1优秀的备件管理解决方案
包括：备件采购，利用计算机对订货、到货、需求、库存等各个环节进行有效控制，进而确认符合现场需求的采购计划；仓储配送，建立电子虚拟仓库，并根据备件实际需求情况进行定点配送的仓储物流解决方案；库存分析，通过系统对备件消耗相关的数据分析，从而得到合理库存动态分析模型，并通过系统设定最高、低储备量进行自动库存预警。可以按照多种口径和目标灵活生成各管理层级需要的统计分析报表，并可将不同人员关注的统计分析结果推到个人桌面。
2功能模块设计
目前在航空航天、国防军事以及工业领域应用的不同类型的设备健康管理系统，虽然其功能、复杂程度不同，但体现的基本思想是类似的，区别主要表现在不同领域其具体应用的技术和方法不同。根据OSA-CBM的设计思想，结合航天发射场设备维修管理的实际情况，本文确定航天发射场地面设备健康管理原型系统主要包含6个功能模块，分别是：数据采集与处理模块、状态监测模块、健康评估与报警模块、故障预测与寿命预测模块、维护维修辅助决策模块和辅助功能模块，如图1所示。上述6个功能模块再加上专家系统模块构成了一个较为完整的设备健康管理系统。
2.1数据采集与处理模块
该模块利用各种传感器采集系统的相关参数信息，通过实时和离线两种方式将信息采集到健康管理系统中，为健康管理系统提供数据基础，并且还利用数据解析方法对数据进行异常判断，消除异常数据，利用各种数据处理方法对数据进行预处理，将数据处理成后继的状态监测、健康评估和故障预测等部分处理要求的格式。该模块的输出结果包括经过过滤、压缩简化后的传感器数据、频谱数据以及其它特征数据等。此外还具有数据转换以及数据传输等功能。
2.2状态监测模块
该模块主要接受来自传感器、数据处理以及其它监测模块的数据。功能主要是将监控的设备、系统的运行状态特征信息集中显示，对故障特征进行跟踪和对比，进一步检测故障并隔离，提供人机交互界面，实现设备异常和故障检测功能。
2.3健康评估与报警模块
该模块主要接受来自不同监测模块以及其它健康评估模块的数据。功能主要完成健康特征参数超限的确定、产生故障诊断记录并确定故障发生的可能性、健康状态等级的划分、健康状态等级的评定及设备健康状态报警，向用户提交相关的分析和评估结果，并累积设备的历史健康状态，形成设备的健康状态档案。
2.4故障预测和寿命预测模块
主要是综合利用前面几个模块产生的数据结果，采用灰色预测模型、比例风险预测模型、卡尔曼滤波预测模型等对设备的剩余使用寿命和未来的故障进行预测，确保在设备严重停机事故发生之前，可以有足够的时间制订和实施维修计划。设备状态监测、健康评估、故障预测与诊断的执行程序如图2所示。
2.5维护维修辅助决策模块
主要完成设备维修计划的管理和维修资源的管理功能，自动生成合理的维修计划，对未按时完成的维修进行提醒，确认已经完成的维修任务和维修的效果，并对维修计划涉及的维修人员、维修工具和备件进行管理，还可以实时对维修信息进行查询。
2.6辅助功能模块
主要实现显示管理、数据库管理、报表的生成和打印等功能。需要指出的是，上述各个功能模块之间并没有明显的界限，存在着数据信息的交叉反馈。考虑设备群协同运行的情况，课题组把设备健康管理系统的整体功能分为设备级、工作单元级、设备群级和基地级。设备级的功能主要包括数据采集和处理，从而实现对设备和部件的监控、故障诊断和质量控制，在此基础上进行设备的修理、替换和配置管理。为了适应设备的协同运行，工作单元级主要提供人机接口、设备或关键部件的健康预测、设备的安全管理和质量管理功能、并执行设备的维修历史记录，以实现对设备维修历史的追踪。设备群级的主要功能是根据各设备的健康状态进行维修计划的制定和决策、设备群生产能力的评价和决策，响应相应的生产、维修计划的制定和执行。基地级主要根据设备群的评价和决策结果进行管理和供应。不同级别间、同一级别间的信息流动具有一定的关系，不同级别间信息传输具有一定的需求关系。
2.7专家系统模块
设备健康管理中的专家系统由状态监测策略、知识库模型、故障处理流程和第三方工业服务四部分组成。状态监测的主要作用是通过物联网技术将点巡检、离线监测和在线监测所产生的数据收集和整理，并对收集到的状态信息进行集中监控和告警。知识库模型：由故障知识库、专家知识库和维修知识库组成。其中故障知识库主要是对设备故障信息的描述，将所收集的数据和故障知识库中的故障知识进行比对（推理，）可以判断出相关设备是否出现故障。如果判断为出现故障，则故障知识库还将给出相应的故障类型和故障等级。如果判断为非故障，专家系统将对状态信息进行趋势分析并形成相应的知识输入到专家数据库中。专家知识库的主要作用是根据现有设备的运行和状态信息，再结合行业专家的知识和经验，总结出新的知识。维修知识库主要存储相应的故障维修知识，维修人员根据故障知识库所得出的故障类型输入维修知识库进行推理，维修知识库给出相应的维修方法和建议。故障处理流程管理是专家系统与故障处理模块的接口。当专家系统确认设备发生故障后，专家系统可以自动生成故障维修派工单和备件领料单等单据，方便后续的故障处理流程。第三方工业服务模块是专家系统的外部接口。当某些故障通过基地自身力量无法解决时，必须求助于第三方机构如厂商、研究院等进行协同解决，此时专家系统将向授权的第三方开放。授权第三方可以访问专家系统中的知识数据库和故障状态信息，由此协助基地进行疑难故障排查。
3结束语
从健康管理角度出发设计设备健康管理系统的主要功能模块，能够有针对性地采集与处理设备健康信息，科学合理地实施状态监测，及时地进行健康评估并报警，并通过故障预测和寿命预测辅助维修决策，可以发挥专家系统的重大作用，对于航天发射场优化设备维修活动具有重要意义。
作者：夏良华 闫耀东 孙俊峰 单位：装甲兵工程学院装备指挥与管理系
