提高船舶機械工作可靠性的探析

薛加榮

（揚州輔臣船舶設備安裝有限公司，江蘇揚州 225200）

0 引言

機械設備是船舶內部部件的重要組成，同時設備可靠性受到公眾的關注，船舶設備所處的外界環境相對惡劣，同時設備可靠性保障方面難度比較大。機械設備可靠性是指產品在規定條件之下，即在一定時間內完成既定工作的能力，特別是針對于船舶設備來講，提高設備可靠性，可保證船舶的穩定性，對船舶安全行駛具有重大的保障作用。結合維修經驗，在設備維修時，要建立起以預防性維修為主體的維修機制。新型維修方式能夠增強設備穩定性，也可防止過度維修的不良問題。

1 船舶機械設備失效的機理及原因分析

輪船內設備的失效，有早期設備設計失效和磨損性的失效，早期失效多數是由于設備設計制造存在一定的問題，設備操控人員操作不太規范，或者設備使用環境相對惡劣。針對這些問題，需要早期做好相關工作，及時做好調試，通過設備調試磨合來處理失效問題，偶然性失效是設備在運轉時突發狀況，而造成設備停止運轉，這種失效的概率不大。有些失效是由于外界偶然性因素而產生的，有一些是人員違章操作和維護工作不到位等問題造成的。此外，由于船舶器設備在使用時，經常會發生磨損，造成設備功能失效。一般狀況下，船舶設備在工作時有磨損，各設備內部的部件在復雜環境下，會產生腐蝕、疲勞、分化。磨損后的設備性能也會隨之下降，在這種狀況下，要求工作人員加強對設備及時維護，發現失效的零部件，快速更換，進而減少設備失效率發生[1]。

2 船舶機械設備的可靠性特征

機械設備與電子設備在可靠性方面，國內有很多的研究，設備由于自己的特征一定造成設備可靠性檢測流程相對繁瑣，再加之技術保密性、封鎖性的限制。在一些產品合規性方面，技術進展更加緩慢，針對于船舶設備可靠性，主要有以下特征。

（1）船舶的機械設備功能特定性比較強。船舶設備的功能特征性相對較強，很多設備設計人員會按照標準來設計，如船舶機械設備內的軸承、齒輪都是標準件，但是其余的都是根據工作需要進行特殊化設計，這就造成了設備通用性較弱，它不像電子設備那樣，能夠設計出系統、可靠性的檢測規范。

（2）設備的失效機制多樣化，可靠性的理論相對薄弱。通過對相關的統計數據分析發現，電子產品故障大多數是隨機性的故障，而且電子設備的故障概率會服從于正態分布，它與電子產品相比，船舶機械設備大多數是損耗、疲勞、腐蝕等相關故障，而且故障出現多是隨機性的，隨著時間推移，失效性也變大。有很多復雜特殊性的失效制度，在不同時間節點，觀察值具有不可重復性的特征，很難直接測得表中的數據值[2]。

（3）設備內部的部件體型小，但價值昂貴。輪船上的閥門對零部件的可靠性要求高，這些閥門設備價格相對昂貴，而且所處閥門位置風險大。部件具有一次性使用的特征，結合輪船設備機械通用性進行高性能檢測時，實際上它都是根據具體設備來設計，在這種狀況下，使得檢測工作的人力、物力成本及使用周期增加。

（4）機械設備所處的環境處于封閉的狀態。輪船機械設備內部的零部件工作多是處在高溫、高燥、高濕的狀態下，在這種惡劣環境下，機械設備和其他電子設備維修任務不同，所處的環境也存在很多的差異，外界環境對設備的可靠性有巨大的影響。

3 以可靠性為中心的維修機制的建立

（1）RCM（Reliability Centered Maintenance，以可靠性為中心的維修）的思想。以設備可靠性作為維修工作重點是輪船維修工作的新發展趨勢，使用預防性的維修方法，這種維修思想核心可以使設備更加可靠，以可靠性的理論作為核心，制定出合理預防性維修的規則，使用相應的設備維修方式。在這種方式下，能夠顯著降低設備內部維護費用，而且還可以使得設備維護性得以提升。一般狀況下，雖然系統可靠性程度與早期設備設計有著緊密的關系，然而在設備運轉時，只能夠通過應用恢復的方式，來保證機械設備能夠持續穩健的運行，但是如何提高設備自身可靠性水平，在后期設備的使用中困難度增加。在RCM 的新型思想中，以設備固有特性作為基礎，不能夠全部以設備使用時間作為基礎依據，將多余無效的工作進行整合，在選擇維修方式時，也不會局限于現有傳統的維修方式，而是考慮到了定期維修工作方式[3]。

（2）RCM 與傳統維修思想的對比。RCM 與過去傳統的維修方式相比，具有更明顯的特色優勢，特別是RCM 對維修方式有更深的嘗試，但是并沒有將預防性維修工作與可靠性相連接。簡單認為其兩者是有正比例性關系，在維修設備工作方式上，選擇確定維修方式，要綜合考慮到設備使用的適用性，基于故障結果特征，有效彌補傳統方式展現出來的不足之處，可有效消除失效的問題現象，當然也能夠有效防止維修過度問題發生，在RCM方案制定時，可高效結合現有數據邏輯判斷以及維修經驗來設計出維修工作手冊，控制維修費用投入，達到整個系統維修可靠性目標。

（3）RCM 的操作流程。一般狀況下，RCM 在輪船設備可靠性檢測中，需要工作人員先確定好維修的項目，再構建出RCM的檢修機制，要檢查整個設備的安全性以及是否存在一些安全隱患。將重點的維修項目都納入到預防維修手冊中，對于那些其他非重要性項目，一般會使用事后維修工作方式。

（4）制定重點性維修項目對策。對于機械設備內部元器件安全性影響重大，使用預防性維修，如果預防維修費用低于事后維修成本，并且低于設備故障帶來的損失，就可以采取合理有效的預防策略，對于隱患后果故障和項目采用預防性的維修，以防止出現多種故障問題發生。根據設備實際狀況，選擇更加科學合理維修方式，確定每項預防維修工作及維修間隔期，將時間間隔期相近維修工作整合在一起，制定出高質量的維修手冊。

4 輪船機械設備可靠性的研究展望

機械設備是國內船舶設備內部的關鍵部件，設備自身的穩定性、可靠性受到關注。但是國內船舶機械設備可靠性研究方面起步比較晚，但是未來發展前景廣闊。隨著國內科學技術的發展，輪船內部零部件向著微型化方向發展，同時也會帶動機械設備向自動化、智能化發展，進而會促使船舶工業的快速發展，提升微型機械設備和機電系統可靠性。自動控制技術在檢測研究方面有更好的發展，船舶設備也會由手動操作，未來逐步向自動化、智能化、仿真化的方向發展。基于機械設備種類不同，而形成大量檢測數據，目前國家已經建立起相應檢測數據庫，使得檢測數據結果更加精確[4]。

5 提高輪船機械工作可靠性的策略研究

（1）加強預防性的檢查和維護。增強輪船設備的風險檢查和維護支持，維護工作人員要從多個方面入手檢查設備內部潤滑油質量是否達標，設備分析中檢查潤滑油品質優劣，分析潤滑油物理特性是否出現改變。潤滑油物理特性主要是改變設備內在條件，而引發的一些溫度變化導致的潤滑油黏度、凝點的變化，物理特性的變化是指一旦使用條件恢復，也會使設備功能隨時恢復。潤滑油的化學性能和油的成分密切關聯，在存儲和運輸時，如果處理不恰當會使潤滑油發生氧化、添加劑揮發，而且內部含有大量雜質，顯著改變潤滑油的特性，影響整個設備的運轉。因此，在設備維護保養時，重點檢查潤滑系統，選擇過濾精度更高的精密儀器設備，及時檢查潤滑油的污染狀況，整理形成數據信息，以能夠掌握設備的磨損規律，從而可以有針對性預防，如制定合理的改善措施，定期清洗油箱，排除污染物，對油箱透氣孔加裝空氣過濾器等，有效隔離外界的污染。

（2）做好機械設備的維修設計。維修設計是指定合理的維修方案，在很短時間，能夠使設備快速恢復功能，使用較少維修材料資源，維修設計師還要遵循必要工作原則，首先提供有效檢測工具，以使用戶的維修人員能夠及時發現設備故障。其次，設備部件維修工具要能互換，使用現有設備備件，可以顯著壓縮維修時間，提高維修工作質量。對于采購新設備以及引入新技術，都要及時歸入技術檔案庫中，以便能夠為后續維修工作提供技術資料支持[5]。

（3）提高輪機管理人員的可靠性。維修工作人員日常工作內容就是監測機械設備失效狀況，輪機設備可靠性對船舶設備的穩定性的提高都有著重大影響，據有關數據統計，因為人為原因因素而引起設備故障占了近80%，剩下的20%是由于機械設備本身的性能不佳而引發的。維修人員技能無法跟上現有技術發展步伐，輪機維修人員缺少專業性，儲備的知識更新趕不上新設備發展，使得輪機設備管理工作人員缺乏相應的維修工作能力。在維修時，維修人員受到自己主觀性的影響，而導致設備出現故障后，不能準確判斷問題所在，設備操作不當也會造成設備故障數量激增。因此，要提高輪機設備操控人員的能力，提高人員責任心，給予員工更多的薪酬待遇，同時建立起人員培訓體系，減少人員違規操作，提高人機設備操控的可靠性、穩定性[6]。

6 結束語

提高船舶機械工作可靠性涉及的工作比較廣，機械設備維修、檢修工作綜合性強，是一個系統化的工程。在實踐中，應該基于設備條件、問題因素，考慮到外界干擾要素和人為的影響要素，建立起以可靠性維修機制，選擇合適的維修方式及維修周期，提高維修人員工作能力，這樣才能夠提高設備維修質量，為我國的船舶事業發展貢獻力量。