Интеллектуальные методы обеспечения надежности инженерных систем: прогресс и вызовы

Zhiliang Liu ,  

Qin Zhang ,  

Yu Liu ,  

Yaguo Lei ,  

Mingjian Zuo ,  

摘要

Эффективное обеспечение надежности имеет решающее значение для безопасной, надежной и экономичной работы современных инженерных систем. За десятилетия исследователи и инженеры разработали множество методов, которые постепенно эволюционировали от превентивного обслуживания к парадигме прогнозного обслуживания (PdM). В данной статье представлен всесторонний обзор стратегий обеспечения надежности с особым акцентом на последние достижения в области интеллектуального прогнозного обслуживания. Сердцем новой парадигмы является концепция "умного агента", способного мониторить работу системы, обнаруживать возникновение и развитие отказов, оценивать состояние здоровья, прогнозировать остаточный срок службы ключевых компонентов и системы в целом, а также самостоятельно принимать решения по обеспечению запасных частей и планированию обслуживания. Рассмотренные методы классифицированы на три основные категории: статистические методы, физико-ориентированные методы и интеллектуальные методы. Особое внимание уделено интеллектуальным методам, включая источники данных (вибрация, изображения и видео, акустическая эмиссия, ультразвук и электрические сигналы), методы анализа (на основе правил, статистические, физические, методы поверхностного и глубокого обучения) и целевое оборудование (аккумуляторы, подшипники, газовые турбины, ветровые турбины, микросхемы и мехатронные системы). Кроме того, обсуждаются практические применения в области высокоскоростных железных дорог, аэрокосмической промышленности и ядерной энергетики. В конце статьи подведены итоги ключевых исследовательских вызовов и перспектив дальнейшего развития интеллектуального обеспечения надежности, включая стандартизацию данных, безопасность и обмен, периферийные вычисления, алгоритмы слияния данных, вывод в условиях неопределённости, количественное принятие решений, масштабные базовые модели и цифровые двойники.

关键词

интеллектуальное обеспечение надежности; прогнозное обслуживание; прогнозирование и управление состоянием; инженерные системы

阅读全文