(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20221094809 2.0 (22)申请日 2022.08.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115017016 A (43)申请公布日 2022.09.06 (73)专利权人 中国电子科技 集团公司第十 研究 所 地址 610000 四川省成 都市金牛区茶店子 东街48号 (72)发明人 罗海明　文佳　钱东　梁天辰　 陈擎宙　周靖宇　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 王会改(51)Int.Cl. G06F 11/30(2006.01) G06F 11/34(2006.01) G06F 11/36(2006.01) G06F 16/25(2019.01) (56)对比文件 CN 114139274 A,202 2.03.04 CN 112836833 A,2021.0 5.25 CN 110011829 A,2019.07.12 CN 101901 150 A,2010.12.01 US 201231970 6 A1,2012.12.20 姚斌 等.民用飞机 机载健康管理系统架构 设计研究. 《2018 （第七届） 民用飞机航电国际论 坛论文集》 .2018,374- 378页. 审查员 刘蕾蕾 (54)发明名称 一种多层次模型融合的机载健康管理域设 计方法 (57)摘要 本发明公开了一种多层次模型融合的机载 健康管理域设计方法， 其包括： 基于构建的飞机 综合状态监测与诊断系统， 形成状态监测数据 包； 构建机载健康管理域的状态转换图； 划分飞 机综合状态 监测与诊断系统中的接口消息； 对机 载健康管 理域进行模型层级划分； 建立机载健康 管理域的健康评估与诊断模型； 划分机载健康管 理域的数据库表， 得到多个数据表； 建立数据表 之间的关联关系。 本发明与机载系统层次划分一 致， 具备良好的可扩展性， 便于设计变更和更新 本地化， 减少技术更新或退化对子系统的影响； 提高了模型 软件的代码质量和稳定性。 权利要求书3页 说明书9页 附图7页 CN 115017016 B 2022.11.22 CN 115017016 B 1.一种多层次模型融合的机载健康管理域设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 基于构建的飞机综合状态监测与诊断系统， 形成状态监测数据包； 步骤2： 构建所述机载健康管理域的状态转换图； 步骤3： 划分所述飞机综合状态监测与诊断系统中的接口消息； 步骤4： 对所述机载健康管理域进行模型层级划分； 步骤5： 建立所述机载健康管理域的健康评估与诊断模型； 步骤6： 划分所述机载健康管理域的数据库表， 得到多个数据表； 步骤7： 建立所述数据表之间的关联关系； 所述步骤4包括： 将所述机载健康管理域划分为模块级、 功能线程级、 子系统级、 系统级共四个层级， 并 设置每个层级的任务、 输入和输出信息； 所述模块级的任务为模块内部多通道电路单元之间的测试协同管控、 故障时间应力分 析与模块 健康评估； 所述模块级的输入 包括模块模型 更新指令和模块启动自检指令； 所述模块级的输出包括模块工作 与环境应力监测参数、 模块 健康评估与诊断结果； 所述功能线程级的任务为多模块测试协同管控、 模块间故障关联分析与功能健康状态 评估； 所述功能线程级的输入包括模块级输出的模块工作与环境应力监测参数、 模块健康评 估与诊断结果， 以及子系统级输入的功能线程模型 更新指令、 功能启动自检指令； 所述功能线程级的输出包括功能线程状态监测参数、 功能健康评估与诊断结果； 所述子系统级的任务为多线程测试协同管控、 多线程故障关联分析与子系统剩余能力 评估； 所述子系统级的输入包括功能线程级输出的功能线程状态监测参数、 功能健康评估与 诊断结果信息， 以及系统级输入的子系统模型 更新指令、 子系统启动自检指令； 所述子系统级的输出包括子系统状态监测参数、 软件故障报告和子系统健康评估与诊 断结果； 所述系统级的任务为子系统间测试协同管控、 跨子系统故障诊断与系统剩余能力评 估； 所述系统级的输入包括子系统输出的子系统状态监测参数、 软件故障报告和子系统健 康评估与诊断结果； 所述系统级的输出包括系统健康状态概要信息和系统健康状态详细信息； 所述步骤5包括： 基于构建的数据管理单元、 诊断模型、 健康评估单元、 增强诊断单元、 故障预测单元和 诊断过程管理单 元， 建立机载健康管理域的健康评估与诊断模型； 所述数据管理单元对关键信息进行响应， 更新本地缓存， 将外部输入信息映射到所述 诊断模型， 完成外部输入数据与诊断模型之间的转换； 所述关键信息包括外部输入的故障 报告、 测试 数据包、 配置消息、 消耗品、 状态参数； 所述诊断模型对系统诊断状态相关的先验知识进行 管理； 所述健康评估单 元进行功能线程和模块异常检测、 系统级剩余能力评估；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115017016 B 2所述增强诊断单元采用与所述诊断模型相对独立的通用诊断推理机， 进行故障溯源、 故障确认以及故障关联分析； 所述故障预测单元采用基于特征趋势 的预测方法， 针对退化特征明显、 故障规律可寻 的产品或部件， 进行 数据收集、 参数 退化趋势 跟踪与预测特 征提取； 所述诊断过程管理单元对模型输入数据集合以及健康评估、 增强诊断和故障预测过程 进行协同管理， 将所述健康评估单元输出的功能线程和模块的故障或退货 状态传输至所述 增强诊断单 元或所述故障预测单 元， 消除关联故障， 匹配退化模式， 预测故障发生时间； 所述诊断过程管理单元将所述增强诊断单元和所述故障预测单元输出的结果再反馈 至所述健康评估单 元， 为机载系统剩余能力评估提供输入。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤1包括： 步骤11： 将数据处理及 分发层设置在数据采集及预处理层之上； 其中， 所述数据处理及 分发层为所述机载健康管理域， 且所述数据处理及分发层与采集及预 处理层、 数据传输层、 显控及存 储层共同构成所述飞机综合状态监测与诊断系统； 步骤12： 所述数据采集及预处理层对机载系统的状态监测数据进行采集、 预处理和封 装， 形成状态监测数据包， 并将所述状态监测数据包通过所述数据传输层上传至所述机载 健康管理域。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤2包括： 步骤21： 将所述机载健康管理域的状态划分为四种： 上电自检状态、 周期 自检状态、 维 护自检状态和故障状态； 步骤22： 若上电初始化成功， 则由上电自检状态转换到周期自检状态； 若上电初始化失 败， 则由上电自检 状态转换到故障状态； 步骤23： 在周期 自检状态下， 若发生致命故障， 则转换到故障状态， 若接收到维护自检 指令， 则进入到维护自检 状态； 步骤24： 在故障状态下， 若接收到维护自检指令， 则进入到维护自检状态； 在维护自检 状态下， 若维护自检失败， 则转换到故障状态， 若接收到退出维护模式指令， 则转换到周期 自检状态。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤3包括： 将所述机载健康管理域的外部接口消息划分为所述数据采集及预处理层与所述机载 健康管理域之 间的接口消息， 以及所述机载健康管理域与所述显控及 存储层之 间的接口消 息。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤6包括： 将所述机载健康管理域的数据库表划分为系统表、 跨子系统诊断结果表、 子系统表、 软 件故障报告表、 网络节点状态表、 功能表、 功能BIT结果表、 功能运行参数表、 模块表、 模块 BIT结果表、 模块工作参数表和静态BIT配置表； 所述系统表包括系统标识、 跨子系统诊断结果和子系统健康状态概要信息； 跨子系统诊断结果表包括诊断结果标识、 诊断时间、 故障隔离结果和功能评估结果信 息； 所述子系统表包括子系统标识、 子系统健康状态详细信 息、 所属功能标识、 软件故障报 告以及网络节点状态信息；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115017016 B 3