淺談船舶機電設(shè)備智能故障診斷系統(tǒng)

史杰

【摘要】我國經(jīng)濟和社會建設(shè)水平的不斷提升，推動了交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展，大量貨運和客運需求使得船舶的正常運行成為國家和地區(qū)發(fā)展的重要影響因素，因此，必須有效確保和提升船舶的故障維修能力，保證其運營的穩(wěn)定性。對于船舶故障的診斷技術(shù)，一直處于不斷發(fā)展的過程中，針對船舶最為核心單元的機電設(shè)備的智能故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，極大地推動了船舶的技術(shù)保障能力。該故障診斷系統(tǒng)具有自動化和高效化的應(yīng)用特點，得到廣泛的認可。

【關(guān)鍵詞】船舶機電設(shè)備；智能化；故障診斷

一、船舶機電設(shè)備智能故障診斷概述

智能故障診斷系統(tǒng)自20世紀70年代產(chǎn)生以來，得到迅速的發(fā)展，利用計算機冗余解析完成各種機電設(shè)備工況的分析，完成智能化的故障診斷功能。近些年來，我國在船舶制造領(lǐng)域取得了巨大的發(fā)展，制造工藝和相關(guān)技術(shù)水平得以迅速提升，這些進步都為打造制造業(yè)強國奠定了堅實的基礎(chǔ)。而現(xiàn)代船舶業(yè)在一些軟件建設(shè)方面也有非常高的技術(shù)發(fā)展需要，尤其是信息技術(shù)用于船舶領(lǐng)域，決定了船舶制造和運行的水平，是更高科技含量的內(nèi)容，可以產(chǎn)生更大的附加價值。在船舶建設(shè)中采用了更多智能化和一體化的機電設(shè)備，隨著產(chǎn)生的就是怎樣完成相關(guān)設(shè)備技術(shù)保障和故障診斷檢修，可以預(yù)防并及時發(fā)現(xiàn)故障問題，通過一些具體的措施完成故障檢修工作。

總的來說，相比于傳統(tǒng)的人工故障檢查方式，船舶機電設(shè)備智能故障診斷系統(tǒng)是一個非常有效的功能保障體系，借助該系統(tǒng)可以有效實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷功能，促進相關(guān)機電設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)。通過該系統(tǒng)可以實現(xiàn)不解體各種機電設(shè)備的情況下，通過計算機信息技術(shù)、故障診斷技術(shù)、人工智能技術(shù)、現(xiàn)代檢測技術(shù)等的充分運用，確定機電設(shè)備的工作狀態(tài)和故障情況，并盡早發(fā)現(xiàn)故障部位，確定故障原因，完成故障檢修工作。

二、船舶機電設(shè)備智能故障診斷系統(tǒng)存在的問題及設(shè)計

機電設(shè)備對于船舶的重要性不言而喻，為提高船舶的技術(shù)保障能力，采用智能化方法，將計算機、人工智能等技術(shù)與故障診斷技術(shù)有機融合，形成具備更高操作性和效率的故障診斷系統(tǒng)，有助于船舶在性能方面的更大提升。

（一）目前船舶機電設(shè)備智能故障診斷系統(tǒng)的運行問題

1.系統(tǒng)的知識庫過于龐大

現(xiàn)用的船舶機電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的知識庫設(shè)計主要采用了制造領(lǐng)域?qū)＜业闹R和技能內(nèi)容，為確保這些內(nèi)容可以涵蓋所有的故障問題，就不斷地進行內(nèi)容的增加，同時還要有相應(yīng)的規(guī)則庫等。這些劇增的內(nèi)容導(dǎo)致了知識庫的訪問效率持續(xù)降低，其實際的應(yīng)用也必然受到一定程度的影響。

2.故障診斷中的實用性差

由于船舶機電設(shè)備很多，共同構(gòu)成的機電系統(tǒng)也非常復(fù)雜，在智能故障診斷系統(tǒng)中，大多故障診斷是針對某些單獨的設(shè)備故障，但對于系統(tǒng)性故障的處理，則顯得有些適用不足，難以進行綜合性的分析，需要排故人員根據(jù)系統(tǒng)提示和故障現(xiàn)象并結(jié)合實際經(jīng)驗，缺乏了任一方面都會導(dǎo)致故障處理效率的降低。

3.診斷方法與機電故障知識的結(jié)合有待提高

對最新故障診斷方法和設(shè)備知識，很難將其融合在一起，使得故障診斷過程過多停留在過去的知識利用上，而對于新方法和新問題的解決和處理缺乏時效性，實際進行故障診斷的效果也相對較差，故障診斷時效率不高。

4.系統(tǒng)的升級能力不足

由于系統(tǒng)在升級數(shù)據(jù)庫等方面的設(shè)計缺乏必要的考慮，而船舶的機電設(shè)備升級卻比較頻繁，這導(dǎo)致故障診斷系統(tǒng)與實際設(shè)備應(yīng)用難以保持同步。系統(tǒng)升級能力不足，很大程度上形成了一種嚴重的限制作用，使得系統(tǒng)功能發(fā)揮難度更大。

（二）船舶機電設(shè)備智能故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計

1.船舶機電設(shè)備智能故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

機電系統(tǒng)智能故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計，主要采用五大部分的結(jié)構(gòu)模塊組成，這五個模塊分別為：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)知識模塊、相關(guān)機電知識內(nèi)容、故障分析體系、解釋器和管理應(yīng)用軟件。可以仿照人類的思維方式完成智能系統(tǒng)的各種基本功能，同時還具備了一定的自適應(yīng)學(xué)習(xí)能力，以及一定的推理邏輯能力。

2.船舶機電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的工作原理

該系統(tǒng)通過利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識模塊對船舶機電設(shè)備故障進行預(yù)診，并將預(yù)診結(jié)果反饋給知識庫系統(tǒng)進行進一步的確診。工作人員利用與系統(tǒng)的人機接口對管理模塊進行啟動，系統(tǒng)獲得各個檢測部位的監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息，建立臨時狀態(tài)的故障假設(shè)集合，對照知識庫進行真?zhèn)蔚呐袛唷Ｖ鸩缴钊耄ㄟ^邏輯和相關(guān)的推理過程，直至達到滿意的效果。分析出故障所有相關(guān)的內(nèi)容，包括故障部位、故障原因和具體的維修方法選擇等。通過接口和解釋器，給出具體的根據(jù)和推理過程，并回答用戶的所有問題，或補充故障診斷所需的必要信息。

三、結(jié)語

綜上所述，船舶機電設(shè)備對于船舶的正常運行有至關(guān)重要的影響，為確保其工作的穩(wěn)定性，需要采用更加智能化的故障診斷系統(tǒng)完成各種故障預(yù)防和診斷功能。相比于過去的故障診斷系統(tǒng)，新的系統(tǒng)設(shè)計突出了智能化和高效率的特點，將人工智能技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于系統(tǒng)設(shè)計，并采用了更為有效的算法。實踐證明，這種設(shè)計可以實現(xiàn)智能故障診斷系統(tǒng)的效率提升。在當前更加注重機電設(shè)備運行穩(wěn)定性的背景下，該系統(tǒng)的研究和應(yīng)用有著非常重要的價值。

參考文獻

[1]李建峰，袁磊，賀磊.船舶機電設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷[J].中國設(shè)備工程，2017（02）：82～83.

[2]王雪山.探析船舶機電設(shè)備故障診斷方法[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（04）：116～117.