船舶機電設備故障診斷方法

石屹琳，馬大鵬

（中國人民解放軍91202 部隊，遼寧葫蘆島 125000）

0 引言

隨著船舶制造業快速興起，船舶機電設備在其中發揮著重要作用，船舶機電設備故障直接影響船舶制造業發展[1-2]。相關數據報道顯示，船舶機電設備故障引起的船舶安全事故發生率較高，嚴重時會威脅船舶乘客及工作人員的財產和生命，需要不斷分析、探究船舶機電設備安全故障相關問題，完善船舶機電設備故障檢驗、維修流程、標準制度，解決船舶機電設備安全問題，提高船舶安全性，減少事故發生率，確保乘客、工作人員安全[3-4]。

1 船舶機電設備診斷

1.1 船舶機電診斷方法

船舶機電主要診斷方法為計算機處理技術、信息采集技術和數據分析技術。船舶機電診斷主要是采集船舶運行過程中的有關數據，采用計算機對數據進行分析，尋找發生故障的位置和故障原因，制定處理計劃[5-6]。船舶機電診斷主要步驟為：①采集船舶機電設備運行數據；②確定船舶機電故障部位。隨著社會不斷發展，科學技術不斷提升，船舶機電故障診斷方法逐漸完善，具有較強的安全性，能夠在最大程度上保障船舶人員安全。我國船舶機電故障診斷采用最小二乘支持向量機模型，能夠對船舶機電運行過程中各項數據進行整體采集，并且能夠將采集數據和正常狀態下的數據進行對比分析，保證故障的準確性。

1.2 故障診斷意義

（1）提高船舶機電設備維修效率。隨著經濟水平不斷提高，我國船舶事業規模逐漸擴大，船舶運行問題開始受到人們廣泛關注。任何機電設備在運行過程中均可能發生故障，船舶機電由于自身組成較為復雜，并且元件種類、數量多樣化，極容易造成設備故障損害。因此定期進行機電設備故障檢測，有利于消除故障隱患、減少危害因素，降低因設備損害導致的損失，提高機電設備運行效果，保障船舶機電設備維修效率，為船舶安全運行創造有利條件。

（2）節約故障診斷和維修成本。船舶機電設備如果在運行過程中發生故障，不僅會直接影響各個系統正常運行，還會導致船舶任務無法在規定時間內完成，從而帶來經濟損害。因此對船舶機電設備進行合理、高效診斷，能夠提前幫助診斷人員排查設備故障因素，通過制定科學、合理的維修計劃，有效控制威脅因素發生，提高故障維修合理性。這樣不僅能夠節約故障維修時間，還能減少維修成本，為發展船舶事業提供有力條件。所以對船舶機電設備進行故障診斷，可以提前對機電設備進行預防、控制，降低機電設備損害造成的經濟損失。

（3）推動多元化航海事業發展。隨著船舶機電不斷發展，已經在航海事業中取得顯著成績，為我國經濟效益帶來了較大提升，同時船舶機電事業開始呈現多元化、大型化發展，這樣也促使對船舶機電設備要求開始不斷增加。但是相對而言我國船舶機電設備診斷水平較弱，難以穩定船舶運行發展，也因此阻礙了航海事業發展。所以我國有關部門應該引起高度重視，積極對船舶機電設備故障診斷方法進行分析、研究，為船舶行業提供有效保障。這樣才能有效提高船舶機電安全性，減少船舶機電損害帶來的損失，從而不斷推動船舶機電發展，促進多元化航海事業發展。

1.3 故障診斷原則

在實際船舶機電設備故障診斷過程中，需要根據診斷標準、原則進行規范化操作。首先需要把握從大到小的診斷性原則，從整體范圍進行故障排除，特別針對需要檢測發電機、倉室等大方向問題進行設備檢測。如果在檢測過程中發現問題，應該及時采取有效、科學、合理的手段進行調整、規劃、改進。如果大方向未存在故障，則開始進行小方向排除，對小范圍設備、功能進行檢查，特別針對基礎元件損壞等細節部位檢測，實踐故障檢測關鍵性原則。此外，關閉機電設備，確定故障位置，遵循控制經濟損耗原則，在較短的時間內進行故障排查。診斷完成后，打開電源，確認故障檢測報告，為技術人員提供科學依據。

2 船舶機電設備故障診斷主要步驟

2.1 故障數據管理

船舶機電設備故障診斷中故障數據收集是主要內容，有效、準確、合理的數據收集能夠保證船舶機電設備診斷的準確性，在實際收集過程中要求技術人員按照標準規范制度進行：①分類船舶機電設備故障診斷中的相關信息，建立完整數據庫，有利于保證數據完整性以及真實性[7-8]；②錄入船舶機電設備中的運行數據，建立檔案，保證采集數據的有效性，并公布船舶機電設備運行實際情況，為以后船舶機電設備故障診斷提供科學依據；③在對船舶機電設備運行狀況檢測時，需要結合設備運行情況制定相關檢測標準、規定檢測目的，保證完整執行檢測流程，及時、準確地預判船舶機電設備故障發生部位，根據預測情況制定解決方案。

在船舶機電設備檢測過程中，應該對參數進行分類，通過不同形式可以分為邏輯、文字、數值三種類別[9-10]：①文字型參數，應該將實際參數內容與制定制度內容保持一致；②數值型參數，將數值參數按照不同區間進行劃分，提高數據收集的有效性、精確性。在進行匯報機電設備故障診斷結果前，需要對參數情況進行判斷分類，有利于保證機電設備故障診斷的真實性和準確性。在實際檢測過程中，船舶一般處于運動狀態，設備故障診斷也需要收集檢測動態數據。結合標準制度對船舶機電設備進行整體管理、控制，設置對應參數，與運行狀態保持一致，排除參考價值較小的數據參數，這樣才能對機電設備實施整體、全面的系統優化。

2.2 故障位置診斷

在船舶機電設備故障檢測研究中，需要精確船舶機電設備故障位置，采用最小二乘支持向量機模型方法，此方法是當前船舶機電設備故障診斷中應用最廣泛的一種，具有較強的穩定性。此方法以構建故障檢測模型為依據，利用診斷模型獲得機電設備故障檢測信號，滿足故障檢測診斷具體要求。在實際檢測過程中，利用故障檢測模型獲取檢測信號，并通過專業的處理輸出故障參數，將故障輸出參數與原先設定的規則進行比較分析，將故障輸出參數控制計算機預測故障參數，提高故障檢測精確度。最小二乘支持向量機模型方法能夠有效進行船舶機電設備故障診斷，減少出現誤差的可能性。在船舶機電設備故障檢測中，應該不斷加強對數據檢測研究訓練，提高數據模型應用的準確性，保證船舶機電設備故障診斷的質量和總體效果。在分析船舶機電設備故障診斷時，需要對設備故障信息進行收集、分類，再對船舶機電設備故障進行研究處理，流程需要嚴格按照規范制度進行，保證準確性和有效性，提高船舶機電設備故障診斷的整體質量。

2.3 故障檢測模型優化

在故障檢測過程中，船舶機電設備正處于運行狀態，各運行參數會隨著運行狀態不斷調整、變化，而故障檢測模型的弊端是無法集合機電運行狀態進行模型參數調整，直接降低了檢測結果的可靠性。因此為保證檢測精確度，應該綜合利用建模原理，對檢測模型進行在線優化處理。

2.4 故障診斷結果分析

為有效提高船舶機電設備故障診斷結果精確度，診斷模型需要將多個機電設備運行信號通過船舶機電設備故障檢測模型進行計算分析，得到的檢測結果誤差將會小于傳統計算誤差。船舶機電設備故障檢測模型檢測結果準確度明顯高于傳統故障診斷方法，具有較強的診斷價值，應該大力推廣。

3 船舶機電設備故障診斷優化建議

3.1 完善檢測技術

技術人員在船舶機電設備故障診斷中發揮著重要作用，需要相關技術人員不斷拓展系統檢測技術，不斷對技術進行開發、研究、診斷、探討，實現故障診斷智能化。改進故障設備診斷針對不同環境的兼容性，保證診斷過程的穩定性。大力引進機電設備專家宏觀調控和標準預測，全面拓展診斷數據庫。這樣有利于智能化檢測發展，提高診斷技術，穩定故障診斷效果。

3.2 擴寬平臺建設

技術人員需要不斷擴展船舶機電設備故障平臺，逐漸完善平臺基本功能，保證平臺穩定性，向人性化方向發展。根據實際情況制定平臺全面、完善的系統操作、決策計劃，改變診斷過程，使復雜、繁瑣的診斷過程向靈活方向發展。實現一體化操作模式，促使平臺能夠有效收集、反饋信息，全面擴展數據庫。平臺擴寬不僅有利于健全智能化故障診斷處理模式，還能使平臺適應不同環境基礎，進行基本決策處理，由此提高診斷效果。

4 結束語

對船舶機電設備故障診斷方法進行分析、研究，提出創新方法，有利于提高診斷有效性和完整、全面性，以解決船舶機電設備安全問題，提高船舶安全性，減少事故發生率，確保乘客、工作人員的安全，促進船舶行業穩定發展，為我國帶來更多經濟效益。