PHM的(de)概念和(hé)技術首先出現在軍用(yòng)裝備中，并在航天飛(fēi)行器、飛(fēi)機、核反應堆等複雜(zá)系統和(hé)裝備中獲得(de)應用(yòng)，随著(zhe)PHM技術的(de)不斷發展，目前在很多(duō)工業領域逐漸受到重視，在電子、汽車、船舶、工程結構安全等方面的(de)應用(yòng)也(yě)不斷增加。PHM是對(duì)複雜(zá)系統傳統使用(yòng)的(de)機内測試（build-in test，BIT）和(hé)狀态（健康）監控能力的(de)進一步擴展，它是從狀态監控向健康管理(lǐ)的(de)轉變，這(zhè)種轉變引入了(le)對(duì)系統未來(lái)可(kě)靠性的(de)預測能力，借助這(zhè)種能力識别和(hé)管理(lǐ)故障的(de)發生、規劃維修和(hé)供應保障，其主要目的(de)是降低使用(yòng)與保障費用(yòng)，提高(gāo)裝備系統安全性、完好性和(hé)任務成功性，從而以較少的(de)維修投入，實現基于狀态的(de)維修或視情維修（condition-based maintenance，CBM）和(hé)自主式保障。

PHM的(de)定義

故障預測與健康管理(lǐ)PHM（Prognostics and Health Management）技術，是指利用(yòng)先進的(de)傳感器技術，獲取系統運行狀态信息和(hé)故障信息，借住神經網絡、模糊推理(lǐ)等算(suàn)法，根據系統曆史數據和(hé)環境因素，對(duì)系統進行狀态監測、故障預測，同時(shí)對(duì)系統的(de)健康狀态進行評估，結合地面維修資源情況，給出維修決策，以實現關鍵部件的(de)實情維修。

PHM包含兩方面的(de)内容，即故障預測和(hé)健康管理(lǐ)，健康是指與期望的(de)正常性能狀态相比較的(de)性能下(xià)降或偏差程度。其中故障預測是指根據系統現在或曆史性能狀态預測性地診斷部件或系統完成其功能的(de)狀态（未來(lái)的(de)健康狀态），包括确定部件或者系統的(de)剩餘壽命或正常工作的(de)時(shí)間長(cháng)度；健康管理(lǐ)是根據診斷/預測信息、可(kě)用(yòng)維修資源和(hé)使用(yòng)要求對(duì)維修活動做(zuò)出适當決策的(de)能力。

PHM的(de)内涵

PHM系統一般應具備故障檢測、故障隔離、故障診斷、故障預測、健康管理(lǐ)和(hé)壽命追蹤等功能。對(duì)于複雜(zá)裝備和(hé)系統，PHM應能實現不同層次、不同級别的(de)綜合診斷、預測和(hé)健康管理(lǐ)。PHM的(de)主要功能列舉如下(xià)圖：

PHM技術采用(yòng)先進的(de)傳感器技術獲取和(hé)采集與系統屬性有關的(de)特征參數，然後将這(zhè)些特征參數和(hé)有用(yòng)的(de)信息關聯，借助智能算(suàn)法和(hé)模型進行檢測、分(fēn)析、預測，并管理(lǐ)系統或設備的(de)工作狀态。

PHM 代表了(le)一種方法的(de)轉變，一種維護策略和(hé)概念上的(de)轉變，實現了(le)從傳統基于傳感器的(de)診斷向基于智能系統的(de)預測的(de)轉變，從而爲在準确的(de)時(shí)間，對(duì)準确的(de)部位，進行準确而主動的(de)維護活動提供了(le)技術基礎。PHM 技術也(yě)使得(de)事後維修或定期維修策略被視情維修所取代。這(zhè)種轉變能夠爲現實裝備保障帶來(lái)如下(xià)提升：

PHM的(de)發展現狀

目前，PHM在國内外得(de)到了(le)廣泛應用(yòng)。美(měi)國、英國、加拿大(dà)、荷蘭、新加坡、南(nán)非和(hé)以色列等國已将PHM技術應用(yòng)到直升機上，出現了(le)稱作“健康與使用(yòng)監控系統”（HUMS）的(de)集成應用(yòng)平台。其中美(měi)國國防部新一代HUMS-JAHUMS具有全面的(de)PHM能力和(hé)開放、靈活的(de)系統結構。

美(měi)國各軍種研究開發的(de)與HUMS和(hé)PHM類似的(de)技術還(hái)有海軍的(de)綜合狀态評估系統（ICAS）、陸軍的(de)診斷改進計劃（ADIP），B-2轟炸機、“全球鷹”無人(rén)機和(hé)NASA第2代可(kě)重複使用(yòng)運載器的(de)飛(fēi)行器綜合健康管理(lǐ)（IVHM）系統等。覆蓋了(le)部件、分(fēn)系統及整個(gè)飛(fēi)機系統，主要功能組件包括飛(fēi)機級PHM、結構PHM、任務系統PHM、推進系統PHM、機電系統PHM及地面PHM等。此外，國外預測及健康管理(lǐ)（PHM）技術理(lǐ)論體系不斷完善和(hé)優化(huà)，設計、驗證和(hé)評估技術不斷成熟。美(měi)國F-35等先進戰機裝備了(le)PHM系統，其設計、開發和(hé)驗證都基于成熟軟件工具，并結合裝備特點進行驗證和(hé)熟化(huà)，已經形成了(le)PHM設計、開發及驗證的(de)流程、方法和(hé)體系，對(duì)于其他(tā)新型裝備PHM系統研制具有重要推動作用(yòng)。幾種典型的(de)PHM設計、開發及驗證一體化(huà)軟件平台爲國外PHM系統研制起到了(le)重要作用(yòng)。

除了(le)在軍事領域的(de)成功應用(yòng)外， PHM技術還(hái)在航空航天、民用(yòng)飛(fēi)機、汽車、核電站和(hé)大(dà)型水(shuǐ)壩等民用(yòng)領域獲得(de)廣泛應用(yòng)，成爲名副其實的(de)軍民兩用(yòng)技術。波音(yīn)公司已将PHM技術應用(yòng)到民用(yòng)航空領域，稱作“飛(fēi)機狀态管理(lǐ)（AHM）系統”，已在多(duō)家航空公司的(de)B777， B747-400，A320，A330和(hé)A340等飛(fēi)機上得(de)到大(dà)量應用(yòng)。此外，在工業領域的(de)風力發電機、空壓機、電梯、工程機械等行業的(de)應用(yòng)也(yě)越來(lái)越廣泛和(hé)深入。

PHM的(de)經濟效益：

PHM的(de)故障預測能夠提供盡可(kě)能長(cháng)的(de)預測——失效周期，其投入産出比大(dà)約爲10倍。主要收益體現在：

例如在航空領域以F-35戰機爲例，使用(yòng)了(le)PHM技術的(de)飛(fēi)機的(de)故障不可(kě)複現率減少82%，維修人(rén)力減少20-40%，後勤規模減小50%，出動架次率提高(gāo)25%，飛(fēi)機的(de)使用(yòng)與保障費用(yòng)比過去的(de)機種減少了(le)50%以上，而使用(yòng)壽命達8000飛(fēi)行小時(shí)。統計數據充分(fēn)證明(míng)了(le)PHM在降低維修保障成本，提高(gāo)裝備安全性、可(kě)用(yòng)度與完好性，确保任務成功性，提升作戰效能方面的(de)重要作用(yòng)。

從社會效益來(lái)看，PHM技術的(de)發展，有助于其在不同領域的(de)拓展研究，幫助其他(tā)領域實現基于狀态的(de)預測性維護和(hé)健康管理(lǐ)，從而更大(dà)程度上幫助節約成本，增加經濟收益，同時(shí)，能夠很大(dà)程度上節約資源保護環境。