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预测和健康管理 (PHM) 是一种先进的方法，可以大限度地降低维护成本，同时大限度地提高关键系统的操作可用性和利用率。PHM 寻求开发传感器硬件和算法来检测异常、诊断导致异常的问题并计算故障时间的概率分布。考虑到这种分布以及系统的操作限制和目标，可以安排维护活动以实现佳成本和利用率。

故障预测以优化平衡维护和操作

Prognostics and Health Management

关键系统的维护显然很重要，但在部件、劳动力和运营可用性损失方面，它也需要大量成本。基于定期间隔的维护可能会比需要的更频繁，从而导致相应的更高成本。然而，等到关键系统出现故障可能会导致更高的成本，因为任务中断、增加的后勤困难以及可能导致整个系统甚至人命的损失。理想情况下，可以在这两个极端之间安排维护，以大限度地降低总成本。

为什么 PHM 很重要？

• PHM 可以降低维护成本，同时提高操作可用性和利用率：

• PHM 有潜力每年为美国经济节省数十亿美元的维护和运营成本

• 防部政策要求（国防部指令 4151.22）：

• 包括...适用于所有新武器系统

• 在技术上可行和有益的地方实施……

• PHM的努力将促进传感器硬件和决策算法的总体研发以及进一步在其他领域的应用

开发这种能力的目标是什么？

• 通过为国部、能源和工业客户提供降低维持成本和提高战态的工具，增强国、能源和经济全

• 从次优的被动维护和物流策略转变为优的主动策略

• 利用传感器、电子设备、计算机和算法以及数据存储、传输和处理方面的累积技术进步

研究领域有哪些？

• 传感器设计和应用：机械、化学和电气

• 失效建模和模拟物理学

• 用于特征提取、异常检测、问题诊断和故障时间预测的算法

• 应用于电力电子和军事系统

• 开发用于改造现有系统的无线、低功耗传感器节点

• 佳维修计划和后果分析算法

Prognostics and Health Management工业设备故障预测性维护

PT500 pro预测性维护试验台可以针对传动故障，包括两级传动直齿轮及一级传动行星齿轮箱和轴承故障数据采集采集及分析所开发，用户可以自行灵活搭配配置振动，温度，噪声，转速，位移等机械参量测量的传感器，本试验台可以模拟旋转机械升降速瞬态过程及稳态运行工况的振动状态，以及多种常见的旋转机械故障，配合数据采集仪器及分析软件配套使用，可进行故障特征分析，形成一个多用途，综合性的实验系统平台，为齿轮传动及轴承类故障提供一个良好的实验分析环境和算法依据。

二：VALENIAN系统可开展的试验项目：

1. 滚动轴承故障模拟：可模拟的故障有轴承内圈损伤，外圈损伤，滚珠损伤，保持架损伤，混合损伤等；（通过更换带有不同类型故障的套件，来完成各种损伤故障模拟）

2. 齿轮故障模拟：通过更换有缺陷的齿轮，可模拟各类齿轮故障；（故障类型，缺齿，断齿，裂纹，磨损）

3. 行星齿轮故障模拟： 通过更换有缺陷的行星齿轮，可模拟各类齿轮故障；（故障类型，缺齿，断齿，裂纹，磨损）

4. 轴系故障模拟：通过不对中调整系统调整底座可模拟轴安装不对中缺陷；（调整安装座的顶丝来实现不对中模拟）

5. 旋转机械设备的转速实验（升速，降速，稳速等，通过控制程序调整电机转速，模拟实验）；

6. 旋转设备的不平衡模拟实验（通过在平衡盘圆周安装，拆卸配重块来实现不平衡模拟）

7. 旋转设备的转轴碰磨模拟实验（模拟异物触碰到轴的异常情况）

8. 旋转设备的共振实验（拧松测试设备的安装螺钉，做共振实验）；

9. 转矩加载实验（通过磁粉制动器在轴端恒转矩，变转矩，脉

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