高端装备退化精准寿命预测(PHM 2025 全球冠军)
针对航空发动机在不同飞行阶段中传感器数据差异大、模型容易把剩余寿命估得过长等难题,团队提出了一套能够消除工况变化干扰、重点抑制寿命高估的剩余使用寿命预测方法。该方法在由国际故障预测与健康管理学会(Prognostics and Health Management Society)主办的 2025 年北美故障预测与健康管理大会数据挑战赛(PHM North America 2025 Conference Data Challenge)中,以断层领先的预测精度夺得全球第一。

项目概述
航空发动机剩余使用寿命预测是预测性维护的关键:不断变化的操作条件与寿命末期的非线性退化模式导致精确建模困难。现有方法未显式利用操作条件、未重点关注寿命末期。
研究目标
操作条件的显式建模与特征增强
寿命末期预测精度优先并抑制高估
小样本、结构复杂时序数据下的稳健预测
研究方法
将操作条件作为门控机制输入显式作用于传感器数据实现特征对齐增强;设计风险感知损失函数,使模型更关注寿命末期并避免寿命高估。
技术路线
- 1
让不同飞行状态的数据“说同一种语言”
航空发动机在滑行、起飞、巡航等阶段的传感器读数差异很大。系统首先识别并校准这些差异,避免把正常的工况变化误判为设备退化。
- 2
从海量信号中抓住真正的退化迹象
模型持续追踪多种传感器的细微变化,尤其关注寿命末期突然加速的异常趋势,从复杂数据中找出最能反映发动机健康状况的关键信号。
- 3
对危险的“乐观预测”格外严格
把剩余寿命估得过长可能错过最佳维护时机。因此,模型会重点纠正这类高风险错误,让关键阶段的预测更加准确和安全。
- 4
先掌握共性规律,再适配少量样本
系统先从多台发动机的完整运行数据中学习通用的退化规律,再利用目标机型的少量数据快速适配,在样本稀缺的情况下仍保持很高的预测精度,最终支撑团队获得全球冠军。
方法与结果

研究成果


适合谁 · 合作入口
想冲击国际数据竞赛、做寿命预测研究的同学;高端装备预测性维护需求方。
相关论文
A Two-Stage Framework for Small-Sample RUL Prediction on Structurally Complex Time-Series Data, Annual Conference of the PHM Society, 2025