通用PHM集成开发环境PIDE

实现 PHM 是一个复杂的系统工程，它不可能一蹴而就，而是一个逐步迭代、优化的过程。目前国内的 PHM 工程应用仍处于起步状态，由于没有商用的 PHM 系统集成开发环境作为支撑，使得大型复杂 PHM 系统的开发非常复杂，开发出的系统通用性、开放性、可靠性及易用性都无法保证。

PIDE 是北京旋极信息技术股份有限公司开发的一套通用的、开放的 PHM 集成开发环境，满足一系列国际相关标准，如 IEEE13374、OSA-CBM、CRIS 等。它由一系列设计建模软件、运行平台硬件和软件、试验数据采集系统和验证系统组成，可以辅助用户进行 PHM 系统的开发和验证工作。

PIDE 特点

①通用性
PIDE 通用于军用和民用各类装备的 PHM 系统开发，包括：陆、海、空、天各军兵种的新研或现役装备 PHM 开发，如：特种车辆、有人及无人飞机等军用以及高铁、民用船舶、民用飞机、水利、电力、生产制造工厂等民用装备。

②开放性
采用 PIDE 在 PHM 系统进行开发，可在各组成单元上任意调整算法模块的配置，可以对数据处理模块进行分布式配置，可以根据需要任意调整数据存储策略，根据需要调整或重新开发用户界面。

③可移植性
软件的源代码具备在嵌入式 Linux、Windows 以及麒麟操作系统下的可移植性，所有算法模块具备嵌入式 Linux 和 Windows 两个版本，以便在不同操作系统下分布式配置。

④标准化
满足 IEEE13374（设备状态监控与故障诊断）以及 OSA-CBM（基于状态维修的开放系统架构）的标准化架构要求、数据结构要求和模块接口要求和 CRIS 数据库结构要求。

⑤分布式配置
数据处理模块可以远程配置，上下层模块可以自动链接，可以通过 web service 或其它中间件相互通信，可以通过网页访问远程数据采集设备。

PIDE 组成和功能

PIDE 的组成和功能
TADS 是集 FMECA 分析、测试性设计效果分析、故障传播建模、健康评估建模和诊断策略生成于一体的 PHM 建模软件， TADS 生成的测试性模型可以导入PHM 开发环境作为 PHM 系统建模的输入，也用于自动生成基于规则的电子系统诊断模型。

TIIS 测试性信息综合软件
TIIS 综合软件是供装备设计、制造单位用于测试性信息的综合工作，以及供总体单位用于生成 PHM 系统“可装载诊断信息数据库（LDI）”，该诊断信息数据库包含了 PHM/CMS 用于故障诊断、交互测试、状态数据监控、维护建议生成所需的各类信息。

PHM 计算机
a) 嵌入式 PHM 计算机
嵌入式 PHM 计算机是安装在装备上的实时采集、诊断、预测、健康状态评估计算机，硬件由主处理器模块、采集模块、调理模块、总线通信模块和电源模块组成，采用 Linux 操作系统。如下图所示：

b) 桌面 PHM 计算机便携式维护终端、web终端
桌面 PHM 计算机用于实验室环境的台式或机架式计算机，采用 Windows 或麒麟操作系统，主要用于实验室数据挖掘、算法开发、数据处理模块调试和配置。便携式维护终端是加固式 PDA，采用 Windows 或麒麟操作系统，主要用于外场维护。web 终端是加固式移动终端或普通手机，通过 4G 专网或公网访问数据服务器，采用安卓操作系统，主要用于外场维护。如下图所示：

PHM 运行环境软件
PHM 运行环境可以安装在嵌入式、桌面PHM计算机或云服务器上，主要功能是利用集成在运行环境上的CBM数据处理模块采集数据，提取特征，根据特征和模型采用相应算法进行健康状态评估、故障诊断、预测剩余寿命并生成维护建议，然后按照一定的存储策略将结果存入指定的数据库。

CBM 数据处理模块可以采用 PHM 集成开发环境软件进行构建，可以按照需求分布式配置到嵌入式PHM计算机、数据采集处理装置或云服务器上，在远程异构系统之间采用 web service 通信，形成分布式 PHM 系统。

试验数据采集系统
试验数据采集系统是一套 32 通道（可扩充）动态信号采集分析系统，采用组装箱结构，用于在实验室台架上或外场对机械设备进行故障注入时，采集设备的故障状态数据。

数据挖掘软件
数据挖掘软件采用商用的MATLAB软件，使用MATLAB，可以实现各类数据的处理，分析与挖掘、MATLAB 提供各种工具箱可实现数据的分类和回归。

PHM 软件开发环境
用于以图形化方式建立与 PHM 相关的保障数据模型，系统架构信息模型，系统组成单元的通信接口模型、FMEA 模型、告警信息模型、状态监控模型、事件模型，传感器数据模型，可以导入 TADS 生成的测试性模型，以图形化方式开发传感器信号处理流程，自动生成具有标准接口的 CBM 数据处理模块，自动生成各种配置文件，以及 web service 模块，生成 PHM 系统数据库模型。构建分布式 PHM 系统，对分布式系统进行集中调试或分布式调试，通过网络对 PHM 系统进行远程安装。

PHM 验证系统
PHM 验证系统由电子系统故障注入模块，测试性验证软件、PHM 计算机、各种数据处理模块和模型组成，主要用于生成验证样本、注入故障、自动故障诊断或健康状态评估、生成维修建议、通过对评估、诊断和维修建议的评估得出 PHM 性能指标的评价。