智預——裝備故障預測與健康管理：全壽命周期解讀與實踐

第1章 PHM技術的發展概況 1
1.1　PHM的定義 2
1.2　PHM的本質 4
1.3　PHM的發展演化 5
1.4　PHM學術研究與典型應用現狀 8
1.4.1 PHM學術研究現狀分析 8
1.4.2 PHM工程實踐現狀 11
1.5　PHM相關標準體系現狀 14
1.5.1 PHM相關標準組織 15
1.5.2 PHM經典標準簡介 18
1.6　PHM技術的困難與挑戰 21
1.6.1 需求不清 21
1.6.2 性能不穩 22
1.6.3 支持不夠 23
1.7　小結 25
第2章 基於模型的PHM系統工程 26
2.1　PHM全壽命周期關鍵活動 27
2.2　PHM全壽命周期模型概覽 28
2.2.1 運行概念模型 31
2.2.2 能力需求模型 33
2.2.3 費用評估與優化模型 35
2.2.4 組織架構模型 37
2.2.5 功能-邏輯-物理架構模型 39
2.2.6 故障模式、機理、影響與危害性分析模型 40
2.2.7 系統測試性模型 42
2.2.8 狀態監測、故障診斷與預測模型 43
2.2.9 基於診斷/預測信息的使用保障優化模型 45
2.2.10 效能驗證模型 47
2.3　小結 50
第3章 PHM需求分析 51
3.1　裝備系統運行概念與保障場景分析 52
3.1.1 裝備PHM利益攸關方識別 53
3.1.2 裝備系統使用場景分析 56
3.2　裝備系統PHM需求映射分解 59
3.2.1 PHM需求模型 59
3.2.2 PHM能力指標體系 65
3.3　基於仿真的PHM能力需求論證方法 77
3.3.1 PHM仿真模型構建 79
3.3.2 PHM仿真邏輯 85
3.3.3 案例分析 88
3.4　PHM需求確認 90
3.4.1 PHM需求確認的基本原則 91
3.4.2 PHM需求確認的流程 92
3.5　小結 94
第4章 PHM總體設計 96
4.1　PHM系統總體框架設計 97
4.1.1 PHM與裝備系統總體設計的協同 97
4.1.2 PHM研發組織模式 100
4.1.3 PHM框架設計流程 103
4.2　PHM系統功能架構設計 105
4.2.1 PHM使用場景細化分析 105
4.2.2 飛機PHM功能架構案例 107
4.3　PHM系統邏輯架構設計 111
4.3.1 典型PHM邏輯架構方案 111
4.3.2 飛機PHM邏輯架構案例 113
4.4　PHM系統物理架構設計 115
4.4.1 典型PHM物理架構方案 116
4.4.2 飛機PHM物理架構案例 120
4.5　小結 123
第5章 PHM工程研制 124
5.1　PHM對象的確認 125
5.1.1 系統/部件增強型故障模式和影響分析 126
5.1.2 壽命件分析 129
5.1.3 特殊事件分析 130
5.1.4 傳感器選型 133
5.1.5 系統測試性模型構建與優化 135
5.2　PHM系統框架構建 138
5.2.1 PHM硬件構成 139
5.2.2 PHM軟件架構設計 147
5.3　PHM數據處理與算法設計 151
5.3.1 數據預處理 152
5.3.2 狀態監測/異常檢測、故障診斷、壽命預測算法 155
5.3.3 運維決策支持算法 170
5.4　小結 174
第6章 PHM綜合驗證 175
6.1　PHM驗證框架設計 176
6.1.1 PHM驗證的階段維度 177
6.1.2 PHM驗證的層級維度 178
6.1.3 PHM驗證的實施原則 178
6.2　總體設計階段驗證 179
6.2.1 PHM系統架構驗證 180
6.2.2 專家評審驗證 182
6.3　工程研制階段驗證 186
6.3.1 FMECA驗證 187
6.3.2 系統測試性模型驗證 189
6.3.3 功能性能驗證 193
6.4　綜合集成和試驗階段驗證 198
6.4.1 接口兼容性驗證 198
6.4.2 跨分系統功能集成驗證 199
6.4.3 PHM綜合試驗臺 203
6.5　部署使用階段驗證 207
6.5.1 PHM使用全歷程數據集構建 207
6.5.2 部署使用階段的主要驗證工作 211
6.5.3 PHM性能的持續熟化 215
6.6　小結 217
第7章 總結與展望 218
7.1　本書的核心內容與主要貢獻 219
7.2　PHM技術的發展趨勢 224
7.2.1 未來PHM技術總體展望 226
7.2.2 未來PHM的可能商業模式與研發策略 231
7.2.3 大模型、數字孿生、虛擬現實技術對PHM的影響 237
7.2.4 PHM與其他領域的交叉研究 240
參考文獻 246