苏伟1 刘万龙2
1.身份证号：4209841989****7314 2.身份证号：2201821988****3910
摘要：船舶维修是一项对船体结构和机电设备进行检查、修理和保养的工作这是保障船舶妥全营运，延长船舶使用寿命的一项经常性工作。当前航运业发展迅速，世界各国和国际组织均十分重视船舶的安全问题，对于船舶维修保养管理工作也提出了新的要求。对当前我国船舶维修保养工作中存在的问题进行分析，由此提出船舶维修保养过程的优化策略。
关键词：船舶机电系统故障模式影响
1.船舶维修保养的重要性
船舶的维修保养分为两方面的内容：一方面是在船舶以及船舶上的设备出现了故障的时候，对故障进行诊断，分析其产生原因，通过更换部件等手段将故障进行排除，保证船舶及其设备的性能、精确度和工作效率；另一方面是平时采取的各种船舶、设备的保护措施，让船舶、设备时刻保持在最佳工作状态，延长其使用寿命。船舶的维修保养是一项长期的工程，需要管理人员保持对船舶状况的定期检查，察看设备的磨损情况，减少船舶自身存在的安全隐患，在故障排除之后第一时间进行调试，确保船舶设备的性能恢复正常。对船舶进行良好的维修保养，能够让船舶设备保持最佳的工作状态，确保船舶能够安全地航行，减轻由于船舶损坏所造成的成本负担，降低船舶这种固定资产的贬值速度，促进我国水运行业和水产养殖业的发展。
2.分析示例
进行故障模式与影响分析以某船的船舶电力系统为例 . 船舶电力系统由发电机、总配电板、动力负载（拖动系统）、照明负载等分系统组成. 该船舶电力系统 FMEA 的分析级别是：鉴于约定 FMEA 的最高层次为船舶系统，则二级系统为船舶电力系统，FMEA 的最低级别为组成船舶电力系统和对船舶电力系统有关键影响的分系统.该船舶电力系统故障严重性级别界定是：
一级— — —灾难性的，可能造成人身伤亡或全系统损坏；
二级 — — —严重性的，可能造成严重伤害，使系统发生故障，不能工作；
三级 — — —一般的，可能造成一般损害，使系统性能下降；
四级 — — —次要的，不致对系统造成损害，但可能需要进行计划外的维修.
该船舶电力系统故障模式发生的概率等级的划分一般规定如下：
A 级（经常发生）：在产品工作期间，该故障模式发生的概率较高，即单一故障模式发生概率大于产品在该期间的总故障率的 20%；
B 级（很可能发生）：在产品工作期间，该故障模式发生的概率中等，即单一故障模式发生概率大于产品在该期间的总故障率的 10 %，但小于 20%；
C 级（偶然发生）：在产品工作期间，该故障模式不常发生，即发生的概率大于产品在该期间的总故障率的 1%，但小于 10%；
D级（很少发生）：在产品工作期间，该故障模式不大可能发生，即发生概率大于产品在该期间的总故障率的 0. 1%，但小于 1%；E 级（极不可能发生）：在产品工作期间，该故障模式发生的概率几乎为零，即发生概率小于产品在该期间的总故障率的 0. 1%.该船舶电力系统危险性分析的依据是：
A 级：对发电机分系统和总配电板分系统，无论其故障模式发生的概率属于任何等级，只要该故障模式发生，最终影响（这里指潜在的故障模式对约定最高层次，即船舶系统的影响，下同）将直接危及船舶及人身的安全.
B 级：故障模式对各自分系统有影响，只用故障的严重性来确定该故障模式的危害度是不够的，还必须了解这种故障模式发生的概率，主要是指动力负载（拖动系统）、照明负载等分系统中对主推进系统有影响的子系统，其最终影响将可能直接或间接危及船舶及人身的安全.
C 级：故障模式对各自分系统有影响，其最终影响不可能直接或间接危及船舶及人身的安全 .依据上述相关定义和系统故障模式的 FMEA如表 1 所示
表 1 船舶电力系统的 FMEA（D01 部分）
3.设备运行状态监测与故障诊断系统设计方案
3.1数据信息采集层
数据信息采集层主要负责船舶机电设备运行状态信息以及故障信息的采集。与一般监控类信息不一样的是，运行状态信息更侧重于采集船舶机电设备关键部位运行时候的温度、振动、转速、保护期状态、电流等等。有些船舶机电设备由于配备着较为智能化的电控系统，能够自检自身的运行状态，则只需要连接电控系统的数据接口就可以实现数据信息的采集。对于电控系统无法提供的诸如温度、振动等数据信息，则可以通过在船舶机电设备中安装对应的传感器，模拟转换这些数据信息后再予以采集。
3.2数据信息传输层
数据信息传输层主要负责传输数据信息采集层采集到的有关船舶机电设备运行状态信息以及故障信息的相关数据至数据信息评估层，以供数据信息评估层分析评估。并利用计算机网络技术实现船舶机电设备运行状态监测与故障诊断系统应用层、船舶各个舱室（船舱、工作舱、公共舱、居住舱、战斗舱等）的信息联网。数据信息传输层主要分为全线主干网络、系统应用层网络、船舶各个舱室局域网络等几个部分，并采用标准开放式网络协议，实现系统功能扩展以及信息化应用。
3.3数据信息评估层
数据信息评估层是建立在数据信息采集基础上，主要负责对采集到的船舶机电设备的运行状态数据信息以及故障数据信息的分析评估。通过故障数据信息库以及数据分析模型算法的建立，实现状态数据信息以及故障数据信息的解析，从而提取到船舶机电设备的故障特征信号，进而智能分析诊断该船舶机电设备的故障趋势或故障发生原因。其中智能诊断最核心的技术就是数据分析模型算法的建立，并重点解析船舶机电设备的振动频谱。倘若数据信息采集层采集到的直接就是明确的故障信息，那么通过故障数据信息库直接比对即可，不必再次进行解析分析，然后再将相关信息传输给应用层，并匹配相应的维护、维修建议，再由用户发出相应应对指令。
结语：综上所述，船舶机电设备运行状态监测与故障诊断系统的设计符合船舶机电设备运行状态监测与故障诊断的实际需求以及智能化发展趋势，该系统的应用能够有效提高船舶判断机电设备故障的速度，降低船舶机电设备发生故障的概率，从而有效保障船舶的安全航行。
参考文献：
[1]于学宽.船舶动力设备状态监测与故障诊断技术研究[D].武汉理工大学，2013.
[2]李文星.船舶机电设备故障诊断方法研究[J].计算机测量与控制，2013，（8）：2093～2095.
论文作者:胡志洪
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：船舶论文; 故障论文; 数据论文; 机电设备论文; 发生论文; 模式论文; 信息论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;