一种飞机预测与健康管理性能指标确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种飞机预测与健康管理性能指标确定方法及装置，该方法包括：获取飞机保障过程数据信息和飞机保障过程工作流程；根据飞机保障过程数据信息，构建飞机运行保障仿真模型；利用的系统仿真方法，对飞机保障过程工作流程进行模拟，得到仿真过程数据信息；利用数理统计方法，对仿真过程数据信息进行处理，得到飞机保障效能指标；分析预测与健康管理系统性能指标的变化对飞机保障效能指标的影响程度，进而实现预测与健康管理系统指标的科学合理论证

【技术实现步骤摘要】
一种飞机预测与健康管理性能指标确定方法及装置


[0001]本专利技术涉及指标要求论证
，尤其涉及一种飞机预测与健康管理性能指标确定方法及装置
。

技术介绍

[0002]预测与健康管理
(Prognostics and Health Management
，
PHM)
的主要功能是利用传感监测系统提供的性能
、
控制
、
运行
、
维修等各个方面的原始数据信息，来感知装备的健康状况，识别和诊断装备的性能退化或故障类型，预测装备的剩余使用寿命并据此做出装备运行保障决策，优化装备维修保障工作，对于提高飞机任务成功率与使用可用度，降低综合使用成本，改善全寿命周期综合保障效益具有重要作用
。
[0003]需求论证是飞机预测与健康管理系统的全寿命周期中的首要环节，其任务是根据飞机的使用场景环境
、
保障性能等方面的要求，提出预测与健康管理系统总体架构与具体的性能指标要求，以指导后续的系统研发与部署工作
。
这个过程要解决的一个核心问题是建立预测与健康管理性能指标的映射关系，即把飞机的使用保障需求指标
(
使用可用度
、
出动架次率
、
任务成功率等
)
映射到预测与健康管理具体的能力指标
(
故障检测率
、
故障隔离率
、
寿命预测提前量
、
寿命预测精度
>、
预防性维修间隔等
)
上去，这对于合理确定预测与健康管理的总体技术要求，控制预测与健康管理的实现成本，指导预测与健康管理的研制设计，甚至是指导飞机的总体设计
、
性能分配和使用模式都有重要意义
。
预测与健康管理的性能指标与飞机的使用保障需求指标之间的映射关系不仅需要考虑飞机的预测与健康管理系统设计和保障性设计水平，还要考虑保障资源以及保障组织等因素的影响，这种多因素非线性耦合关系导致无法直接建立二者之间的数学模型
。
因此如何采用科学合理的方法从飞机实际使用场景中提取预测与健康管理的相关需求，建立预测与健康管理的性能指标与飞机的使用保障需求指标之间的影响关系，是当前预测与健康管理性能指标论证的难点
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种飞机预测与健康管理性能指标确定方法及装置，通过建立飞机运行保障过程模型与保障效能评价指标，利用离散事件驱动仿真方法模拟装配了预测与健康管理系统的飞机使用保障过程，分析预测与健康管理性能指标的变化对飞机保障效能指标的影响程度，进而建立飞机的使用保障需求到预测与健康管理能力指标的映射，实现预测与健康管理指标的科学合理论证
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例第一方面公开了一种飞机预测与健康管理性能指标确定方法，所述方法包括：
[0006]S1
，获取飞机保障过程数据信息和飞机保障过程工作流程；
[0007]所述飞机保障过程数据信息包括飞机通用质量特性参数信息
、
保障组织方式与管理机制信息
、
保障资源配置信息和预测与健康管理的性能指标信息；
[0008]所述预测与健康管理的性能指标信息包括故障隔离率
、
故障检测率
、
寿命预测精
度
、
预防性维修间隔和预测提前量；
[0009]所述飞机保障过程工作流程包括飞行前准备
、
任务执行
、
修复性维修
、
预防性维修
、
预测性维修工作流程；
[0010]S2
，根据所述飞机保障过程数据信息，构建飞机运行保障仿真模型；
[0011]所述飞机运行保障仿真模型包括任务模型
、
飞机构型模型
、
维修模型
、
保障资源模型和保障组织模型；
[0012]S3
，利用预设的系统仿真方法，对所述飞机保障过程工作流程进行模拟，得到仿真过程数据信息；
[0013]所述仿真过程数据信息包括工作时间
、
待命时间
、
修复性维修时间
、
预防性维修时间
、
管理和保障延误时间
、
出动架次率
、
第
i
天的总出动架次
、
总出动天数
、
每天出动的飞机数量
、
飞机每天能飞行的小时数
、
飞机平均每次飞行的小时数
、
飞机平均每次地面滑行时间
、
飞机再次出动准备时间
、
飞机每出动架次的平均修复性维修时间
、
飞机每出动架次的平均预防性维修时间
、
每出动架次的平均战斗损伤修理时间和每出动架次的平均补给时间；
[0014]S4
，利用数理统计方法，对所述仿真过程数据信息进行处理，得到飞机保障效能指标；
[0015]所述飞机保障效能指标包括使用可用度
、
出动架次率和任务成功率；
[0016]S5
，对所述飞机运行保障仿真模型中的预测与健康管理的性能指标信息进行调整，得到各预测与健康管理的性能指标信息对保障效能的影响程度信息；
[0017]S6
，根据所述影响程度信息，对所述预测与健康管理的性能指标信息进行组合，得到预测与健康管理的性能指标信息组合；
[0018]S7
，对所述预测与健康管理的性能指标信息组合和所述飞机保障效能指标进行评估，判断是否满足保障效能要求，若满足要求，输出所述预测与健康管理的性能指标信息组合；若不满足要求，执行
S5
，直到满足保障效能要求
。
[0019]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述任务模型用于描述飞机执行的任务剖面信息，驱动飞机运行保障活动；
[0020]所述飞机构型模型用于描述飞机的基本组成信息和各类子系统的故障率
、
平均维修时间
、
故障检测率
、
故障隔离率
、
寿命预测提前量
、
寿命预测精度和预防性维修间隔参数；
[0021]所述维修模型用于描述飞机在预测与健康管理的支持下如何进行修复性维修
、
预防性维修和预测性维修；
[0022]所述保障资源模型用于描述保障飞机正常飞行需要的各类航材备件的储供方式和调度规则；
[0023]所述保障组织模型用于描述飞机在运行过程中涉及的各类保障实体以及它们之间的交互关系
。
[0024]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种飞机预测与健康管理性能指标确定方法，其特征在于，所述方法包括：
S1
，获取飞机保障过程数据信息和飞机保障过程工作流程；所述飞机保障过程数据信息包括飞机通用质量特性参数信息
、
保障组织方式与管理机制信息
、
保障资源配置信息和预测与健康管理的性能指标信息；所述预测与健康管理的性能指标信息包括故障隔离率
、
故障检测率
、
寿命预测精度
、
预防性维修间隔和预测提前量；所述飞机保障过程工作流程包括飞行前准备
、
任务执行
、
修复性维修
、
预防性维修
、
预测性维修工作流程；
S2
，根据所述飞机保障过程数据信息，构建飞机运行保障仿真模型；所述飞机运行保障仿真模型包括任务模型
、
飞机构型模型
、
维修模型
、
保障资源模型和保障组织模型；
S3
，对所述飞机保障过程工作流程进行模拟，得到仿真过程数据信息；所述仿真过程数据信息包括工作时间
、
待命时间
、
修复性维修时间
、
预防性维修时间
、
管理和保障延误时间
、
出动架次率
、
第
i
天的总出动架次
、
总出动天数
、
每天出动的飞机数量
、
飞机每天能飞行的小时数
、
飞机平均每次飞行的小时数
、
飞机平均每次地面滑行时间
、
飞机再次出动准备时间
、
飞机每出动架次的平均修复性维修时间
、
飞机每出动架次的平均预防性维修时间
、
每出动架次的平均战斗损伤修理时间和每出动架次的平均补给时间；
S4
，对所述仿真过程数据信息进行处理，得到飞机保障效能指标；所述飞机保障效能指标包括使用可用度
、
出动架次率和任务成功率；
S5
，对所述飞机运行保障仿真模型中的预测与健康管理的性能指标信息进行调整，得到各预测与健康管理的性能指标信息对保障效能的影响程度信息；
S6
，根据所述影响程度信息，对所述预测与健康管理的性能指标信息进行组合，得到预测与健康管理的性能指标信息组合；
S7
，对所述预测与健康管理的性能指标信息组合和所述飞机保障效能指标进行评估，判断是否满足保障效能要求，若满足要求，输出所述预测与健康管理的性能指标信息组合；若不满足要求，执行
S5
，直到满足保障效能要求
。2.
根据权利要求1所述飞机预测与健康管理性能指标确定方法，其特征在于，所述任务模型用于描述飞机执行的任务剖面信息，驱动飞机运行保障活动；所述飞机构型模型用于描述飞机的基本组成信息和各类子系统的故障率
、
平均维修时间
、
故障检测率
、
故障隔离率
、
寿命预测提前量
、
寿命预测精度和预防性维修间隔参数；所述维修模型用于描述飞机在预测与健康管理的支持下如何进行修复性维修
、
预防性维修和预测性维修；所述保障资源模型用于描述保障飞机正常飞行需要的各类航材备件的储供方式和调度规则；所述保障组织模型用于描述飞机在运行过程中涉及的各类保障实体以及它们之间的交互关系
。3.
根据权利要求1所述飞机预测与健康管理性能指标确定方法，其特征在于，所述对所述飞机保障过程工作流程进行模拟，得到仿真过程数据信息，包括：
S31
，对所述飞机保障过程工作流程进行模拟，得到任务清单；
S32
，根据所述任务清单，通过随机抽样生成飞机初始状态与故障发生时刻，得到仿真过程数据信息
。4.
根据权利要求1所述飞机预测与健康管理性能指标确定方法，其特征在于，所述对所述仿真过程数据信息进行处理，得到飞机保障效能指标，包括：
S41
，利用使用可用度计算模型，对所述飞机保障过程数据信息进行处理，得到使用可用度；所述使用可用度计算模型为：式中，
A
O
为使用可用度，
OT
为工作时间，
ST
为待命时间，
TCM
为修复性维修时间，
TPM
为预防性维修时间，
ALDT
为管理和保障延误时间；
S42
，利用出动架次率计算模型，对所述飞机保障过程数据信息进行处理，得到出动架次率；所述出动架次率计算模型为：式中，
SGR
为出动架次率，
D
i
为第
i
天的总出动架次，
n
为总出动天数，
m
i
为每天...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡杨，苗学问，何庆杰，钱征文，李牧东，
申请(专利权)人：中国人民解放军，
类型：发明
国别省市：