着科学技术的发展，装备和系统的运行能力和性能越来越受到人们的重视，借用一般意义上“健康”的概念，产生了装备健康及系统健康的观念，即设备或系统健康反映了装备在特定工作条件下的性能水平及其剩余工作能力。随着现代化装备的不断发展，系统可靠性及可用性、系统效能水平、经济可承受性等指标要求被纳入到系统设计中。系统的测试及诊断技术涉及到相互…- 2k
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联合攻击战斗机F-35的PHM技术
/span>联合攻击战斗机（JSF）是美国洛克希德马丁公司研制的新一代先进战术攻击战斗机，具有隐身、高机动性、高生存性和低成本的特点。它是由美国联合英国、意大利等其他8个国家共同投资1万亿美元研制、生产和保持40年的重大项目。JSF项目是由“通用低成本轻型战斗机”（CALF）计划和“联合先进攻击技术”（JAST）计划演变而来的。1994年秋，在美国国会的压力下两个计划合并，保留JAST的名…- 1.8k
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PHM架构设计技术(二)
本节我们来聊聊PHM系统架构设计中的系统体系结构描述方法。PHM系统体系结构描述方法，是指从系统工程的角度出发，忽略系统在位置和组织角度的描述，着重从使用、系统和技术的角度对其体系结构进行分析和描述。一般来说有以下3中描述方法。一、基于功能的系统体系结构描述方法在系统体系结构描述过程中，往往需要针对一系列“问题”进行设计与分析，从语义上可以归纳为“5W1H",即why(规则），what(…- 1.3k
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PHM系统架构设计技术(一)
PHM系统结构是指PHM系统的基本组织，表现为PHM系统的组件与组件之间的相互关系、组件与环境之间的相互关系以及设计和进化的原理，它描述PHM系统结构的实体及其特性，决定PHM系统体系结构组成部分之间的关系。PHM系统的结构形式取决于装备的组织结构和功能关系，从信息处理方式的角度，PHM的体系结构归结为3种类型，即集中式体系结构、分布式体系结构和分层融合式体系结构。一、集中式体系结构集中式体系结构…- 1.9k
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OSA-CBM体系结构的PHM系统
PHM技术在航空航天、军事及工业领域的应用，形成了众多的PHM系统，如直升机健康与使用监测系统HUMS，航天器集成健康管理系统IVHMS，飞机状态监测系统ACMS，发动机监测系统EMS，海军综合状态评估系统ICAS等，虽应用目的、技术方法不同，但其基本思想是类似的，其中以视情维修的开放体系OSA-CBM最为典型。一、OSA-CBM体系结构OSA-CBM休系结构，是由美国波音公司牵头，来自工业、军事…- 2.2k
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PHM的概念、内涵及作用
在前面几篇文中也提及了PHM的基本概念等，此次似旧事重提，实则笔者认为技术的学习，就是层层深入，逐步推进吧。下面我们就走进PHM的世界去一探究竟。总的来说，故障预测与健康管理技术是随着维修理念的转变和维修方式的变革而发展起来的一项新技术，其有效地实现了由传统的事后维修向状态维修的转变，由对故障的被动反应向故障的主动预防，由传统的事后故障诊断转向基于智能系统的故障预测，实现在准确的时间对准确的部位进…- 2.9k
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PHM技术发展面临的技术难题
复杂系统健康管理是PHM技术发展面临的最突出的重大技术难题之一。下面以航空领域的PHM技术问题为例进行讨论。飞机是一个典型的机械、机电和电子综合的复杂系统，具体体现在飞机一般由航电、飞控、空发等系统功能相对独立的的子系统组成，每个子系统又由若干单元模块组成，每个单元模块又包含各类元器件或部件。要实现健康管理所需关注的对象众多，有关飞机健康的各种信号复杂多样，有连续的、离散的，有动态的、静态的，需要…- 1.4k
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模块组件的PHM技术
一、电子制造的4个层次从制造角度出发，电子制造可分为4个层次：即0级（半导体制造）、1级（PCB设计与制造、IC封装、无源器件的制造、工艺材料制造等）、2级（电子产品板级模块级组装）、3级（电子整机装联）。对应这4级分层，电子产品的可靠性也可以分为4个层次：对应整机装联（3级）的是电子产品系统级可靠性；对应板级模块级组装（2级）的是板级工艺和模块组件级可靠性；对应于封装、元器件和PCB （1级）的…- 1.3k
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HCI失效的预兆单元PHM方法
随着半导体特征尺寸缩减，其电源电压并没有按比例缩减，导致器件内部电场强度增加，这在MOSFET中特别突出。其中热载流子损伤在NMOS器件中占主导地位，基于热载流子对半导体器件的重要影响，来聊如下5个问题1.什么是热载流子？2.热载流子注入效应HCI;3.HCI对MOS器件的影响;4.预兆单元的概念;5.HCI失效预兆单无的PHM方法。一、什么是热载流子所谓热载流子，是指比零电场下的载流子具有更高平…- 1.8k
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集成电路的PHM技术实现
一、引言在集成电路发展过程中，无论是过去、现在，还是将来，可靠性问题一直伴随集成电路的发展而不断出现，可靠性已成为集成电路发展的重要指标之一。由于科学技术的发展和市场需求的推动，集成电路可靠性保障已从过去主要通过可靠性试验和筛选来控制最终产品的可靠性，逐步转向工艺过程控制、加强可靠性设计与功能设计的协同、故障预测与健康管理（PHM）技术设计。其中，PHM 技术是一种以失效物理为基础，用于预测和评估…- 826
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PHM的信息融合、推理与决策
推理决策是PHM系统的重要能力，它需要对操作的历史记录、当前与将来的任务及可用资源的限制等做出综合判断，包括任务可行性分析、风险预测及资源信息管理等过程。本篇我们来聊聊PHM的信息融合、推理及维护决策的方法。一、信息融合信息融合是一种多层次、多方面的处理过程，是对多个信息源、多传感器信息、多参数及历史与经验信息综合处理的过程，主要完成对来自多个信息源的数据或信息的自动监测（detection）、关…- 852
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PHM技术的实施方法
一般的文献中将PHM的方法划分为三大类，基于统计分布的方法，基于数据驱动的方法和基于模型的方法。如下图所示。从工程实际的角度出发，基于统计分布也可归为数据驱动。基于数据驱动和基于模型方法的结合又不失为一种更为优化的方法。所以我们列举如下四种实施方法。一、故障监控与预警方法数据收集是PHM的一个关键部分，且通常需要使用传感器系统来测量环境和运行参数。通过在线监控和分析作为故障预兆的敏感参数的退化情况…- 920
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PHM之监控参数获取
一般来说，如果没有针对能够表征产品退化的重要参数进行监控，那么PHM系统是无法准确预测产品的健康状态的。因此，PHM实施的第一步是确定将要进行监测的参数，其主要包括测量并记录环境参数及工作或非工作状态下的产品参数，这可为模型和算法的选择与开发提供必要的信息，以供检测和预测产品的健康状态。一、总体思路PHM实施中需要监控的产品生命周期参数，可依据其与产品功能或性能的关系来进行选择。对于现成产品，首先…- 843
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电子产品故障预测方法综述
本篇我们来聊聊作为故障预测与健康管理PHM 核心支持技术—故障预测的方法论。一、基于故障标尺的方法基于故障标尺的故障预测方法，也叫预兆单元法。该方法是指根据实际被监测产品的故障机理及模型，以相同的制造工艺和过程特制出相同的产品，假设待监测的产品同该特制产品具有相同的性能和状态，而且它们工作于相同的环境条件下，因此，该特制产品可以表征待监测产品的健康状态。实际上由于该特制产品按已知比例缩短的寿命先于…- 864
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PHM总体应用技术架构
本篇我们先给出F-35战机的PHM应用技术架构，如图1所示。从中我们获得启发，来聊聊产品通用的应用技术架构。按数据、信息、知识、决策的管理过程和数据信息的传递过程，无论产品的PHM技术采取何种具体的实现途径，其总体应用技术架构都是一致的，如图2所示。主要包含了如下六大方面的内容。一、监测参数选取1.必要性PHM实施的第一步是确定将要进行监测的参数，其主要包括测量并记录环境参数及工作或非工作状态下的…- 908
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PHM的关键技术概况
本篇我们通过系统典型的PHM体系结构来介绍一下PHM的关键技术概况。一、状态监测与健康管理技术利用先进的传感器获得尽可能精确的电子系统运行状态信息，通过设计更先进的数据分析技术来获得对电子系统健康状况的精确估计。二、故障诊断技术对系统进行维修时，如何定位出故障模块或元器件是非常重要的。由于此时的故障程度还不足以使系统完全失效，因此大多属于早期故障状态，设计先进的特征提取技术和具有良好性能的分类技术…- 835
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PHM技术初识
一、视情维修传统维修活动一般使用两种方法：预防维修（Preventive Maintenance，PM）和故障维修（Corrective Maintenance，CM）。预防维修包括基于时间的定期例行维修，用于预防意外事件发生带来的失效。这种方式降低了设备维修费用，但采用这种方法的维护费用却是最高的。相反地，故障维修是在设备失效后进行维修。这种方法避免了不必要的维护，但也意味着所有设备都会发生失效…- 840
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故障预测与健康管理PHM的前世今生
作为故障预测与健康管理PHM技术的开篇，想与大家聊聊PHM技术的概念、历史、演变以及相关的应用。PHM 技术是实现视情维修CBM的重要支撑，随着未来的工业信息技术发展，系统更为复杂，PHM技术将会扮演越来越重要的角色。一、概念1.故障预测与健康管理（Prognostic and Health Management，PHM），顾名思义，包含两层含义：一是故障预测，即预先诊断部件或系统完成其功能的状态…- 965
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