航空電氣設(shè)備的故障預(yù)測(cè)與健康管理研究

張宇駿

【摘 要】隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)航空事業(yè)發(fā)展十分迅速，航空事業(yè)的技術(shù)水平得到了很大提升，航空電氣設(shè)備作為航空事業(yè)中的重要內(nèi)容，相關(guān)技術(shù)人員需要予以重視。現(xiàn)階段，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平得到了很大提升，推動(dòng)著航空事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，航空企業(yè)需要將故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)融入航空事業(yè)的發(fā)展中，提升航空電氣設(shè)備的整體質(zhì)量和綜合性能，推動(dòng)航空事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。文章主要研究了航空電氣設(shè)備的故障預(yù)測(cè)與健康管理等方面的內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】航空電氣設(shè)備；故障預(yù)測(cè)；健康管理

在科學(xué)技術(shù)水平快速提升的大背景下，航空領(lǐng)域中電子設(shè)備的安全性得到了保障。在航空電子設(shè)備使用準(zhǔn)備階段，相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)航空電子設(shè)備進(jìn)行縝密計(jì)算和設(shè)備檢驗(yàn)工作，但其中存在很多故障問題，為了有效地改善這些問題，技術(shù)人員需要制定相應(yīng)的優(yōu)化措施，積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，如故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)?；诖?，文章闡述了故障預(yù)測(cè)與健康管理的相關(guān)內(nèi)容，故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，研究了航空電氣設(shè)備的故障預(yù)測(cè)與健康管理。

一、故障預(yù)測(cè)與健康管理及電子設(shè)備狀態(tài)分類

（一）故障預(yù)測(cè)與健康管理概述

故障預(yù)測(cè)與健康管理是傳統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷技術(shù)的一種發(fā)展形態(tài)，其拓展了機(jī)內(nèi)測(cè)試功能和狀態(tài)監(jiān)控能力，主要目標(biāo)是通過預(yù)測(cè)能力將技術(shù)要素轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)或設(shè)備的健康管理，及時(shí)預(yù)測(cè)故障發(fā)生，以最大限度保障系統(tǒng)裝備功能性和安全性。因此，故障預(yù)測(cè)與健康管理主要包括兩方面內(nèi)容：第一，預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)屬于結(jié)合系統(tǒng)歷史性能資料數(shù)據(jù)，分析系統(tǒng)當(dāng)前工作狀態(tài)，并以此為依據(jù)診斷系統(tǒng)未來工作性能的一種識(shí)別能力；第二，健康管理。根據(jù)預(yù)測(cè)信息作出是否維修決策的一種能力。因此，故障預(yù)測(cè)與健康管理的實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)變測(cè)試方法，由傳統(tǒng)的外部測(cè)試發(fā)展成為機(jī)內(nèi)測(cè)試，經(jīng)由傳感器診斷轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芟到y(tǒng)預(yù)測(cè)。隨著智能技術(shù)的發(fā)展，綜合診斷理念的運(yùn)用，故障預(yù)測(cè)與健康管理體系也越來越完善。

（二）航空電子設(shè)備的狀態(tài)分類

從健康管理角度進(jìn)行劃分，航空電子設(shè)備主要分為以下幾種：正常，錯(cuò)誤，異常，故障和損壞。其中，正常。航空電子設(shè)備能夠按照預(yù)定方式運(yùn)行，一切指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)；錯(cuò)誤。航空電子設(shè)備在運(yùn)行過程中突發(fā)性的錯(cuò)誤，檢測(cè)表現(xiàn)為“未見故障”，可能由瞬時(shí)環(huán)境因素超限，或級(jí)聯(lián)故障引起，是暫時(shí)性的、非常駐狀態(tài)，在引發(fā)錯(cuò)誤的因素被消除后，設(shè)備能夠自行恢復(fù)或修復(fù)；異常，是指產(chǎn)品運(yùn)行方式與功能不屬常態(tài)，表現(xiàn)為功能降級(jí)。這種情況大多是因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部的一些電路器件敏感于臨界外部條件，導(dǎo)致設(shè)備偏離預(yù)訂工作狀態(tài)。待臨界外部條件恢復(fù)正常后，設(shè)備會(huì)自行修復(fù)。為避免設(shè)備出現(xiàn)異常狀態(tài)，應(yīng)該定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整合維護(hù)；故障是指產(chǎn)品無法執(zhí)行規(guī)定的功能，表現(xiàn)為功能喪失。設(shè)備自身的內(nèi)在缺陷，或內(nèi)部電子器件發(fā)生損傷是造成功能喪失的主要原因，但外部環(huán)境也對(duì)故障的產(chǎn)生有一定影響。

二、故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

基于航空可靠方面、安全方面與經(jīng)濟(jì)方面的要求，航空電氣裝置的問題預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)越來越受到重視。但是，故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)在航空電子設(shè)備應(yīng)用中仍存在很多問題，主要有：第一，診斷范圍小，局限于航空電子檢測(cè)；第二，故障檢測(cè)率低，虛警率高。如參數(shù)漂移故障便難以檢測(cè)，檢測(cè)電路出現(xiàn)故障也不能有效檢測(cè)；第三，故障檢測(cè)過于依賴地面設(shè)備，會(huì)增加后勤負(fù)擔(dān)；第四，對(duì)于航空電子系統(tǒng)故障的預(yù)測(cè)主要依賴于原有的故障統(tǒng)計(jì)資料，但是事實(shí)是基于故障履歷檔案資料而分析的故障趨勢(shì)，不能作為系統(tǒng)未來狀況的主要評(píng)斷標(biāo)準(zhǔn)，也不能視為系統(tǒng)實(shí)施維修活動(dòng)的依據(jù)；第五，對(duì)航空裝備進(jìn)行健康管理這一項(xiàng)功能并未完全實(shí)現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上只是進(jìn)行一般的統(tǒng)計(jì)信息管理，其主要原因是目前飛機(jī)信息管理方式仍然采用傳統(tǒng)的地面計(jì)算機(jī)信息管理，信息均由人工收集和整理，這便意味著航空裝備信息管理措施的實(shí)施與指向者相同，都是飛機(jī)，存在物理上的隔離，且目前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也僅僅收集飛機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)和既往故障檢測(cè)結(jié)果，因而這種管理方式存在著非實(shí)時(shí)及管理隔離的問題。

三、航空電氣設(shè)備的故障預(yù)測(cè)與健康管理

在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展十分迅速，故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮著非常重要的作用。但在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用過程中，仍存在一系列問題，嚴(yán)重影響著航空電氣設(shè)備的整體質(zhì)量和使用的安全性。為了提升故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)的應(yīng)用水平，航空企業(yè)需要針對(duì)實(shí)際應(yīng)用情況，采取合理的優(yōu)化措施。下文主要介紹了航空電氣設(shè)備的故障預(yù)測(cè)與健康管理措施。

（一）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

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)航天行業(yè)發(fā)展十分迅速，故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)水平得到了很大提升，且相關(guān)學(xué)者已研究出很多高效的方法，預(yù)測(cè)并管理航空電氣系統(tǒng)中的故障，但這些方法的應(yīng)用都存在很多問題。同時(shí)，隨著人民群眾生活質(zhì)量的提升，大家越來越追求高質(zhì)量的方法，完善航空電氣設(shè)備故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)，并出現(xiàn)了很多方法融合的理念，如監(jiān)測(cè)特征參數(shù)法、累積損傷模型法的有效融合，形成了高效的技術(shù)，能夠充分發(fā)揮出兩者的共同作用，實(shí)現(xiàn)航空電氣設(shè)備故障預(yù)測(cè)和管理的有效性，為航天事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供技術(shù)保障。

（二）監(jiān)控飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

為了提高航空電氣設(shè)備故障檢測(cè)水平，技術(shù)人員需要做好以下工作：第一，從飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的角度來看，技術(shù)人員需要針對(duì)各個(gè)電氣系統(tǒng)部件，加大預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)的應(yīng)用力度，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)和電氣系統(tǒng)的有效融合，及時(shí)檢測(cè)并分析相關(guān)部門和系統(tǒng)運(yùn)行情況；第二，在檢測(cè)航空電氣設(shè)備的過程中，需要重視數(shù)據(jù)整理工作，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)降孛骘w機(jī)維護(hù)人員的手中，確保航空電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，為故障維修提供技術(shù)支持。

（三）應(yīng)用便攜式維修輔助設(shè)備

在航天事業(yè)的發(fā)展中，很多新興技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)作為新時(shí)期快速發(fā)展的技術(shù)，為飛機(jī)相關(guān)部件、機(jī)電系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的有效連接提供了技術(shù)支持，有利于建設(shè)通信鏈。預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)在航空電氣設(shè)備管理中的應(yīng)用，不僅能夠簡(jiǎn)化工程流程，還能夠及時(shí)監(jiān)控飛機(jī)內(nèi)部檢測(cè)工作和維修工作，有助于下載飛行數(shù)據(jù)，為航空事業(yè)的快速發(fā)展提供保障。

（四）加強(qiáng)前線測(cè)試成套設(shè)備的研制

在新時(shí)期的發(fā)展中，飛機(jī)維修保養(yǎng)的主要方式是更換并維修故障單元，這就造成了很多特殊系統(tǒng)保障資源浪費(fèi)問題，這就需要開展維修級(jí)別分析、完善測(cè)試功能、合理分配并確定保障資源的方式，對(duì)故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)的診斷能力、在線監(jiān)控能力進(jìn)行有效補(bǔ)充。除此之外，技術(shù)人員還需要及時(shí)更新相關(guān)數(shù)據(jù)，確保電氣設(shè)備維修工作的可靠性，為飛機(jī)運(yùn)行的安全性提供保障。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了確保航空電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性，航空企業(yè)需要積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，如故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮著重要作用，減少了航空企業(yè)的維修成本，提高了電氣設(shè)備的整體性能，在很大程度上推動(dòng)了航空事業(yè)的發(fā)展。因此，航空企業(yè)需要完善電氣設(shè)備故障預(yù)測(cè)和健康管理系統(tǒng)，提高故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)的應(yīng)用水平。

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