船舶維修數據采集方案研究

陳萬青，湯 雷

(中國艦船研究設計中心，湖北 武漢 430064)

船舶行業對于國家安全、國民經濟發展有重要意義，近年來快速發展壯大。隨著船舶行業的快速發展，我國船舶數量、維修需求也同步大幅增加，目前船舶維修數據未得到充分采集和分析利用，相關工作需要進一步加強。本文對船舶維修采集方案進行了探討，提出了一種采集方案，可為船舶維修數據的采集利用工作提供參考。

1 當前數據采集面臨的問題

船舶維修數據是指在船舶全船全系統全壽命維修管理過程中出現的各類信息數據，包括船舶的基本信息、操作使用信息、故障信息、可靠性信息、經費信息等；在船舶維修過程中，保存和整理的有關船舶維修的圖片、影像資料、文件等也屬于船舶維修數據。這些數據來源于船舶設計、生產單位以及使用單位、管理單位等[1]。

船舶維修數據采集是船舶保障的重要工作之一，在船舶等級修理后、遠航期間、加改換裝后，均會由人員或裝備自身測點產生維修數據。當前船舶維修數據采集的不足主要如下。

1)采集數據手段需提升，采集數據量有限。目前維修數據采集主要針對部分關鍵參數、重點設備，缺少全面、體系化的采集管理和實施，而且采集手段相對落后。船舶維修數據量巨大，以動力系統為例，需要采集的數據信息包括：①動力系統運行信息，各工況蒸汽系統、冷卻水系統、補水系統、滑油系統等的壓力、溫度、流量等約數十余項監測及使用數據；②維修前后采集的數據，油液、溫度、振動等數據；③修理過程數據，泵、閥門、冷卻器等千余個部套件相關數據；④動力系統使用及維修過程中出現的故障及其排故方法。

2)維修數據匯總和管理需要加強。根據數據來源和工作職責的劃分不同，相關數據分別分布于總體設計單位、建造船廠、系統設備單位、船舶用戶、修理單位等不同責任主體中，分別需要從5家單位獲取信息，包括：①完工設計狀態參數由總體設計單位提供；②其原始建造、安裝信息由造船廠提供；③系統設備詳細資料由系統設備責任單位提供；④其運行數據和使用時故障信息由船舶用戶提供；⑤歷史維修信息則由修理單位提供。目前船舶維修數據的產生較為分散，集中管控的平臺和手段需要進一步提升。

3)維修數據應用需要深化和拓展。船舶維修數據的應用包括多個方面，通過開展數據分析，可以支撐船舶狀態評估，維修方式由定期維修向視情維修、基于狀態的維修轉變，使維修計劃安排更加精細化；支撐船舶備件器材和供應品等保障資源優化；支撐船舶可靠性評估和改進；支撐故障預測及健康管理的研發；支撐遠程支援系統的開發；反饋并優化船舶設計；提高船舶的在航率和經濟性。維修數據應用工作的開展，均在維修數據充分收集和分析的基礎上開發，目前的情況均需要進一步加強。

2 數據采集的主要內容

船舶維修設計范圍廣、影響要素多，維修數據種類多而且龐大，除了船舶本身的有關數據，還包括船舶以外的信息。從不同需要或者從不同角度出發，維修數據可以進行不同的分類[2]。

1)按照維修數據的重要性。根據船舶裝備維修信息的重要性，可以劃分為關鍵信息、重要信息、一般信息。關鍵信息包括船舶主要裝備性能、儲備、重要計劃保障方案等。重要信息主要是船舶日常保障計劃、維修設備與備件器材數據、一般履歷檔案等。一般信息包括船舶人員數量、質量情況、管理工作等。

2)按照維修數據的采集方式。

(1)在線信息數據采集。船舶上自帶的監控系統在線采集的溫度、壓力、流量等參數；信息化相關系統設備中的報警、報錯等在線數據。

(2)離線信息數據采集。根據任務情況以及設備狀態需求定期采集離線的可量化的狀態數據。目前系統設備狀態分析方法主要有動力學效應、顆粒效應、化學效應、物理效應、溫度效應以及電學效應等。

3)按照維修數據的來源。

(1)船舶設計建造數據。主要是指船舶交付后完工相關數據，包括型號、船名、制造船廠、設計單位、交船年月、備件器材目錄清單、攜帶標準、編碼、配置情況、壽命期限、使用時間以及各系統、設備的設計生產單位、數量、型號版本、出廠日期、總壽命、使用時間等。

(2)等級修理和加改裝數據。主要指船舶在等級修理、加改裝中的維修信息、器材修換情況等，包括修理及加改裝方案、設備及器材更換記錄、價格等。

(3)巡檢數據采集。定期開展主要系統及設備功能性的巡檢數據采集工作，包括任務前后的技術狀態檢查、定期的全船主要裝備巡檢等。

(4)船員使用維修信息采集。主要是對船舶實際的運行時間、對應的工況以及船員級修理信息的采集。該部分內容主要依托船員進行信息的日常登記，可借助船舶相關信息系統進行信息化采集和存儲。

需要結合船舶特點，綜合采用在線信息、離線信息等數據收集手段，制定數據采集方案，采集不同來源的數據。

3 采集方案

3.1 總體方案

根據船舶特點，為持續、有效、全面地開展船舶維修數據采集，參考航空等行業維修數據收集和管理工作[3，4]，提出數據采集總體方案。船舶用戶統籌采集工作，船員、設計建造單位、承修船廠為主體，以設計技術責任單位牽頭相關系統、設備技術責任單位開展，其中包括：①船舶設計建造數據(船舶設計信息、船舶安裝信息、系統設備信息、備件器材信息等)，由設計建造單位負責采集；②船員使用維修信息(運行檢測信息、自修信息、檢查信息)以及在航期間的其他相關信息，由船員負責采集；③等級修理、加改裝數據(等級修理、加改裝過程信息、方案、備件器材消耗信息等)[5]，由承修船廠負責采集；④裝備巡檢信息(裝備巡檢信息、功能性檢查)，由巡檢部門負責采集。數據采集總體方案如圖1所示。

3.2 數據采集流程

1)船員依托船舶上自帶的相關信息化管理系統，負責錄入在航期間裝備日常使用維修信息，并在靠港后將數據傳輸至數據平臺。采集方式為在線或離線采集，頻率為船舶靠港后對數據進行采集。

圖1 數據采集總體方案

2)設計建造單位采用數據管理系統，對船舶設計建造信息進行記錄。采集方式為離線采集，頻率為船舶建造完工后采集。

3)修理技術責任單位將等級修理和加改裝相關方案、備件器材消耗情況通過信息化系統輸入。采集方式為離線采集，頻率為每次修理后采集。

4)巡檢部門將每次巡檢后巡檢信息、系統設備功能情況通過信息化系統輸入。采集方式為離線采集，頻率為每次巡檢后采集。

4 結束語

本文對船舶維修保障數據采集方案進行了探討，針對船舶設計建造數據、船員使用維修信息、等級修理和加改裝數據、裝備巡檢信息等不同信息來源，分別從采集部門、采集方式、采集內容等方面進行了分析，形成了船舶維修數據采集方案。