論船舶機電設(shè)備故障診斷方法

李萬洪

摘要：由于船舶所處的環(huán)境，其機電設(shè)備受外界因素的影響在實際運行中會發(fā)生故障，對于故障的及時診斷與維修是保證船舶安全行駛，避免發(fā)生安全事故的重要途徑。本文首先闡述了船舶機電設(shè)備故障診斷的方法設(shè)計，詳細(xì)分析船舶機電設(shè)備的故障診斷過程，對提高船舶機電設(shè)備故障診斷準(zhǔn)確性提供了一些建議以供參考。

關(guān)鍵詞：船舶;機電設(shè)備;故障診斷;方法

在船舶航行中，由于其所處環(huán)境的特殊性，一旦船舶機電設(shè)備發(fā)生故障，很難得到外界的救援，因此，做好船舶機電設(shè)備故障診斷，及時對機電設(shè)備進(jìn)行維修，對于保證船舶整體正常運行至關(guān)重要。現(xiàn)今的技術(shù)手段在船舶機電設(shè)備故障診斷中還存在一定的局限性，主要是因為沒有充分對船舶機電設(shè)備在運行中的不同狀態(tài)進(jìn)行考慮，本文在此對船舶機電設(shè)備故障診斷方法進(jìn)行深入研究。

1 船舶機電設(shè)備故障診斷方法設(shè)計

通常對于船舶機電設(shè)備的故障診斷是通過傳感器采集設(shè)備實時運行的信息數(shù)據(jù)，再傳輸?shù)接嬎銠C上，利用計算機數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對船舶機電設(shè)備的故障進(jìn)行定位，便于維修人員開展第一時間的搶修工作。對于船舶機電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測是故障診斷的前提條件，20世紀(jì)60年代，我國在船舶機電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)上取得了突破性的進(jìn)展，其原理是利用最小二乘支持向量機模型對機電設(shè)備進(jìn)行檢測，從而在故障發(fā)生精準(zhǔn)定位故障發(fā)生的位置。

2 船舶機電設(shè)備故障診斷過程

2.1 船舶機電設(shè)備故障數(shù)據(jù)管理

船舶機電設(shè)備故障數(shù)據(jù)是機電設(shè)備故障診斷的依據(jù)，在船舶機電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測過程中，要全面搜集船舶機電設(shè)備各個故障的數(shù)據(jù)資料，并對之加以分析，才能對船舶機電設(shè)備故障診斷提供有效的數(shù)據(jù)支持。對于船舶機電設(shè)備故障的數(shù)據(jù)管理，首先要將搜集到的各項故障數(shù)據(jù)分類，建立系統(tǒng)完備的船舶機電設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫，使每個設(shè)備每項故障的數(shù)據(jù)都完整無缺，然后將船舶機電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測過程得來的各機電設(shè)備運行參數(shù)進(jìn)行歸檔，從而在船舶發(fā)生故障時能為機電設(shè)備的故障診斷提供參數(shù)參考，迅速定位故障。現(xiàn)階段，船舶機電設(shè)備故障診斷中主要涉及的參數(shù)有三種不同的形式，分別是數(shù)值、文字和邏輯關(guān)系[1]。假設(shè)參數(shù)如果采用的是數(shù)值形式，需要將數(shù)值按照機電設(shè)備的運行狀態(tài)劃分出不同的區(qū)間，區(qū)間中的數(shù)值要對應(yīng)機電設(shè)備的運行狀態(tài)。假設(shè)參數(shù)如果采用的文字形式，就要將文字內(nèi)容同制定的規(guī)則對應(yīng)起來，文字內(nèi)容也分別對應(yīng)機電設(shè)備的運行狀態(tài)。船舶機電設(shè)備的故障發(fā)生通常是在機電設(shè)備運行狀態(tài)中，所以對于機電設(shè)備要進(jìn)行全方位的狀態(tài)監(jiān)測，明確船舶機電設(shè)備運行狀態(tài)下規(guī)則，在設(shè)置機電設(shè)備運行規(guī)則時，要利用科學(xué)合理的計算方法計算船舶機電設(shè)備運行參數(shù)和權(quán)值系數(shù)，對于權(quán)值系數(shù)的計算要根據(jù)機電設(shè)備的從屬關(guān)系進(jìn)行計算，確保其數(shù)值的準(zhǔn)確性，同時對船舶設(shè)備機電運行狀態(tài)進(jìn)行分析，設(shè)置船舶機電設(shè)備運行參數(shù)規(guī)則，在發(fā)生故障時，通過機電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)利用這些設(shè)置完成的運行參數(shù)規(guī)則，實現(xiàn)對機電設(shè)備的故障診斷。在船舶機電設(shè)備運行監(jiān)測中，通常會搜集到一些沒有意義的或者重復(fù)的數(shù)據(jù)，在建立數(shù)據(jù)庫時要進(jìn)行選擇性的刪除，以便于在對船舶機電設(shè)備進(jìn)行故障診斷時更加準(zhǔn)確，不被雜亂的數(shù)據(jù)所干擾。

2.2 船舶機電設(shè)備故障位置的計算方法

最小二乘支持向量機模型是目前我國在機電設(shè)備故障診斷中廣泛應(yīng)用的方法，這種方法可以獲得穩(wěn)定的設(shè)備故障檢測信號，并通過計算預(yù)估設(shè)備故障的發(fā)生位置，實現(xiàn)對故障位置的精準(zhǔn)定位，在計算船舶機電設(shè)備故障位置時，可將實際輸出故障設(shè)備參數(shù)設(shè)為Zq（1），將模型估計獲取的故障設(shè)備參數(shù)設(shè)為Zn（1），將故障檢測控制參數(shù)設(shè)為v（1），輸入數(shù)據(jù)階數(shù)設(shè)為n，輸出數(shù)據(jù)階數(shù)設(shè)為q，利用公式Zn（l+1）=g（Zq（l-1）…Zq（l-p）*v（l-1）…v（l-n））（1），就可以估算出設(shè)備機電的故障發(fā)生空間位置。要實現(xiàn)對船舶機電設(shè)備的故障診斷，就要通過船舶機電設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測結(jié)合機電設(shè)備故障檢測，對船舶機電設(shè)備監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，依據(jù)經(jīng)驗判斷故障發(fā)生的原因，從而實現(xiàn)對位置的精準(zhǔn)判斷，才能在第一時間對故障進(jìn)行搶修保證船舶整體正常運行避免發(fā)生安全事故。

3 提高船舶機電設(shè)備故障診斷準(zhǔn)確性的策略

機電設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測主要使用兩種方法，一種是在線狀態(tài)監(jiān)測，一種是離線狀態(tài)監(jiān)測，這兩種方法各有優(yōu)缺點。在船舶機電故障診斷中通常使用的是在線狀態(tài)監(jiān)測，在線狀態(tài)監(jiān)測對于船舶整體運行狀態(tài)的監(jiān)測更為全面、及時，所以能有效避免船舶機電設(shè)備故障漏檢的情況發(fā)生。船舶運行過程中，其整體結(jié)構(gòu)信號傳遞具有統(tǒng)一性，方向性，所以較為穩(wěn)定，通過對結(jié)構(gòu)中非線性變換的設(shè)備機電運行情況進(jìn)行分析，可以大大提高機電設(shè)備監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確程度。還可以通過增強船舶機電設(shè)備模型的適應(yīng)能力來實現(xiàn)船舶機電故障診斷準(zhǔn)確性的提高，其原理是通過將船舶機電設(shè)備故障數(shù)據(jù)導(dǎo)入到模型之中，增強船舶機電設(shè)備模型的魯棒性[2]。

4 結(jié)束語

船舶機電設(shè)備是船舶中的重要部分，船舶機電設(shè)備的良好運轉(zhuǎn)直接決定這船舶整體正常運行，由于船舶所處的環(huán)境較為特殊，經(jīng)常收到海水和風(fēng)浪的侵襲，又無法及時得到陸地上的救援，所以加強對于船舶機電設(shè)備故障診斷的研發(fā)投入應(yīng)當(dāng)是船舶企業(yè)持之以恒的發(fā)展策略，也是保證船舶行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，保證船上工作人員人身安全，規(guī)避人身財產(chǎn)安全風(fēng)險的重要途徑。本文簡單分析了船舶機電設(shè)備故障診斷的方法，旨在為機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展提供一些參考意見。

參考文獻(xiàn)：

[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] ?顧海軍.船舶機電設(shè)備故障診斷方法及應(yīng)用實踐微探[A].管理科學(xué)和工業(yè)工程協(xié)會.探索科學(xué)2016年5月學(xué)術(shù)研討[C].管理科學(xué)和工業(yè)工程協(xié)會：管理科學(xué)和工業(yè)工程協(xié)會，2016：2.

（作者單位：大連中遠(yuǎn)海運重工有限公司）