一種艦載雷達(dá)健康管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)

洪 暢,翟棟梁,丁志輝,沈 洋

(中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第八研究院,南京 211153)

0 引 言

為了能夠適應(yīng)日益嚴(yán)苛的作戰(zhàn)環(huán)境,雷達(dá)的復(fù)雜度和集成度越來(lái)越高,功能更加復(fù)雜,性能也不斷提升。相應(yīng)地,雷達(dá)的組成模塊數(shù)量龐大、種類繁多,且各模塊之間故障耦合性高,因而對(duì)其運(yùn)行可靠性和自主保障能力的要求也越來(lái)越高[1]。健康管理(Prognostic and Health Management,PHM)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)武器裝備基于狀態(tài)的維修、智能維護(hù)、自主式保障、感知與響應(yīng)后勤等新思想、新方案的關(guān)鍵技術(shù)之一,目前已受到歐美軍事強(qiáng)國(guó)的高度重視并被推廣應(yīng)用,正在成為新型武器裝備研制設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中的重要組成部分[2]。

艦載雷達(dá)作為一種大型復(fù)雜的電子信息系統(tǒng),不同型號(hào)的系統(tǒng)組成、工作體制、執(zhí)行任務(wù)等差異較大。本文設(shè)計(jì)一種能夠適應(yīng)不同雷達(dá)特點(diǎn),并快速構(gòu)建和部署的健康管理系統(tǒng),使設(shè)計(jì)過(guò)程聚焦于艦載雷達(dá)健康管理模型的構(gòu)建,而無(wú)須關(guān)心具體的實(shí)現(xiàn)方法,能夠降低健康管理系統(tǒng)的復(fù)雜度和設(shè)計(jì)周期,且具有易維護(hù)升級(jí)的優(yōu)點(diǎn)。

1 健康管理技術(shù)研究現(xiàn)狀

國(guó)外PHM技術(shù)主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,且產(chǎn)品成熟度高,目前已成功部署于諸多先進(jìn)武器裝備,能夠有效提高戰(zhàn)備效能評(píng)估,其自主保障能力在國(guó)外多型裝備上得到驗(yàn)證,如美國(guó)“宙斯盾”驅(qū)逐艦的戰(zhàn)備裝備測(cè)試系統(tǒng)(ORTS)、美國(guó)海軍艦船綜合狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)(ICAS)、F-35戰(zhàn)機(jī)的PHM系統(tǒng)、“阿帕奇”直升機(jī)的健康狀態(tài)與使用監(jiān)控系統(tǒng)(HUMS)、航天器的綜合健康管理系統(tǒng)(IVHM)等[3]。從PHM系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,國(guó)外包括ISO、IEEE和OSA等在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)針對(duì)PHM技術(shù)形成了一系列規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),涵蓋了PHM技術(shù)需求分析、功能設(shè)計(jì)、產(chǎn)品集成、性能評(píng)價(jià)和驗(yàn)證全過(guò)程[4]。從PHM研制平臺(tái)來(lái)看,國(guó)外已經(jīng)擁有多種滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合和不同裝備類型的PHM系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)一體化通用平臺(tái),絕大多數(shù)PHM系統(tǒng)都是采用這些專業(yè)的PHM研制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的,包括PHM DesignTM、SureSense、VSE-PHM、iTrend等[5]。

近年來(lái),PHM技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛關(guān)注和高度重視,一些航空、航天、雷達(dá)、艦船等領(lǐng)域科研院所已經(jīng)開(kāi)展了一系列PHM基礎(chǔ)理論研究和PHM系統(tǒng)設(shè)計(jì),取得了顯著成果。但是,由于起步較晚,相關(guān)理論研究還不夠深入,在大型復(fù)雜裝備健康管理應(yīng)用上的成功案例并不多。在艦載雷達(dá)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)PHM技術(shù)應(yīng)用較遲,目前基本處于故障診斷層級(jí),即能實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的狀態(tài)信息,并進(jìn)行故障診斷和隔離,尚不具備完成雷達(dá)狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)測(cè)和提供維修決策的能力或應(yīng)用還不夠深入,越來(lái)越難以滿足艦載雷達(dá)運(yùn)行可靠性、視情維修和自主保障的需求。關(guān)于PHM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),由于PHM實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匱乏和技術(shù)儲(chǔ)備不夠,我國(guó)目前主要借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,尚未形成完備的PHM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。在PHM研制平臺(tái)方面,國(guó)內(nèi)有關(guān)科研院所和高校已經(jīng)開(kāi)展研究,并且在某些裝備PHM系統(tǒng)研制中發(fā)揮了一定的作用,但是還處于初期階段,尚未形成通用化強(qiáng)、成熟度高的產(chǎn)品。

2 艦載雷達(dá)健康管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

艦載雷達(dá)裝備型號(hào)眾多,各型號(hào)差異較大,系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,故障模式眾多,任務(wù)耦合度高,其健康管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)多區(qū)域?qū)哟位_(kāi)放體系結(jié)構(gòu),對(duì)雷達(dá)進(jìn)行分類分層設(shè)計(jì),做到軟件可互操作、流程可重構(gòu)、信息共享、對(duì)外信息交互便捷。

2.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

艦載雷達(dá)通常包括陣面、伺服、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理、環(huán)控等分系統(tǒng),且不同型號(hào)裝備差異較大,任務(wù)側(cè)重點(diǎn)也有所不同。為了適應(yīng)和滿足不同雷達(dá)的特點(diǎn)與需求,采用開(kāi)發(fā)與運(yùn)行分離的方法,設(shè)計(jì)一種艦載雷達(dá)健康管理系統(tǒng),其總體架構(gòu)以及與雷達(dá)其他子系統(tǒng)之間的功能層級(jí)關(guān)系如圖1所示。

圖1 艦載雷達(dá)健康管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

雷達(dá)底層軟硬件是健康管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源,包括傳感器、模塊級(jí)BIT軟件、分系統(tǒng)級(jí)BIT軟件和數(shù)據(jù)庫(kù),其中分系統(tǒng)BIT負(fù)責(zé)收集內(nèi)部各模塊BIT和傳感器數(shù)據(jù),完成初步故障檢測(cè)和定位,形成原始數(shù)據(jù)提交給雷達(dá)健康管理系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)健康管理系統(tǒng)產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù),比如故障診斷結(jié)果、評(píng)估結(jié)果、發(fā)送故障時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)等,此外還記錄所有分系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),形成歷史數(shù)據(jù)。雷達(dá)健康管理服務(wù)分為數(shù)據(jù)層、模型層、應(yīng)用層3個(gè)層次。

(1)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)解碼、數(shù)據(jù)處理和算法訓(xùn)練4個(gè)功能模塊:數(shù)據(jù)獲取模塊負(fù)責(zé)接收雷達(dá)健康狀態(tài)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)解碼模塊完成原始報(bào)文解析;數(shù)據(jù)處理模塊完成原始數(shù)據(jù)到模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換;算法訓(xùn)練模塊基于歷史數(shù)據(jù)生成一個(gè)性能最優(yōu)的算法模型。

(2)模型層

模型層的作用是提供健康管理系統(tǒng)具體應(yīng)用所需的模型,主要包括雷達(dá)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)屬性、資源信息、診斷邏輯、預(yù)測(cè)算法、評(píng)估模型以及維修措施,其中結(jié)構(gòu)屬性完成健康管理對(duì)象的配置,包括雷達(dá)結(jié)構(gòu)樹(shù)及屬性、故障點(diǎn)及故障模式、數(shù)據(jù)接收協(xié)議、頻率、解析方法等;資源信息主要有備件清單、可更換單元和壽命件清單、保障單位信息等;診斷邏輯針對(duì)每個(gè)模塊故障點(diǎn)和故障模式選擇故障判據(jù)方法;預(yù)測(cè)算法用于選擇故障預(yù)測(cè)時(shí)使用的算法文件;評(píng)估模型用于選擇評(píng)估雷達(dá)健康狀態(tài)、性能、任務(wù)可完成度的方法;維修措施用于選擇故障處理的維修措施。

(3)應(yīng)用層

應(yīng)用層在在數(shù)據(jù)層和模型層的支撐下實(shí)現(xiàn)具體健康管理業(yè)務(wù),遵從OSA-CBM標(biāo)準(zhǔn),包括狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)測(cè)和維保決策,具備資源管理和系統(tǒng)管理功能:資源管理可完成對(duì)模型層中各類資源信息的管理功能,包括資源屬性增加、修改和查看、備件維修狀態(tài)和記錄、保障單位信息管理等;系統(tǒng)管理負(fù)責(zé)管理健康管理系統(tǒng),主要包括對(duì)用戶的增加、刪除和權(quán)限管理、各類數(shù)據(jù)和報(bào)告的生成與導(dǎo)入導(dǎo)出、用戶操作的日志管理等。

健康管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用B/S架構(gòu),用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)健康管理服務(wù)端并提交業(yè)務(wù)請(qǐng)求,服務(wù)器便可以完成相應(yīng)處理工作,之后再將運(yùn)算結(jié)果作為響應(yīng)傳遞給客戶端。雷達(dá)健康管理系統(tǒng)還可以與外部系統(tǒng)交互,如雷達(dá)顯控臺(tái)、交互式電子手冊(cè)和上級(jí)指揮中心等。健康管理系統(tǒng)將健康管理過(guò)程中的數(shù)據(jù)或處理結(jié)果發(fā)送給雷達(dá)顯控臺(tái),以便提供及時(shí)的故障提示告警或?qū)崟r(shí)的狀態(tài)監(jiān)測(cè);健康管理系統(tǒng)關(guān)聯(lián)交互式電子手冊(cè),發(fā)生故障后可以基于健康管理系統(tǒng)生成的維保決策結(jié)果,調(diào)用交互式電子手冊(cè)指導(dǎo)后期的維修活動(dòng);健康管理系統(tǒng)還可以與上級(jí)指揮中心進(jìn)行通信,方便指揮中心監(jiān)控全部管轄裝備的健康狀態(tài)和后勤保障需求。

在設(shè)計(jì)和部署健康管理系統(tǒng)時(shí),先對(duì)健康管理對(duì)象即雷達(dá)完成健康管理模型的構(gòu)建,包括產(chǎn)品模型和功能模型:產(chǎn)品模型又分為雷達(dá)結(jié)構(gòu)樹(shù)、參數(shù)、屬性等;功能模型包括故障模式、故障診斷方法、評(píng)估方法、預(yù)測(cè)算法、維修決策方法等;再基于生成的模型為雷達(dá)生成狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、健康狀態(tài)評(píng)估和維修預(yù)測(cè)等方面的業(yè)務(wù)應(yīng)用。這種設(shè)計(jì)方法將健康管理對(duì)象與業(yè)務(wù)進(jìn)行邏輯分離,解除了二者之間的緊耦合關(guān)系,內(nèi)部邏輯清晰,雷達(dá)健康管理模型的構(gòu)建、管理、升級(jí)和加載使得系統(tǒng)具備快速部署、通用性強(qiáng)、易于維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。

2.2 核心功能設(shè)計(jì)

雷達(dá)健康管理系統(tǒng)是對(duì)雷達(dá)的全方位智能監(jiān)控和感知技術(shù),是對(duì)傳統(tǒng)BIT功能的全面拓展,能夠?qū)崿F(xiàn)裝備的視情維修,有利于提高裝備任務(wù)執(zhí)行可靠性和降低裝備維修費(fèi)用,其核心功能包括數(shù)據(jù)獲取及處理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障預(yù)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估和維修保障決策。

2.2.1 數(shù)據(jù)獲取及處理

數(shù)據(jù)獲取及處理是雷達(dá)健康管理系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ),雷達(dá)包含大量的電子設(shè)備和微波器件,傳感器是數(shù)據(jù)的來(lái)源,各級(jí)LRU監(jiān)控軟件或分系統(tǒng)級(jí)BIT軟件將表征模塊運(yùn)行狀態(tài)的電壓、電流、相位、駐波等重要參數(shù)收集起來(lái),再通過(guò)可靠的內(nèi)部總線傳輸至PHM系統(tǒng),PHM系統(tǒng)接收到原始數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、提取、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)等操作,形成供PHM系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)。在艦載雷達(dá)運(yùn)行過(guò)程中,PHM系統(tǒng)不斷存儲(chǔ)運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)信息以形成歷史數(shù)據(jù),基于長(zhǎng)期的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行算法訓(xùn)練,是生成故障預(yù)測(cè)算法的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2.2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)

狀態(tài)監(jiān)測(cè)是雷達(dá)健康管理系統(tǒng)的初始環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)艦載雷達(dá)下轄各分系統(tǒng)及部件運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)反映艦載雷達(dá)健康狀況的重要參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè),并通過(guò)圖表等可視化方式將具體信息直觀地顯示給用戶。艦載雷達(dá)監(jiān)測(cè)參數(shù)可以分為3類:

(1)數(shù)據(jù)類信息,包括電壓、電流、溫度、濕度、功率、駐波、CPU使用率、內(nèi)存占用率等數(shù)據(jù),以具體采樣或監(jiān)測(cè)數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換監(jiān)測(cè);

(2)狀態(tài)類信息,包括運(yùn)行狀態(tài)、通信狀態(tài)、程序加載狀態(tài)、門開(kāi)關(guān)、加電狀態(tài)等,以數(shù)字(0/1)表征是或否進(jìn)行監(jiān)測(cè);

(3)文字類信息,包括故障信息、備件信息、維修信息等,以自動(dòng)填報(bào)或人工填報(bào)的文字表格進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2.3 故障診斷

故障診斷是雷達(dá)健康管理系統(tǒng)在傳統(tǒng)BIT功能基礎(chǔ)上的進(jìn)一步提升。目前,BIT功能已經(jīng)成熟地應(yīng)用于艦載雷達(dá)各分系統(tǒng),可以自動(dòng)監(jiān)控雷達(dá)分系統(tǒng)所轄各部件的運(yùn)行狀態(tài),發(fā)生故障時(shí)能夠自動(dòng)定位并隔離故障,并且對(duì)于具有破壞性故障和影響整機(jī)運(yùn)行的故障能夠執(zhí)行實(shí)時(shí)的保護(hù)措施,避免設(shè)備損壞。PHM故障診斷在此之上能夠?qū)?dāng)前故障現(xiàn)象和歷史故障記錄相結(jié)合,根據(jù)各分系統(tǒng)故障關(guān)聯(lián)關(guān)系及故障樹(shù)完成推理分析,從而更加及時(shí)和準(zhǔn)確地診斷故障,定位到可更換單元,并給出故障的詳細(xì)信息、告警提示和基礎(chǔ)的解決辦法。

2.2.4 故障預(yù)測(cè)

故障預(yù)測(cè)是雷達(dá)健康管理系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)BIT的核心功能。對(duì)于具有損傷標(biāo)尺的部件,可以通過(guò)其明確的退化機(jī)理或使用壽命閾值建立線性退化模型來(lái)完成故障預(yù)測(cè),且預(yù)測(cè)精度較高[6]。但是,由于艦載雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部具備明確失效機(jī)理的部件較少,通常為電機(jī)、風(fēng)機(jī)、匯流環(huán)等機(jī)電模塊,可實(shí)施范圍較小。

大部分電子設(shè)備的退化規(guī)律不明確,在不同的環(huán)境和工作應(yīng)力下發(fā)生故障的概率呈現(xiàn)隨機(jī)性,難以提取表征電子設(shè)備工作狀態(tài)的特征信息,因此故障預(yù)測(cè)的意義不大,關(guān)注點(diǎn)還是放在部件可靠性設(shè)計(jì)、及時(shí)的故障診斷和定位功能上。

當(dāng)輸出性能指標(biāo)或狀態(tài)信息能夠反映部件工作衰退變化趨勢(shì)時(shí),故障預(yù)測(cè)功能在這種應(yīng)用場(chǎng)景下最為有效。首先要對(duì)部件由正常到退化再到故障的全過(guò)程歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析,得出歷史數(shù)據(jù)的特征和分布情況,再完成特征參數(shù)選擇,得到能夠表征部件退化過(guò)程的關(guān)鍵信號(hào),最后可選擇支持向量機(jī)、貝葉斯、隨機(jī)森林、決策樹(shù)回歸等機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行預(yù)測(cè),通過(guò)對(duì)比不同算法與參數(shù)權(quán)重的預(yù)測(cè)結(jié)果得到算法和參數(shù)的最優(yōu)組合,以提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。這種預(yù)測(cè)方法需要大量的樣本數(shù)據(jù)支撐,而目前在艦載雷達(dá)領(lǐng)域?qū)τ谶@部分部件工作狀態(tài)信息的采集不夠全面,須要在雷達(dá)分系統(tǒng)和模塊設(shè)計(jì)時(shí)考慮到故障預(yù)測(cè)功能的需求,設(shè)置更加全面的傳感器和檢測(cè)裝置。此外,部件運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)相對(duì)缺失:一是傳統(tǒng)BIT缺少歷史數(shù)據(jù)記錄功能;二是獲取單一種類部件正常到故障的狀態(tài)信息時(shí)間周期不確定。因此,健康管理系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊不間斷地記錄部件的工作狀態(tài)信息,當(dāng)雷達(dá)內(nèi)部某一類部件數(shù)量較多時(shí),例如功放組件、T/R組件、電源等,基于同一部件工作狀態(tài)的相似性可以更加有效地得到該部件的退化過(guò)程數(shù)據(jù)。

2.2.5 狀態(tài)評(píng)估

狀態(tài)評(píng)估是雷達(dá)健康管理系統(tǒng)的又一重要功能,負(fù)責(zé)完成艦載雷達(dá)及關(guān)鍵分系統(tǒng)健康狀態(tài)的綜合評(píng)估,一般包括雷達(dá)健康度、探測(cè)性能和任務(wù)可執(zhí)行度評(píng)估[1,7]。

由于艦載雷達(dá)內(nèi)部電子設(shè)備眾多,不同電子設(shè)備失效對(duì)于雷達(dá)的影響不盡相同,有些電子設(shè)備故障只影響某一分系統(tǒng),有些電子設(shè)備會(huì)做硬件故障冗余和重構(gòu)功能,其故障對(duì)雷達(dá)性能不造成影響或影響很小。因此,首先要建立雷達(dá)整機(jī)健康度評(píng)估體系,根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷結(jié)果對(duì)當(dāng)前雷達(dá)健康狀態(tài)作出定性評(píng)價(jià),再通過(guò)不同顏色進(jìn)行分級(jí)顯示。

雷達(dá)探測(cè)性能主要指雷達(dá)探測(cè)威力、精度、跟蹤、抗干擾等指標(biāo)。以有源相控陣?yán)走_(dá)為例,T/R組件故障數(shù)量及位置對(duì)雷達(dá)性能指標(biāo)的影響差別很大,在雷達(dá)運(yùn)行時(shí)陣面內(nèi)監(jiān)測(cè)通過(guò)幅相校準(zhǔn)結(jié)果做出補(bǔ)償,可以根據(jù)幅相監(jiān)測(cè)結(jié)果獲得組件各通道幅度及相位信息,從而計(jì)算得到等效的天線方向圖,包括發(fā)射及接收波束增益、副瓣電平、波束寬度等指標(biāo),再根據(jù)雷達(dá)威力評(píng)估算法得到雷達(dá)當(dāng)前探測(cè)威力、測(cè)角精度等與設(shè)計(jì)值的偏差。

在健康管理系統(tǒng)中建立與雷達(dá)的作戰(zhàn)任務(wù)對(duì)應(yīng)的評(píng)估模型,例如警戒探測(cè)、目標(biāo)指示、氣象探測(cè)等,制訂執(zhí)行任務(wù)需要達(dá)到的性能指標(biāo)和關(guān)聯(lián)的分系統(tǒng)及部件的故障狀態(tài),判定雷達(dá)是否具備完成該任務(wù)的能力,輸出能夠執(zhí)行、降級(jí)執(zhí)行和無(wú)法執(zhí)行等評(píng)價(jià)結(jié)果。

2.2.6 維修保障決策

維修保障決策是雷達(dá)健康管理系統(tǒng)的最終環(huán)節(jié),能夠根據(jù)故障診斷、故障預(yù)測(cè)及資源備件等信息,自動(dòng)生成雷達(dá)維修保障方案。在健康管理系統(tǒng)中建立維修單元、維修行為和維修工卡,在維修工卡中詳細(xì)定義維修原因、保障單位、維修方法、耗材及具體步驟等,當(dāng)現(xiàn)有備件數(shù)量不足或沒(méi)有該型號(hào)備件時(shí)給出警示信息,并且能夠關(guān)聯(lián)IETM交互式電子手冊(cè)進(jìn)一步指導(dǎo)維修行為。在維修過(guò)程中,維修保障人員確認(rèn)實(shí)際故障并錄入故障信息,包括維修或更換的模塊、維修人員、維修步驟、用到的備件數(shù)量和種類、維修時(shí)間等,實(shí)現(xiàn)維修過(guò)程的跟蹤管理。

2.3 應(yīng)用案例

基于某型艦載雷達(dá)完成健康管理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施,具體流程如圖2所示。

首先,分析雷達(dá)產(chǎn)品,包括雷達(dá)系統(tǒng)組成、FMEA分析、故障樹(shù)、作戰(zhàn)任務(wù)、評(píng)估體系、保障信息等;

其次,構(gòu)建艦載雷達(dá)健康管理模型,包括雷達(dá)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)、各分系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)接收及解碼方法、數(shù)據(jù)處理及特征提取方法、故障判據(jù)及診斷推理、預(yù)測(cè)算法及參數(shù)設(shè)置、雷達(dá)健康度及任務(wù)可執(zhí)行度評(píng)估模型和維修保障策略;

圖2 艦載雷達(dá)PHM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)流程

最后,基于構(gòu)建好的艦載雷達(dá)健康管理模型,健康管理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)獲取到的雷達(dá)各分系統(tǒng)BIT數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理,實(shí)現(xiàn)雷達(dá)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷及預(yù)測(cè)、健康狀態(tài)評(píng)估功能,并且依據(jù)故障診斷、評(píng)估和預(yù)測(cè)結(jié)果給出相應(yīng)的保障決策,實(shí)現(xiàn)雷達(dá)裝備健康狀態(tài)的全方位管控。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文基于艦載雷達(dá)的特點(diǎn),采用分層設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用分離方法,設(shè)計(jì)一種艦載雷達(dá)健康管理系統(tǒng),并通過(guò)某型艦載雷達(dá)完成健康管理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,效果良好,對(duì)其他大型裝備健康管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。

健康管理技術(shù)是一種大型復(fù)雜電子裝備全生命周期健康狀態(tài)管控的新技術(shù),能夠有效降低艦載雷達(dá)維修保障成本,提高武器安全性、可用度與完好性,對(duì)提升艦載雷達(dá)的作戰(zhàn)效能具有顯著意義。