01
课程导论与风机基础
风机工作原理、核心部件（叶片、齿轮箱、发电机、变桨系统）、常见故障模式与失效机理。
原理故障模式
02
SCADA数据解析与预处理
SCADA系统介绍、数据采集频率与标签、数据清洗（缺失值、异常值、噪声处理）、数据标准化与重采样。
数据清洗标准化
03
振动信号分析基础
时域特征（均值、峰值、峭度）、频域特征（FFT、包络谱）、特征提取实战（Python代码示例）。
FFT包络谱Python
04
温度与性能指标构建
齿轮箱油温趋势分析、发电机绕组温度模型、基于功率曲线的性能衰减指标。
温度模型功率曲线
05
健康指标（HI）构建方法论
单指标 vs 多指标融合、基于马氏距离的HI构建、基于PCA的降维与HI提取。
马氏距离PCA
06
阈值设定基础理论
固定阈值、动态阈值、统计阈值（3σ、箱线图）、阈值设定的工程约束。
3σ箱线图
07
基于统计分布的阈值设定
正态分布假设检验、威布尔分布拟合、极值理论（POT）在阈值设定中的应用。
威布尔极值理论
08
基于机器学习的异常检测
孤立森林、One-Class SVM、自编码器（Autoencoder）在风机健康管理中的应用。
孤立森林自编码器
09
趋势分析与预测性阈值
线性回归趋势外推、指数平滑、ARIMA模型在阈值动态调整中的应用。
ARIMA趋势外推
10
多工况下的阈值自适应
工况划分（K-means聚类）、工况识别、不同工况下的差异化阈值设定。
K-means自适应
11
阈值验证与回测
混淆矩阵、误报率与漏报率、ROC曲线与AUC、阈值敏感性分析。
ROCAUC回测
12
案例实战：齿轮箱健康管理
齿轮箱故障特征提取、HI构建、阈值设定与报警逻辑。
齿轮箱报警逻辑
13
案例实战：发电机轴承健康管理
轴承故障频率计算、包络谱分析、退化趋势与阈值设定。
轴承包络谱
14
案例实战：叶片结冰检测
气象数据融合、叶片质量不平衡特征、基于阈值的结冰预警。
结冰气象融合
15
案例实战：变桨系统故障诊断
变桨角度偏差分析、变桨电机电流特征、阈值设定与容错控制。
变桨容错
16
健康管理系统的架构设计
数据采集层、特征工程层、指标计算层、阈值管理层、报警与可视化层。
架构分层
17
实时流处理与阈值计算
Kafka + Flink 流处理架构、滑动窗口阈值计算、实时报警触发逻辑。
KafkaFlink
18
可视化仪表盘设计
基于Grafana的阈值可视化、健康指标趋势图、报警事件时间线。
Grafana仪表盘
19
阈值管理平台开发
阈值配置中心、阈值版本管理、A/B测试框架。
配置中心A/B测试
20
风场级健康管理
多台风机横向对比、风场健康度评分、基于阈值的运维优先级排序。
风场优先级
21
数据质量对阈值的影响
传感器漂移、通信延迟、数据缺失率对阈值可靠性的影响及补偿策略。
数据质量补偿
22
阈值设定的经济学考量
误报成本 vs 漏报成本、基于维修成本优化的阈值寻优。
成本优化误报
23
标准与规范
ISO 10816振动标准、ISO 13373状态监测标准、GL导则在阈值设定中的应用。
ISOGL
24
深度学习在健康指标中的应用
LSTM时序预测、CNN特征提取、注意力机制在HI构建中的探索。
LSTM注意力
25
迁移学习与少样本阈值设定
源域与目标域、域自适应、小样本场景下的阈值迁移策略。
迁移学习少样本
26
可解释性在阈值管理中的价值
SHAP值分析、特征重要性排序、阈值决策的可解释报告生成。
SHAP可解释
27
边缘计算与轻量化阈值模型
边缘端部署、模型压缩、低功耗阈值计算芯片选型。
边缘计算轻量化
28
数字孪生与阈值仿真
风机数字孪生模型构建、基于仿真的阈值预标定、虚拟传感器与HI映射。
数字孪生仿真
29
故障注入测试与阈值鲁棒性
硬件在环测试、故障场景库构建、阈值抗干扰能力评估。
故障注入鲁棒性
30
课程总结与未来展望
技术趋势（AI+PHM）、行业挑战（数据孤岛、标准化）、职业发展路径。
AI+PHM职业发展