航空電氣設備的故障預測與健康管理研究

張宇駿

【摘 要】隨著社會的快速發展，我國航空事業發展十分迅速，航空事業的技術水平得到了很大提升，航空電氣設備作為航空事業中的重要內容，相關技術人員需要予以重視。現階段，我國科學技術水平得到了很大提升，推動著航空事業的進一步發展，航空企業需要將故障預測和健康管理技術融入航空事業的發展中，提升航空電氣設備的整體質量和綜合性能，推動航空事業的進一步發展。文章主要研究了航空電氣設備的故障預測與健康管理等方面的內容。

【關鍵詞】航空電氣設備；故障預測；健康管理

在科學技術水平快速提升的大背景下，航空領域中電子設備的安全性得到了保障。在航空電子設備使用準備階段，相關技術人員需要對航空電子設備進行縝密計算和設備檢驗工作，但其中存在很多故障問題，為了有效地改善這些問題，技術人員需要制定相應的優化措施，積極引進先進的技術，如故障預測與健康管理技術。基于此，文章闡述了故障預測與健康管理的相關內容，故障預測和健康管理技術應用中存在的問題，研究了航空電氣設備的故障預測與健康管理。

一、故障預測與健康管理及電子設備狀態分類

（一）故障預測與健康管理概述

故障預測與健康管理是傳統監控與故障診斷技術的一種發展形態，其拓展了機內測試功能和狀態監控能力，主要目標是通過預測能力將技術要素轉變為系統或設備的健康管理，及時預測故障發生，以最大限度保障系統裝備功能性和安全性。因此，故障預測與健康管理主要包括兩方面內容：第一，預測。預測屬于結合系統歷史性能資料數據，分析系統當前工作狀態，并以此為依據診斷系統未來工作性能的一種識別能力；第二，健康管理。根據預測信息作出是否維修決策的一種能力。因此，故障預測與健康管理的實質是轉變測試方法，由傳統的外部測試發展成為機內測試，經由傳感器診斷轉變為智能系統預測。隨著智能技術的發展，綜合診斷理念的運用，故障預測與健康管理體系也越來越完善。

（二）航空電子設備的狀態分類

從健康管理角度進行劃分，航空電子設備主要分為以下幾種：正常，錯誤，異常，故障和損壞。其中，正常。航空電子設備能夠按照預定方式運行，一切指標均在正常范圍內；錯誤。航空電子設備在運行過程中突發性的錯誤，檢測表現為“未見故障”，可能由瞬時環境因素超限，或級聯故障引起，是暫時性的、非常駐狀態，在引發錯誤的因素被消除后，設備能夠自行恢復或修復；異常，是指產品運行方式與功能不屬常態，表現為功能降級。這種情況大多是因為設備內部的一些電路器件敏感于臨界外部條件，導致設備偏離預訂工作狀態。待臨界外部條件恢復正常后，設備會自行修復。為避免設備出現異常狀態，應該定期對設備進行調整合維護；故障是指產品無法執行規定的功能，表現為功能喪失。設備自身的內在缺陷，或內部電子器件發生損傷是造成功能喪失的主要原因，但外部環境也對故障的產生有一定影響。

二、故障預測和健康管理技術應用中存在的問題

基于航空可靠方面、安全方面與經濟方面的要求，航空電氣裝置的問題預測與健康管理技術越來越受到重視。但是，故障預測和健康管理技術在航空電子設備應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；第二，故障檢測率低，虛警率高。如參數漂移故障便難以檢測，檢測電路出現故障也不能有效檢測；第三，故障檢測過于依賴地面設備，會增加后勤負擔；第四，對于航空電子系統故障的預測主要依賴于原有的故障統計資料，但是事實是基于故障履歷檔案資料而分析的故障趨勢，不能作為系統未來狀況的主要評斷標準，也不能視為系統實施維修活動的依據；第五，對航空裝備進行健康管理這一項功能并未完全實現，實質上只是進行一般的統計信息管理，其主要原因是目前飛機信息管理方式仍然采用傳統的地面計算機信息管理，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施與指向者相同，都是飛機，存在物理上的隔離，且目前數據采集系統也僅僅收集飛機飛行狀態參數和既往故障檢測結果，因而這種管理方式存在著非實時及管理隔離的問題。

三、航空電氣設備的故障預測與健康管理

在現代化社會的發展中，我國航天事業發展十分迅速，故障預測和健康管理技術得到了廣泛應用，并發揮著非常重要的作用。但在實際技術應用過程中，仍存在一系列問題，嚴重影響著航空電氣設備的整體質量和使用的安全性。為了提升故障預測和健康管理技術的應用水平，航空企業需要針對實際應用情況，采取合理的優化措施。下文主要介紹了航空電氣設備的故障預測與健康管理措施。

（一）利用綜合法對電子系統的故障進行監測與管理

隨著社會的快速發展，我國航天行業發展十分迅速，故障預測和健康管理技術水平得到了很大提升，且相關學者已研究出很多高效的方法，預測并管理航空電氣系統中的故障，但這些方法的應用都存在很多問題。同時，隨著人民群眾生活質量的提升，大家越來越追求高質量的方法，完善航空電氣設備故障預測和健康管理技術，并出現了很多方法融合的理念，如監測特征參數法、累積損傷模型法的有效融合，形成了高效的技術，能夠充分發揮出兩者的共同作用，實現航空電氣設備故障預測和管理的有效性，為航天事業的進一步發展提供技術保障。

（二）監控飛機運行狀態

為了提高航空電氣設備故障檢測水平，技術人員需要做好以下工作：第一，從飛機運行狀態監控的角度來看，技術人員需要針對各個電氣系統部件，加大預測與健康管理技術的應用力度，實現預測與健康管理技術和電氣系統的有效融合，及時檢測并分析相關部門和系統運行情況；第二，在檢測航空電氣設備的過程中，需要重視數據整理工作，將各項數據和信息傳輸到地面飛機維護人員的手中，確保航空電氣設備運行的穩定性，為故障維修提供技術支持。

（三）應用便攜式維修輔助設備

在航天事業的發展中，很多新興技術得到了廣泛應用，預測與健康管理技術作為新時期快速發展的技術，為飛機相關部件、機電系統和電子系統的有效連接提供了技術支持，有利于建設通信鏈。預測與健康管理技術在航空電氣設備管理中的應用，不僅能夠簡化工程流程，還能夠及時監控飛機內部檢測工作和維修工作，有助于下載飛行數據，為航空事業的快速發展提供保障。

（四）加強前線測試成套設備的研制

在新時期的發展中，飛機維修保養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保障資源浪費問題，這就需要開展維修級別分析、完善測試功能、合理分配并確定保障資源的方式，對故障預測和健康管理技術的診斷能力、在線監控能力進行有效補充。除此之外，技術人員還需要及時更新相關數據，確保電氣設備維修工作的可靠性，為飛機運行的安全性提供保障。

四、結束語

綜上所述，為了確保航空電氣設備運行的安全性，航空企業需要積極引進先進的技術，如故障預測和健康管理技術，這種技術的應用發揮著重要作用，減少了航空企業的維修成本，提高了電氣設備的整體性能，在很大程度上推動了航空事業的發展。因此，航空企業需要完善電氣設備故障預測和健康管理系統，提高故障預測和健康管理技術的應用水平。

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