智能传感器网络可以降低维护成本和停机时间

飞机和航天器是复杂的交通工具，其维护需要耗时且昂贵的人工检查。但是一套新技术，例如传感器-执行器网络，可以实现结构健康监测 (SHM)，这是一种自动评估航空航天和其他复杂结构完整性的革命性方法。由于这些技术受到业界的高度关注，一个新的国际航空航天集团已成立，以促进全行业在 SHM 的使用和开发方面的合作。

“我们正在讨论为飞机构建神经系统，”斯坦福大学航空航天学教授兼结构健康监测 - 航空航天工业指导委员会 (SHM-AISC) 主席 Fu-Kuo Chang 说。 “SHM 技术可以在需要时为维护专业人员提供有关飞机结构中发生情况的信息，就像我们在自己的身体中一样。”

SHM 有可能取代人工检查，从而减少人力和飞机停机维护时间。

“SHM 已被确定为空中客车实现‘智能结构’理念的关键驱动因素之一，”欧洲飞机制造商空中客车公司的 SHM 技术负责人 Holger Speckmann 说。 “SHM 将导致直接维护成本的降低、可用性的提高和创新的设计方法，这将根据我们的客户的车队性能为他们带来巨大的好处”

波音民用飞机公司的 787 支持和服务经理 John C. Coles 补充道：“我们认为 SHM 是一种新兴技术，可以显着提高航空公司的运营效率。这些改进主要在于能够立即确定机载设备的可见损坏程度，消除了定位和使用无损检测设备的时间，并缩短了计划维修所需的时间。”

SHM-AISC
SHM-AISC 于 2006 年 11 月 7 日在斯坦福举行了第一次会议，在此期间，成员们就章程达成了一致并确认了管理委员会。张被选为第一任主席。

国际管理委员会由来自全球主要航空航天工业（空中客车、波音、EADS、巴西航空工业公司、霍尼韦尔、BAE 系统）、美国和欧洲监管机构（FAA/EASA）、政府机构（美国空军）的代表组成。 、美国陆军和 NASA），以及研究和开发机构（桑迪亚国家实验室、斯坦福大学）。

SHM-AISC 的目的是就结构健康监测 (SHM) 实践的前进方向及其对结构健康管理的影响形成集体观点。该小组将制定一条路线，以在各种商业和军事航空航天应用中有效地实施该技术。这将通过制定实施和认证的标准、程序、流程和指南来实现。 SHM-AISC 的任务是为航空航天结构 SHM 的标准化集成和认证要求提供一种方法，其中包括系统成熟、维护、支持、升级和扩展。

在接下来的几周内，委员会将建立工作组，专注于实现这一愿景所需的详细任务。将邀请更多相关的私人和政府组织为工作组服务。第一个工作组——商业航空——将于 2007 年初成立，预计将在未来两年内制定标准草案。

关于SHM技术
SHM 是航空航天领域的一项新技术，越来越多地被工业和政府评估为降低运营成本并可能提高航空航天飞行器结构的安全性和可靠性的潜在方法。 SHM 技术的核心是使用内置的分布式传感器执行器网络开发自给自足的系统，作为整体车辆健康管理策略的一部分。 SHM 方法可以提供对结构损坏的连续监测、检查和检测，而最少的人为参与。

SHM 的目的不仅是检测结构缺陷的存在和程度，而且还确定结构使用的影响并提供物理损坏的早期指示。 SHM 系统提供的早期预警可以在新出现的结构损坏影响飞行安全之前支持补救策略。同样的技术也可用于增强未来飞机结构的设计。

美国宇航局高级科学家威廉普罗瑟说，在 2002 年哥伦比亚号航天飞机失事后，美国宇航局开始在航天飞机计划中实施 SHM。

“对热保护系统的冲击损坏凸显了对机载 SHM 系统的需求，”Prosser 说。 “作为回应，所有航天飞机都安装了机翼前缘撞击检测系统，并在每次飞行中受到监控。国际空间站和未来的航天器正在考虑使用类似的系统。”

空军还在考虑在一种称为太空作战运载工具的可重复使用运载火箭中采用 SHM。 “自动化系统可以在完成任务后的数小时内评估整个结构的健康状况，并重新认证飞行结构，”空军研究实验室飞行器理事会结构健康评估小组负责人马克 M.德里索说。这种优化的周转时间反过来又会降低车辆的发射成本。

在第三届欧洲结构健康监测研讨会（2006 年 7 月在西班牙格拉纳达举行）期间，政府和行业代表表示需要为 SHM 技术的标准化和实施制定全行业的政策和程序。为了响应这一共识，研讨会参与者要求 Chang 创建 SHM-AISC。

“SHM 是一个及时的发展，因为与老化基础设施日益增加的维护和监视相关的成本正在以意想不到的速度上升，”为 FAA 建立的适航性保证 NDI 验证中心的杰出技术人员 Dennis Roach 说。位于新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室“现在，飞机维护和维修约占商业机队运营成本的四分之一。”