项目介绍

　　项目背景：随着全球化、城市化进程不断加速，全球轨道交通产业已进入快速发展时期，我国已成为全球最大的轨道交通建设和服务市场。对于轨道交通运维而言，一方面，庞大的基础设施建设造成设备维护费用高；另一方面，轨道交通装备关键系统的可靠性直接影响运营安全性和可用性，提高对基础设备的状态监测能力愈发重要。
　　故障预测与健康管理（PHM）技术是一种全新的管理健康状态的解决方案，重点是利用先进的传感器集成，借助数据算法和智能模型来进行轨道交通设备故障诊断、故障预测、健康管理和运维决策建议，将维修方式从事后维修、定期维修转变为真正的视情维修、预测性维修，其重要意义是能够降低维修保障费用、缩短维修时间、提高设备安全性和可靠性。
　　项目介绍：PHM的核心部件为MEMS传感器。MEMS的全称是微型电子机械系统，是指尺寸在几毫米乃至更小的传感器装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，但同时集成微传感器、微电源、运算、接口、通信等于一体，可以说一个MEMS传感器即是一个独立的智能系统。简单理解，MEMS就是将传统传感器的机械部件微型化后，通过三维堆叠技术把器件固定在硅晶元上，最后根据不同的应用场合采用特殊定制的封装形式，最终切割组装而成的硅基传感器。相比于传统传感器，MEMS传感器在轨道交通领域优势十分明显：
　　（1）对部署环境要求低，免维护：单个MEMS传感器的尺寸以毫米甚至微米为计量单位，重量轻、体积小、抗腐蚀和干扰，系统极简免维护，可完美适配工作环境苛刻、可靠性要求高、精度要求准确的场合。
　　（2）微功耗：MEMS传感器由于尺寸极小，功耗极低，处于睡眠或半睡眠状态功耗仅为8uA/h，单枚电池即可驱动传感器工作多年，可满足轨道交通车辆在无电环境下的部署。
　　（3）批量生产，成本低：MEMS传感器的原材料以硅为主，价格低廉，产量充足且良品率高。以单个5mm*5mm尺寸的MEMS传感器为例，用硅微加工工艺在一片8英寸的硅片晶元上可同时切割出大约1000个MEMS芯片，批量生产可大大降低单个MEMS的生产成本。
　　（4）功能集成化：不同的封装工艺可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器集成于一体，形成微传感器阵列，甚至把多种功能的器件集成在一起，形成复杂的微系统，提高定制化产品。