我国本科生在国际顶级期刊发表航空发动机寿命预测研究成果

问题:航空发动机是航空装备的关键核心部件——结构复杂、工况多变——健康状态直接影响飞行安全与维护成本;随着航空运维从“事后修理”转向“预防为主”,如何基于运行数据提前判断发动机距离失效的时间,即剩余使用寿命预测,成为提升保障效能、降低风险的关键难题之一。真实场景中,传感器来源多、噪声干扰强,退化过程存在明显的跨尺度变化,使寿命预测在精度与稳定性上长期承压。 原因:一上,发动机监测通常依赖多类传感器同步采集,不同传感器之间既有关联也有冗余,传统方法难以同时做好多源融合与关键信息提取。另一方面,发动机退化并非按单一节奏推进,既有短时波动也有长期趋势,若只用单一时间尺度建模,容易漏掉关键退化特征。此外,运维数据往往具有复杂的频谱特征,忽略频域信息会削弱模型对噪声和工况变化的适应能力。 影响:据介绍,秦明远以第一作者身份国际学术期刊《可靠性工程与系统安全》(Reliability Engineering & System Safety)发表论文,提出一种基于频域注意力引导的多传感器空间与多尺度时间Transformer架构(MSMT-FDA)。该方法面向发动机多传感器序列数据,在时间维度刻画多尺度退化规律,在空间维度挖掘传感器间关联,并通过频域注意力突出关键频率成分,从而提升剩余寿命预测的准确性与鲁棒性。对应的研究为航空发动机预测与健康管理提供了可参考的建模思路,也为复杂装备由经验维护走向数据驱动维护补充了技术路径。 对策:业内普遍认为,提升寿命预测水平既依赖算法创新,也离不开跨学科协作与工程化验证。华中科技大学人工智能与自动化学院近年来围绕“厚基础、重交叉、强实践”推进人才培养,推动控制科学与智能方法融合,建立面向真实工业场景的问题牵引机制。秦明远在本科阶段进入由李炜教授、陈曦教授领衔的“大型装备智慧维修创新技术团队”,在团队协作与导师指导下完成从选题、建模、实验验证到论文写作与投稿的全流程训练。此类科研训练强调面向重大需求和产业痛点开展研究,有助于青年人才将课堂知识更快转化为工程科研能力。 前景:随着航空航天、能源与高端制造等领域对安全可靠性的要求不断提高,预测性维护将从“可选项”逐步成为“必选项”。面向未来,寿命预测研究一上需要继续提升跨平台、跨工况的泛化能力,推动模型多类型发动机与更复杂环境中的可迁移应用;另一上也需要加强与实际运维体系的衔接,在数据治理、模型可解释性、在线更新与安全评估等环节形成闭环。高校与科研团队若能持续加大在真实场景数据、工程试验验证和多学科融合上的投入,有望推动关键算法从论文成果走向装备保障能力的实际提升。

高水平论文的发表是阶段性成果,更重要的是说明了人才培养与科技攻关的同向发力;面向装备安全与工业升级的现实需求,把课堂知识转化为可验证、可落地的解决方案,离不开长期的学科交叉、团队协作与工程牵引。让更多青年在真实问题中锤炼能力、在关键领域形成突破,是科技创新持续向前的重要基础。