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故障预测与健康管理（PHM）和结构健康监测（SHM）概述
- 作者：聚华信息官
- 发表时间：2019-08-12 15:10
- 来源：光纤光栅传感器专家
故障预测与健康管理（Prognostics and Health Management，PHM）
故障预测与健康管理（Prognostics and Health Management，PHM）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 Health Monitoring，SHM）
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。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。
关于结构健康监测
结构健康监测是指对工程结构实施损伤检测和识别。 我们这里所说的损伤包括材料特性改变或结构体系的几何特性发生改变，以及边界条件和体系的连续性，体系的整体连续性对结构的服役能力有至关重要的作用。 结构健康监测涉及到通过分析定期采集的结构布置的传感器阵列的动力响应数据来观察体系随时间推移产生的变化，损伤敏感特征值的提取并通过数据分析来确定结构的健康状态。对于长期结构健康监测，通过数据定期更新来估计结构老化和恶劣服役环境对工程结构是否有能力继续实现设计功能。
关于聚华科技
杭州聚华光电科技有限公司（Cavono,Inc.）是一家基于物联网光纤传感器技术从事土木工程结构健康监测与预警管理的高新技术企业，聚华是光纤光栅传感器产品提供商和土木工程结构健康监测一站式解决方案优质合作伙伴。公司专注于桥梁、隧道、边坡、基坑、地铁、矿山、电力等土木工程领域的结构健康监测相关产品的研发、生产、推广与应用，以提供野外光纤传感器自动化监测产品、工程结构安全监测一站式解决方案见长。主要以光纤光栅传感器技术、分布式光纤测温技术、工程安全自动化云计算软件、工程化专业领域数据分析为技术核心。www.cavono.com www.juhualab.com
故障预测与健康管理（Prognostics and Health Management，PHM）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 Health Monitoring，SHM）
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。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。
关于结构健康监测
结构健康监测是指对工程结构实施损伤检测和识别。 我们这里所说的损伤包括材料特性改变或结构体系的几何特性发生改变，以及边界条件和体系的连续性，体系的整体连续性对结构的服役能力有至关重要的作用。 结构健康监测涉及到通过分析定期采集的结构布置的传感器阵列的动力响应数据来观察体系随时间推移产生的变化，损伤敏感特征值的提取并通过数据分析来确定结构的健康状态。对于长期结构健康监测，通过数据定期更新来估计结构老化和恶劣服役环境对工程结构是否有能力继续实现设计功能。
关于聚华科技
杭州聚华光电科技有限公司（Cavono,Inc.）是一家基于物联网光纤传感器技术从事土木工程结构健康监测与预警管理的高新技术企业，聚华是光纤光栅传感器产品提供商和土木工程结构健康监测一站式解决方案优质合作伙伴。公司专注于桥梁、隧道、边坡、基坑、地铁、矿山、电力等土木工程领域的结构健康监测相关产品的研发、生产、推广与应用，以提供野外光纤传感器自动化监测产品、工程结构安全监测一站式解决方案见长。主要以光纤光栅传感器技术、分布式光纤测温技术、工程安全自动化云计算软件、工程化专业领域数据分析为技术核心。www.cavono.com www.juhualab.com
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