專利名稱：?jiǎn)纹脚_(tái)或多平臺(tái)系統(tǒng)的健康管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及健康數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)與方法，包括
健康數(shù)據(jù)處理與多種類型系統(tǒng)的預(yù)推理的健康管理系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
0002包括復(fù)雜航空系統(tǒng)的復(fù)雜機(jī)器與系統(tǒng)的現(xiàn)代健康管理可能超 出簡(jiǎn)單地監(jiān)控操作條件。健康管理也可包括吸收可利用信號(hào)用以確定 預(yù)測(cè)的故障模式和故障時(shí)間、可能的校正措施、計(jì)劃和安排選擇。因 此，健康管理可提供多種互連與合作的功能以便綜合地管理系統(tǒng)的健康。
0003盡管現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)與方法已取得期望的結(jié)果，但是仍有改 進(jìn)的余地。例如，飛行器的傳統(tǒng)健康管理系統(tǒng)一般是高度個(gè)體化和使 用定制構(gòu)架、個(gè)體化的預(yù)運(yùn)算、以及不同的數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)技術(shù)。當(dāng) 前，在各種健康管理系統(tǒng)之間缺乏共性，制約了將經(jīng)過(guò)具體飛行器， 或經(jīng)過(guò)飛行器組(例如設(shè)置成具體飛行路線的飛行器中隊(duì)或編隊(duì))的 飛行器內(nèi)與飛行器外所產(chǎn)生的各種類型數(shù)據(jù)合并的性能。因此，減少 現(xiàn)有技術(shù)的這些不良特征的新穎系統(tǒng)與方法將具有實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容
0004根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的實(shí)施例涉及健康數(shù)據(jù)管理，其包括 用于多平臺(tái)系統(tǒng)的健康數(shù)據(jù)管理。這樣的實(shí)施例可有利地增加飛行器 系統(tǒng)的可靠性、安全性、可維護(hù)性、可用性和可購(gòu)買(mǎi)性，這將改進(jìn)飛 行性能與操作能力。
0005在一個(gè)實(shí)施例中，用于多平臺(tái)系統(tǒng)的監(jiān)控健康信息的方法包 括從多個(gè)平臺(tái)中的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)接收健康信息，并利用被構(gòu)造成 預(yù)測(cè)該一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的潛在故障的一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算(reasoner algorithm)而分析健康信息。根據(jù)預(yù)測(cè)的潛在故障，本方法
包括提供以及該一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)特征。在替換實(shí)施例中，本
方法進(jìn)一步包括將用于該一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)中的每一個(gè)的健康信息中 的至少一些編譯成通用格式，并將該編譯后的健康信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)
中用于隨后分析。
0006在進(jìn)一步的實(shí)施例中，該多個(gè)平臺(tái)可包括一個(gè)或多個(gè)飛行器， 而且分析該健康信息可包括從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取編譯后的健康數(shù)據(jù)，并利 用一個(gè)或多個(gè)地面推理機(jī)運(yùn)算而分析編譯的健康信息?？商鎿Q地，提 供預(yù)測(cè)特征可包括提供修理命令、替換命令、以及維護(hù)命令。
0007己經(jīng)討論的特征、功能、以及優(yōu)點(diǎn)可在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例 中獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，或者可被組合在其他實(shí)施例中，參考下面的說(shuō)明與附圖 可明白其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。


0008根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的實(shí)施例參考下面的附圖，將在下面 詳細(xì)描述。
0009圖1是執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多平臺(tái)系統(tǒng)的整合健康管理 的方法的示意0010圖2是執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多平臺(tái)整合健康管理的系統(tǒng) 的示意0011圖3示出用于軍用飛行器與商用飛行器的代表性的多個(gè)健康 數(shù)據(jù)源；
0012圖4是在試驗(yàn)站正在被試驗(yàn)的軍用飛行器的代表性試驗(yàn)數(shù)據(jù) 收集過(guò)程；
0013圖5是商用飛行器的代表性健康數(shù)據(jù)收集過(guò)程；0014圖6是軍用飛行器的另一種代表性健康數(shù)據(jù)收集過(guò)程；0015圖7是另一種飛行器的另一種代表性健康數(shù)據(jù)收集過(guò)程；0016圖8是一種飛行器的又一種代表性健康數(shù)據(jù)收集過(guò)程；以及0017圖9示出適用于根據(jù)本發(fā)明替換實(shí)施例的系統(tǒng)與方法的代表 性診斷推理運(yùn)算。
具體實(shí)施例方式
0018本發(fā)明涉及健康數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)與方法，其包括多平臺(tái)系統(tǒng) 的健康數(shù)據(jù)管理。特定實(shí)施例的許多具體細(xì)節(jié)在下面的說(shuō)明以及在圖 l-9中進(jìn)行了說(shuō)明，以便提供對(duì)這樣的實(shí)施例的全面理解。然而，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可具有其他的實(shí)施例，或在無(wú)需下面說(shuō) 明中所述的多個(gè)細(xì)節(jié)的情況下可以實(shí)施本發(fā)明。
0019通常，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)與方法的實(shí)施例可提供從多種飛行 器健康管理數(shù)據(jù)源進(jìn)行編譯、用通用格式存儲(chǔ)、査看、分析、合并、 以及處理數(shù)據(jù)(通過(guò)基于模式或非基于模式的診斷與預(yù)運(yùn)算)的能力。 這樣的系統(tǒng)與方法可使得通用運(yùn)算被重復(fù)使用以操作來(lái)自多種飛行器 類型、以及來(lái)自多個(gè)飛行器健康管理數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，其中所述多種飛 行器類型及多個(gè)飛行器健康管理數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)包括1)操作數(shù)據(jù)(例 如參數(shù)數(shù)據(jù)與故障(fault))， 2)維護(hù)數(shù)據(jù)(例如維護(hù)動(dòng)作、部件安裝 與移除、以及試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù))，以及3)參考數(shù)據(jù)(例如，飛行記錄器構(gòu) 造、軟件構(gòu)造、容錯(cuò)水平、預(yù)期參數(shù)、試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)造數(shù)據(jù)、系統(tǒng)與子系 統(tǒng)機(jī)構(gòu)、以及工程單位)。
0020圖1是執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多平臺(tái)系統(tǒng)的整合健 康管理的方法100的示意圖。方法100包括在方框102處，從多個(gè)平 臺(tái)104的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)接收健康信息。在圖1所示的實(shí)施例中， 平臺(tái)104被描畫(huà)成各種類型的商用與軍用飛行器。然而，要理解的是， 在替換實(shí)施例中，其他適合類型的平臺(tái)也可被監(jiān)控。當(dāng)出現(xiàn)從該多個(gè) 平臺(tái)接收的健康信息未使用通用格式的情況時(shí)，則該健康信息可在方 框106處，被適當(dāng)?shù)鼐幾g成通用格式，并可在方框108處被存儲(chǔ)在通 用的可共同操作的健康管理數(shù)據(jù)庫(kù)中。
0021如圖1進(jìn)一步所示，在方框110處，健康信息利用一個(gè)或多 個(gè)推理機(jī)運(yùn)算而被分析。在一些實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算 被構(gòu)造成診斷和/或預(yù)測(cè)一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的潛在故障，例如，包括故障模式、故障時(shí)間等。根據(jù)診斷或預(yù)測(cè)的潛在故障，在方框iio處執(zhí) 行的分析可進(jìn)一步提供該一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的診斷或預(yù)測(cè)特征，例如 修理命令，替換命令，維護(hù)命令，或任何其他適合的預(yù)測(cè)特征。在方
框110處執(zhí)行的分析也可包括挖掘(mining)以及趨勢(shì)分析，或者其他 需要的分析。
0022圖2是執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多平臺(tái)整合的監(jiān)控管理的 系統(tǒng)120的示意圖。如上所述，系統(tǒng)120包括一個(gè)或多個(gè)編譯器122， 其可將從多個(gè)平臺(tái)104接收的健康信息轉(zhuǎn)換為通用的格式。如上所述， 平臺(tái)104可以是飛行器或任何其他適合類型的平臺(tái)?？商鎿Q地，健康 信息可通過(guò)維護(hù)人員、維護(hù)系統(tǒng)、以及部件或子系統(tǒng)試驗(yàn)105而被提 供，例如可以在試驗(yàn)臺(tái)、實(shí)驗(yàn)室、風(fēng)洞、或任何其他適合的試驗(yàn)環(huán)境 中進(jìn)行。該一個(gè)或多個(gè)編譯器122可根據(jù)數(shù)據(jù)交換規(guī)范(specification) 124而運(yùn)作，以便適當(dāng)?shù)貙⒔】敌畔⑥D(zhuǎn)換成所需的通用格式。
0023系統(tǒng)120進(jìn)一步包括推理機(jī)模塊126。推理機(jī)126利用一個(gè)或 多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算128分析健康信息。如上所述， 一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn) 算128可被構(gòu)造成診斷故障，以便提供預(yù)測(cè)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與趨勢(shì)分 析、或者任何其他需要類型的分析。推理機(jī)模塊126可處理一個(gè)或多 個(gè)數(shù)據(jù)文件130，該數(shù)據(jù)文件130可通過(guò)推理機(jī)運(yùn)算128而被存取，從 而執(zhí)行需要的分析。 一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)文件130可被用于存儲(chǔ)大容量的 高采樣率(例如針對(duì)幾個(gè)飛行小時(shí)頻率為100HZ)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)很少 被推理機(jī)模塊126用于例如專門(mén)的事件驅(qū)動(dòng)的分析。數(shù)據(jù)文件可被壓 縮以便有效長(zhǎng)期存儲(chǔ)，并被最優(yōu)化以便從歷史數(shù)據(jù)中快速取出。例如， 利用第五版分級(jí)數(shù)據(jù)格式(HDF5)，即一種用于存儲(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)的通用 的、與機(jī)器無(wú)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，其由美國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心(NCSA)研 發(fā)。數(shù)據(jù)文件130可被鏈接(經(jīng)由軟件指示器/指針)到用于推理機(jī)運(yùn) 算128的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)134。
0024如圖2進(jìn)一步所示，健康管理系統(tǒng)120的推理機(jī)模塊126包 括關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)134。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)134可被用于存儲(chǔ)(由編譯器122提供 的)多種類型的飛行器健康管理數(shù)據(jù)。它也可包括存取高速數(shù)據(jù)文件 130，該高速數(shù)據(jù)文件130在外部存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，用于對(duì)專用數(shù)據(jù)
9參數(shù)的少有的事件驅(qū)動(dòng)的詳細(xì)分析。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，關(guān)系數(shù)據(jù) 庫(kù)134可有利地使得下面的三種基本飛行器健康管理數(shù)據(jù)中的一個(gè)或 多個(gè)相關(guān)聯(lián)1)來(lái)自相同數(shù)據(jù)源而相關(guān)的多個(gè)數(shù)據(jù)集(例如，從一次 飛行到下一次飛行相比較的飛行器飛行數(shù)據(jù))，2)來(lái)自相同飛行器的 兩個(gè)不同數(shù)據(jù)源(例如，與維護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)相比的飛行器飛行數(shù)據(jù)，與 試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)相比的飛行器飛行數(shù)據(jù)，用于具體部件)，以及3)多個(gè)不
同飛行器平臺(tái)(例如飛行器至螺旋飛機(jī))。推理機(jī)126也可包括支持?jǐn)?shù) 據(jù)庫(kù)132。支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)可包括經(jīng)驗(yàn)的或分析推導(dǎo)的信息，該信息涉及各 種平臺(tái)104的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的故障模式、系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、以及維 護(hù)信息、和操作者/運(yùn)營(yíng)商知識(shí)。推理機(jī)模塊126也可包括數(shù)據(jù)可視化 部件136，其能夠可視化分析(例如圖形分析)健康信息，來(lái)自關(guān)系數(shù) 據(jù)庫(kù)134的關(guān)系信息，以及由推理機(jī)運(yùn)算128執(zhí)行的分析結(jié)果。
0025根據(jù)本發(fā)明的方法與系統(tǒng)的實(shí)施例可用于監(jiān)控與管理具有多 種健康信息源的多平臺(tái)系統(tǒng)。例如，圖3示出用于代表軍用飛行器140 與代表商用飛行器141的多個(gè)健康數(shù)據(jù)源。對(duì)于軍用飛行器140，該多 個(gè)健康數(shù)據(jù)源包括提供水平尾翼面的位置控制的平尾翼組件142的一 個(gè)或多個(gè)部件，用于控制副翼位置的副翼組件144的一個(gè)或多個(gè)部件， 用于控制對(duì)稱特征的LEF (前緣襟翼)組件146的一個(gè)或多個(gè)部件， 用于啟動(dòng)飛行器阻流板的LEX (前緣延伸)組件148的一個(gè)或多個(gè)部 件，前起落架組件150的一個(gè)或多個(gè)部件，前輪轉(zhuǎn)向組件152的一個(gè) 或多個(gè)部件，LEFHDU (液壓傳動(dòng)單元)組件154的一個(gè)或多個(gè)部件， TEF (后緣襟翼)組件156的一個(gè)或多個(gè)部件，以及方向舵控制組件 158的一個(gè)或多個(gè)部件。當(dāng)然，可利用任何其他需要的健康數(shù)據(jù)源，包 括航空電子系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)與其他推進(jìn)系統(tǒng)部件，以及任何其他需要的 系統(tǒng)與子系統(tǒng)。
0026相似地，對(duì)于商用飛行器141，多個(gè)健康數(shù)據(jù)源包括用于升降 舵控制的升降舵致動(dòng)器143，用于控制副翼位置的副翼組件145， LEF 或LES (前緣縫翼)組件147的一個(gè)或多個(gè)部件，用于致動(dòng)飛行器阻 流板的阻流板致動(dòng)器149，起落架組件151的一個(gè)或多個(gè)部件，前輪轉(zhuǎn) 向組件153的一個(gè)或多個(gè)部件，TEF組件157的一個(gè)或多個(gè)部件，以及方向舵控制組件159的一個(gè)或多個(gè)部件。飛行器141的其他航空電 子、電學(xué)、以及機(jī)械部件也可被監(jiān)控。
0027應(yīng)該理解的是，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)與方法的實(shí)施例可使用從 各種平臺(tái)類型的系統(tǒng)與子系統(tǒng)上進(jìn)行的試驗(yàn)獲得的監(jiān)控信息。例如， 圖4是用于在試驗(yàn)站162處正在被試驗(yàn)的軍用飛行器140的代表性試 驗(yàn)數(shù)據(jù)收集過(guò)程160。在圖4所示的實(shí)施例中，試驗(yàn)站162被描述為伺 服缸試驗(yàn)站(STS)，其是用于以中級(jí)和廠級(jí)(intermediate and depot levels)對(duì)飛行控制伺服致動(dòng)機(jī)和從軍用飛行器140移除的伺服致動(dòng)機(jī) 子組件執(zhí)行完全自動(dòng)化的性能驗(yàn)證與診斷故障隔離的液壓試驗(yàn)站。這 樣的試驗(yàn)站可用于各種類型的飛行器與飛行器部件。
0028在圖4中所示的數(shù)據(jù)收集過(guò)程160提供在飛行器140的所有 健康信息源上執(zhí)行的試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其包括上述關(guān)于圖3的飛 行控制致動(dòng)器?？刂撇考?68可將試驗(yàn)計(jì)劃或試驗(yàn)限制的規(guī)定集170 提供給試驗(yàn)站162，以便確保在試驗(yàn)時(shí)獲得期望的健康信息。利用實(shí)驗(yàn) 站162獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)164可包括試驗(yàn)結(jié)果的總和，以及試驗(yàn)期間捕 獲的實(shí)際原始數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)164可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，或經(jīng)由
(例如，局域網(wǎng)、全球網(wǎng)、調(diào)制解調(diào)器、無(wú)線電線路，等)通信網(wǎng)絡(luò) 166而被傳送，以便用于隨后的后處理與分析。
0029試驗(yàn)數(shù)據(jù)164傳送到飛行器模塊172，在本實(shí)施例中，該飛行 器模塊172被示為控制部件168的一部分。分析模塊172可執(zhí)行根據(jù) 本發(fā)明的管理健康信息的方法，例如上述關(guān)于圖1與2的方法?？商?換地，分析模塊172可執(zhí)行上述方法的所選部分，例如將試驗(yàn)數(shù)據(jù)164 編譯為需要的格式，以便傳送并隨后被一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算分析。 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，來(lái)自控制部件168的輸出數(shù)據(jù)174可保持未被 處理并可被輸入到獨(dú)立的系統(tǒng)，例如上述并在圖2顯示的系統(tǒng)120，以 用于處理與分析。
0030圖5是從一個(gè)或多個(gè)商用飛行器182收集健康信息的代表性 健康數(shù)據(jù)收集過(guò)程180。在本實(shí)施例中，過(guò)程180包括一個(gè)或多個(gè)飛行 器運(yùn)營(yíng)商(例如商用航空公司)的人員，以便支持健康數(shù)據(jù)183的研 發(fā)。更為具體地，健康數(shù)據(jù)183可包括由空中乘務(wù)員或維護(hù)人員做的報(bào)道與報(bào)告184 (它們可被匯編/剪輯成飛行器維護(hù)日志188)，以及來(lái) 自運(yùn)轉(zhuǎn)的飛行器的燃料檢索數(shù)據(jù)186。在一些實(shí)施例中，用于商用飛機(jī) 182的數(shù)據(jù)源與健康數(shù)據(jù)可包括飛行器狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(ACMS)報(bào)告， 飛行器維護(hù)日志，以及快速存取記錄器(QAR)數(shù)據(jù)。可替換地，商 用飛行器的健康數(shù)據(jù)可從實(shí)驗(yàn)室收集的數(shù)據(jù)以及其他適于存取健康管 理數(shù)據(jù)的裝置中獲得，其中該裝置提供了展示多種類型(例如，故障 編碼、后續(xù)處理、離散、采樣的高帶寬、環(huán)境等)交叉平臺(tái)數(shù)據(jù)的樣 本，且優(yōu)選地有益于由先進(jìn)的診斷推理機(jī)使用。
0031如圖5進(jìn)一步所示，健康數(shù)據(jù)183可被輸入到數(shù)據(jù)收集部件 190，其可包括品質(zhì)保證部分192以及一個(gè)儀器與校準(zhǔn)部分194。然后 健康數(shù)據(jù)183被傳送到健康數(shù)據(jù)管理部件196，其包括根據(jù)本發(fā)明的系 統(tǒng)以及實(shí)施方法，例如上面更全面描述的系統(tǒng)與方法。
0032圖6是另一個(gè)代表性的健康數(shù)據(jù)收集過(guò)程200。在本實(shí)施例中， 過(guò)程200包括第一分支201，其收集來(lái)自新建的、預(yù)交付的飛行器202a 的數(shù)據(jù)、以及第二分支203，其收集來(lái)自服役飛行器202b的數(shù)據(jù)。第 一與第二分支201、 203具有幾個(gè)共同的部件，并因此，為了簡(jiǎn)便，下 面的說(shuō)明將用于第一與第二分支201、 203兩者，除非有其他聲明。如 圖6所示，軍用飛行器202a、202b包括可操作地連結(jié)到存儲(chǔ)器單元206 的任務(wù)計(jì)算機(jī)204。補(bǔ)充的軟件程序208被加載到存儲(chǔ)器單元206 (以 及在開(kāi)機(jī)時(shí)被加載到任務(wù)計(jì)算機(jī)204)。補(bǔ)充的軟件程序208被構(gòu)造成 執(zhí)行下面功能，例如，在任務(wù)計(jì)算機(jī)204的更新之間，禁止已知的有 害信息。
0033來(lái)自存儲(chǔ)器單元206的健康數(shù)據(jù)被傳送到服務(wù)器210，并且在 第二分支203中，被傳送到檔案文件211用于存儲(chǔ)。然后健康數(shù)據(jù)被 傳送(例如作為數(shù)據(jù)文件212)到倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)器214，其同樣接收來(lái)自其 他數(shù)據(jù)源216的健康數(shù)據(jù)。如圖10所示，可提供對(duì)所有下載自存儲(chǔ)器 單元的數(shù)據(jù)的存取，或可替換地，如果由于被包含在每一個(gè)存儲(chǔ)器單 元上的全部容量的數(shù)據(jù)，在服務(wù)器上不能實(shí)際地容納所有數(shù)據(jù)，則這 些數(shù)據(jù)的選擇性子集可被識(shí)別并得到。健康數(shù)據(jù)的所選集或子集可被 提供到第二倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)器218，并且最終的健康數(shù)據(jù)220可以以多種格
12式，利用各種使用上述方法與系統(tǒng)后續(xù)分析的存儲(chǔ)介質(zhì)從第二倉(cāng)儲(chǔ)服 務(wù)器218輸出。
0034圖7是用于另一種飛行器232的另一種代表性健康數(shù)據(jù)收集 過(guò)程230。在本實(shí)施例中，飛行器232包括在飛行器上的控制器234， 其包括數(shù)據(jù)記錄器。在具體實(shí)施例中，在飛行器上的控制器234是安 裝在飛行器232的電子設(shè)備架上的先進(jìn)無(wú)線開(kāi)放式數(shù)據(jù)系統(tǒng)
(AWODS)。數(shù)據(jù)記錄器介質(zhì)或在飛行器上的控制器234從飛行器232 上移除并被連結(jié)到服務(wù)器236，其下載需要的健康數(shù)據(jù)。上述的方法 100的一個(gè)或多個(gè)部分可在服務(wù)器236上執(zhí)行(例如，將健康數(shù)據(jù)編譯 并格式化成通用格式)，或可替換地，健康數(shù)據(jù)可被傳送到機(jī)隊(duì)管理服 務(wù)器238，其可執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法(或其部分)的一個(gè)或多個(gè)剩余 部分。故障數(shù)據(jù)庫(kù)240包含在機(jī)隊(duì)管理服務(wù)器238中。來(lái)自飛行器上 的控制器234的健康數(shù)據(jù)242可被存儲(chǔ)在故障數(shù)據(jù)庫(kù)240中，并可與 健康管理系統(tǒng)(例如上述系統(tǒng)120)通信以用于進(jìn)一步分析。
0035圖8是用于飛行器252的另一個(gè)代表性健康數(shù)據(jù)收集過(guò)程250， 該飛行器252包括數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)254，以及連結(jié)到數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī) 254的記錄器256。在具體實(shí)施例中，記錄器256可以是光學(xué)快速存取 記錄器(OQAR)。服務(wù)器258接收來(lái)自記錄器256的健康數(shù)據(jù)，并可 以以第一格式260 (例如Zip文件)輸出這些數(shù)據(jù)。在中間方框262處， 健康數(shù)據(jù)可以被修改，例如通過(guò)從記錄器256提取一部分?jǐn)?shù)據(jù)用于進(jìn) 一步分析。然后，結(jié)果數(shù)據(jù)在接口模塊264被接收，該模塊264可包 括飛行器(A/C)時(shí)間文件266，光學(xué)時(shí)間文件268，或其他分類文件。 來(lái)自接口模塊264的數(shù)據(jù)可在進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)272之前，在方框270經(jīng)歷 轉(zhuǎn)換，例如一種工程單位的轉(zhuǎn)換。然后，利用分析工具274可選擇地 存取健康數(shù)據(jù)用于隨后分析與管理。
0036圖9示出適于用根據(jù)本發(fā)明替換實(shí)施例的系統(tǒng)與方法的多個(gè) 代表性診斷推理運(yùn)算280。推理運(yùn)算280包括基于模式的技術(shù)282與基 于非模式的技術(shù)284。更具體地，推理運(yùn)算280可包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù) 挖掘運(yùn)算286，數(shù)據(jù)分組288 (例如利用格子圖(Trellis Diagram)與費(fèi) 舍爾分類測(cè)量的數(shù)據(jù)分組)，主元或獨(dú)立元分析(PCA或ICA)運(yùn)算290，以及任何其他適合的預(yù)處理或推理運(yùn)算292，諸如分組自組織圖 (SOM)運(yùn)算、光學(xué)數(shù)據(jù)特征運(yùn)算的微波預(yù)處理、基于模式的故障檢 測(cè)與識(shí)別(ID)運(yùn)算、交互的多模式評(píng)估運(yùn)算、以及混合概率神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)(NN)分類器。
0037從前面的說(shuō)明中，可以理解，根據(jù)本分明的系統(tǒng)與方法的實(shí) 施例可有利地提供構(gòu)建架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)編譯、存儲(chǔ)、以及診斷/預(yù)測(cè)分 析工具，以便執(zhí)行飛行器健康評(píng)價(jià)。這種系統(tǒng)與方法的長(zhǎng)期優(yōu)點(diǎn)可包 括1)研發(fā)了這樣的技術(shù)，其解決了成本的降低、遠(yuǎn)征后勤、以及保 護(hù)戰(zhàn)士和提高安全性，2)通過(guò)傳統(tǒng)系統(tǒng)的使用壽命的延長(zhǎng)降低運(yùn)行成 本，以及改進(jìn)診斷工具從而減少可移除的不必要部件的數(shù)目，3)改進(jìn) 遍及商用空中運(yùn)輸工業(yè)的可購(gòu)買(mǎi)性以及安全性——具體地，由于改進(jìn) 了系統(tǒng)健康監(jiān)控與預(yù)測(cè)，將減少航班登機(jī)口延誤以及空中返航/轉(zhuǎn)向的 費(fèi)用，4)新的狀態(tài)基準(zhǔn)維護(hù)的使用可以降低附加費(fèi)用和改善安全性， 5)能夠成本有效的監(jiān)控與評(píng)估現(xiàn)有的飛行器數(shù)據(jù)，6)增加可用的戰(zhàn) 士資產(chǎn)從而降低總購(gòu)置成本，7)通過(guò)帶有可重構(gòu)控制的整合系統(tǒng)健康 管理(ISHM)，提高無(wú)人空中飛行器(UAV)的任務(wù)完成，并提高生 存力，以及8)更全面地利用可得到的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與安全目標(biāo)。
0038在本文中，以一般的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可描述多種種模塊與 技術(shù)，例如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或其他裝置執(zhí)行的程序模塊。 一般 地，程序模塊包括例程(routines)、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等用 于執(zhí)行具體的任務(wù)。這些程序模塊等在諸如虛擬機(jī)或其他即時(shí)編譯執(zhí) 行環(huán)境中可被執(zhí)行為本機(jī)編碼或可被下載并執(zhí)行。典型地，程序模塊 的功能可以是組合式或分布式，正如在各種實(shí)施例中需要的。這些模 塊與技術(shù)的實(shí)施可被存儲(chǔ)或傳送到一些形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。
0039盡管本發(fā)明的優(yōu)選與替換實(shí)施例已如上述被示出和描述，但 是在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的情況下可以進(jìn)行多種變化。因此， 本發(fā)明的范圍不限于公開(kāi)的這些優(yōu)選與替換實(shí)施例。取代的是，本發(fā) 明應(yīng)完全由其權(quán)利要求的內(nèi)容確定。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)控多平臺(tái)系統(tǒng)的健康信息的方法，其包括從多個(gè)平臺(tái)(104)中的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)接收健康信息；利用一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算(128)分析所述健康信息，該一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算(128)被構(gòu)造成對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的潛在故障進(jìn)行診斷與預(yù)測(cè)中的至少一項(xiàng)；根據(jù)診斷的故障，提供推薦的操作動(dòng)作；以及根據(jù)預(yù)測(cè)的潛在故障，提供所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)特征。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括編譯所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)中的每一個(gè)的所述健康信息中的至少 一些為通用格式；以及將所述編譯的健康信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)(134)用于隨后分析。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述多個(gè)平臺(tái)包括一個(gè)或多 個(gè)飛行器，并且其中分析所述健康信息包括從所述數(shù)據(jù)庫(kù)提取所述編譯的健康信息；以及 利用一個(gè)或多個(gè)地面推理機(jī)運(yùn)算分析所述編譯的健康信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中提供預(yù)測(cè)特征包括提供修理 命令、替換命令和維護(hù)命令中的至少一項(xiàng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中分析所述健康信息包括利用 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)分析所述健康信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)分析所述健 康信息包括利用一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)分析所述健康信息，該關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)可 實(shí)現(xiàn)下列數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)中的至少一項(xiàng)1)來(lái)自相同數(shù)據(jù)源而關(guān)聯(lián)的多個(gè)數(shù) 據(jù)集，2)來(lái)自相同飛行器的兩個(gè)不同數(shù)據(jù)源，及3)多個(gè)不同飛行器 平臺(tái)。
7. —種監(jiān)控多平臺(tái)系統(tǒng)健康信息的系統(tǒng)，其包括第一部件(102)，其被構(gòu)造成從多個(gè)平臺(tái)(104)的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)接收健康信息；第二部件(110)，其被構(gòu)造成使用一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算(128) 分析所述健康信息，所述一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算(128)被構(gòu)造為執(zhí)行 對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的潛在故障進(jìn)行診斷與預(yù)測(cè)中至少一項(xiàng)；以 及第三部件(120)，其被構(gòu)造成，根據(jù)診斷的故障，提供推薦的操 作動(dòng)作，并且根據(jù)預(yù)測(cè)的潛在故障，提供所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的預(yù) 測(cè)特征。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第四部件(122)，其被構(gòu)造成將所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)中每一個(gè) 的所述健康信息中的至少一些編譯成通用格式；及第五部件(126)，其被構(gòu)造成將所述編譯的健康信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù) 庫(kù)(134)以用于隨后分析。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)平臺(tái)包括一個(gè)或多 個(gè)飛行器，且其中所述第二部件進(jìn)一步被構(gòu)造成從所述數(shù)據(jù)庫(kù)提取所述編譯的健康信息；及利用一個(gè)或多個(gè)地面推理機(jī)運(yùn)算(128)分析所述編譯的健康信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第三部件被進(jìn)一步構(gòu)造 為提供修理命令、替換命令、以及維護(hù)命令中的至少一項(xiàng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第二部件被進(jìn)一步構(gòu)造 為利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)分析所述健康信息。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第二部件被進(jìn)一步構(gòu)造 為利用一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)分析所述健康信息，該關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)能實(shí)現(xiàn)下列 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)中的至少一項(xiàng)1)來(lái)自相同數(shù)據(jù)源而關(guān)聯(lián)的多個(gè)數(shù)據(jù)集，2)來(lái)自相同飛行器的兩個(gè)不同數(shù)據(jù)源，及3)多個(gè)不同飛行器平臺(tái)。
13. —種或多種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其包括計(jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)被執(zhí) 行時(shí)，該計(jì)算機(jī)可讀指令執(zhí)行監(jiān)控多平臺(tái)系統(tǒng)健康信息的方法，其包 括從多個(gè)平臺(tái)(104)的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)接收健康信息；利用一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算(128)分析所述健康信息，該一個(gè)或 多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算(128)被構(gòu)造為執(zhí)行對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的潛在 故障進(jìn)行診斷與預(yù)測(cè)中的至少一項(xiàng)；根據(jù)診斷的故障，提供推薦的操作動(dòng)作，及根據(jù)預(yù)測(cè)的潛在故障，提供所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)特征。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述方法進(jìn)一 步包括將所述一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)中每一個(gè)的所述健康信息中的至少 一些編譯成通用格式；及將所述編譯的健康信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)(134)以用于隨后分析。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述多個(gè)平臺(tái) 包括一個(gè)或多個(gè)飛行器，且其中分析所述健康信息包括從所述數(shù)據(jù)庫(kù)提取所述編譯的健康信息；及 利用一個(gè)或多個(gè)地面推理機(jī)運(yùn)算分析所述編譯的健康信息。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中提供預(yù)測(cè)特征 包括提供修理命令、替換命令、以及維護(hù)命令中的至少一項(xiàng)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中分析所述健康 信息包括利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)分析所述健康信息。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中利用關(guān)系數(shù)據(jù) 庫(kù)分析所述健康信息包括利用一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)分析所述健康信息，該 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)能實(shí)現(xiàn)下列數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)中的至少一項(xiàng)1)來(lái)自相同數(shù)據(jù)源而 關(guān)聯(lián)的多個(gè)數(shù)據(jù)集，2)來(lái)自相同飛行器的兩個(gè)不同數(shù)據(jù)源，及3)多水不同飛行器平臺(tái),
全文摘要
公開(kāi)了用于健康數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)與方法。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)控多平臺(tái)系統(tǒng)的健康信息的一種方法包括從多個(gè)平臺(tái)的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)接收健康信息，以及利用一個(gè)或多個(gè)推理機(jī)運(yùn)算分析健康信息，其中該推理機(jī)運(yùn)算被構(gòu)造成預(yù)測(cè)該一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的潛在故障。根據(jù)預(yù)測(cè)到的潛在故障，本方法包括提供該一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)特征。在替換實(shí)施例中，本方法可進(jìn)一步包括將該一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)中的每一個(gè)的健康信息中的至少一些編譯成通用格式，并將編譯的健康信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中用以隨后分析。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK101689052SQ200880015272
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日
發(fā)明者G·J·克拉克, J·L·維恩 申請(qǐng)人:波音公司