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健康管理PHM故障预测 系统设计

共计 30 章节
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01
课程导入
PHM（故障预测与健康管理）的定义 · 发展历程 · 核心价值
课程导入PHM
02
PHM体系架构
PHM系统的分层架构（数据采集层 · 数据处理层 · 健康评估层
PHM体系架构
03
故障模式与影响分析（FMEA）
FMEA的基本概念 · 实施步骤 · 风险优先级数（RPN）计算
FMEA故障模式
04
传感器与数据采集技术
常用传感器类型（振动 · 温度 · 电流
传感器数据采集技术
05
数据预处理与清洗
缺失值处理 · 异常值检测 · 去噪滤波（低通
数据预处理清洗
06
特征工程基础
时域特征（均值 · 方差 · 峰值
特征工程基础时域特征
07
特征选择与降维
过滤式 · 包裹式 · 嵌入式特征选择方法
特征选择降维
08
健康指标构建
健康指标（HI）的定义 · 基于物理模型和数据驱动的健康指标构建… · 健康阈值的设定策略
健康指标构建HI
09
故障诊断方法
基于规则 · 基于模型（物理模型 · 状态估计）
故障诊断方法基于规则
10
故障预测方法概述
剩余使用寿命（RUL）预测 · 故障概率预测 · 趋势预测
故障预测方法概述RUL
11
基于统计的预测方法
回归分析 · 时间序列分析（ARIMA · 指数平滑）
基于统计的预测方…回归分析
12
基于机器学习的预测方法
支持向量回归（SVR） · 随机森林 · 梯度提升树（XGBoost）
基于机器学习的预…SVR
13
基于深度学习的预测方法
循环神经网络（RNN） · 长短期记忆网络（LSTM） · 门控循环单元（GRU）
基于深度学习的预…RNN
14
混合预测方法
物理模型与数据驱动融合 · 集成学习（Bagging · Boosting）
混合预测方法物理模型
15
PHM系统数据管理
数据存储方案（时序数据库 · 数据湖） · 数据标注
PHM系统数据管理
16
PHM系统软件架构设计
微服务架构 · 模块化设计 · 实时流处理（Kafka
PHM系统软件架构设计
17
PHM系统硬件与部署
边缘计算与云计算协同 · 嵌入式部署 · 传感器网络
PHM系统硬件
18
PHM系统可视化与交互
仪表盘设计 · 实时监控界面 · 故障报警与预警展示
PHM系统可视化
19
PHM系统性能评估指标
准确率 · 精确率 · 召回率
PHM系统性能评估指标
20
PHM系统验证与测试
离线验证（历史数据回放） · 在线测试（实时数据注入） · 故障注入测试
PHM系统验证
21
案例实战
旋转机械（如轴承）故障预测 · 特征提取 · 健康指标构建到RUL预测的完整流程
案例实战旋转机械
22
案例实战
工业电机PHM系统设计 · 包括模型训练与部署
案例实战PHM
23
案例实战
风力发电机组PHM系统：齿轮箱 · 叶片故障预测 · 数据来源
案例实战PHM
24
案例实战
航空发动机剩余寿命预测 · 特征工程 · LSTM模型训练与评估
案例实战航空发动机剩余寿…
25
PHM系统项目规划与管理
需求分析 · 团队角色 · 开发流程（敏捷）
PHM系统项目规划
26
PHM系统常见问题与解决方案
数据不平衡 · 标签噪声 · 概念漂移
PHM系统常见问题
27
PHM系统安全与可靠性
数据安全 · 模型可解释性 · 系统冗余设计
PHM系统安全
28
PHM系统标准与规范
ISO 13374 · IEEE P1857 · OSA-CBM等标准解读
PHM系统标准
29
PHM系统未来趋势
数字孪生 · 人工智能与PHM融合 · 云原生PHM
PHM系统未来趋势
30
综合项目实战
设计一个完整的PHM故障预测系统（从… · 架构设计 · 算法选型
综合项目实战PHM