淺談船舶機(jī)電設(shè)備狀態(tài)的評(píng)估

馬鏡

摘 要：船舶機(jī)電設(shè)備種類繁多，要實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的有序管理，例如檢修、保養(yǎng)、更新、后勤保障等，就必須對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)及其運(yùn)行趨勢有一個(gè)清晰的了解。在機(jī)電設(shè)備的管理實(shí)踐中，經(jīng)常采用一些測量物理量來表征各個(gè)具體設(shè)備的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)性能和以及可用性來表達(dá)設(shè)備、系統(tǒng)即時(shí)執(zhí)行任務(wù)的能力。本文對(duì)設(shè)備劣化度和可用性這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并在可用性基礎(chǔ)上提出了現(xiàn)時(shí)可用性和任務(wù)可用性的概念，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶機(jī)電實(shí)現(xiàn)全面、動(dòng)態(tài)以及系統(tǒng)的評(píng)估。

關(guān)鍵詞：船舶機(jī)電 狀態(tài)評(píng)估 優(yōu)劣度 可用性

中圖分類號(hào)：U672.74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（c）-0067-01

1 船舶機(jī)電設(shè)備評(píng)估的內(nèi)容

船舶機(jī)電設(shè)備不僅品類繁多，而且同一設(shè)備的狀態(tài)信息還反映在各個(gè)方面，要對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估就必須安裝多個(gè)類型的傳感器獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并以相應(yīng)的測量物理量來表征，這些物理量既包括速度、時(shí)間等機(jī)械量，還包括電壓、電流等電氣量，雖然這些物理量的精準(zhǔn)度毋須質(zhì)疑，但僅有這些基礎(chǔ)的物理量數(shù)據(jù)還是無法對(duì)整個(gè)機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)無法進(jìn)行有效的比較，表現(xiàn)不出測量項(xiàng)目與項(xiàng)目之間、設(shè)備與設(shè)備之間的相關(guān)性。通過對(duì)這些物理量之間關(guān)系的深入研究，采取一定的評(píng)估模型，現(xiàn)在已經(jīng)可以對(duì)相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行有效描述。同時(shí)，作為船舶的使用方，僅僅了解設(shè)備的狀態(tài)還是不夠的，還必須考慮設(shè)備執(zhí)行任務(wù)的可用性和滿意度，也就是機(jī)電設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、后勤保障能力等。所以，要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的科學(xué)評(píng)估，既要對(duì)設(shè)備的狀態(tài)（設(shè)備優(yōu)劣度）進(jìn)行評(píng)估，也要對(duì)設(shè)備的可用性進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)（在滿意度基礎(chǔ)上），只有兩者結(jié)合、綜合評(píng)判，才能得出切實(shí)有效的結(jié)論。

2 船舶機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)

2.1 設(shè)備優(yōu)劣度

設(shè)備優(yōu)劣度是評(píng)價(jià)設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)滿足設(shè)備工作的程度。具體指的是設(shè)備測量值與設(shè)備核定指標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)值或極限值）之間的相對(duì)值。不同的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)值或極限值來源會(huì)有差別。所以設(shè)備的優(yōu)劣度的計(jì)算模型會(huì)有不同。經(jīng)常用到的主要有以下幾種：（1）閾值型。船舶機(jī)電設(shè)備往往附帶有相關(guān)說明書，其中對(duì)一些項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)值或是極限值（參數(shù)）做了規(guī)范標(biāo)示。有些參數(shù)指的是標(biāo)準(zhǔn)值（DS）和極限值（DL），有些參數(shù)指的是上標(biāo)準(zhǔn)值（DSH）和下標(biāo)準(zhǔn)值（DSL）及其各自對(duì)應(yīng)的極限值DHL和DLL。優(yōu)劣度閾值模型以設(shè)備現(xiàn)有狀態(tài)的相關(guān)數(shù)值經(jīng)過計(jì)算得出，清楚表明設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)信息。（2）統(tǒng)計(jì)型。當(dāng)設(shè)備項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值或極限值未知或是設(shè)備經(jīng)過運(yùn)行這些項(xiàng)目數(shù)值發(fā)生改變時(shí)，這時(shí)設(shè)備的優(yōu)劣度計(jì)算就必須考慮到設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，依據(jù)這些客觀的歷史數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行有效分析、評(píng)估。設(shè)備優(yōu)劣度從另一方面來講，就是當(dāng)某一測量值滿足特定條件（例如符合設(shè)備歷史運(yùn)行軌跡）時(shí)，設(shè)備滿意工作的可信度。無論是把歷史數(shù)據(jù)認(rèn)為是均勻分布還是其他類型的分布狀態(tài)，設(shè)備優(yōu)劣度統(tǒng)計(jì)型模型最重要的是謹(jǐn)慎選擇置信水平，即可靠度，當(dāng)歷史數(shù)據(jù)顯示設(shè)備項(xiàng)目具有優(yōu)良特性時(shí)，置信水平可以稍低；當(dāng)歷史數(shù)據(jù)表明設(shè)備項(xiàng)目可控制狀況不佳時(shí)，置信水平就需要盡量提高。

2.2 設(shè)備可用性評(píng)估

簡單講，可用性指的是設(shè)備立即完成指定任務(wù)的能力程度，或是指設(shè)備在設(shè)定完成保障計(jì)劃的條件下，即刻完成任務(wù)和達(dá)到完成任務(wù)（例如設(shè)備故障維修）的時(shí)間比。設(shè)備可用性隨著設(shè)備工作狀態(tài)的不同而不同。當(dāng)設(shè)備由于重大故障停用或是等待報(bào)廢時(shí)，其維護(hù)修理時(shí)間為無窮大，也就是可用性為0。所以，要提升設(shè)備的可用性能，必須盡量減少修復(fù)時(shí)間和后勤保障的延誤時(shí)間。顯然，設(shè)備可用性指標(biāo)不僅與設(shè)備硬件特性有關(guān)，還和設(shè)備的管理水平、維護(hù)水平以及后勤保障水平等軟實(shí)力息息相關(guān)。（1）現(xiàn)時(shí)可用性?，F(xiàn)時(shí)可用性是用來度量和預(yù)測船舶機(jī)電裝置、設(shè)備或系統(tǒng)即時(shí)執(zhí)行任務(wù)的能力。其具體可以表述為：

（1）IA0=（AQF×PWH）/（ETtR+EMT）

如果對(duì)執(zhí)行任務(wù)的類型加以考慮的話，也就是計(jì)算任務(wù)可用性，其可以表述為：

（2）MA0=（RQF×PWH）/（ETtR+EMT）

（1）式中，AQF指的是即時(shí)執(zhí)行任務(wù)能達(dá)到的品質(zhì)，一般根據(jù)設(shè)備或系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算得出。PWH指的是執(zhí)行任務(wù)人員管理水平以及后勤保障資料的維持時(shí)間，ETtR指的是設(shè)備恢復(fù)功能耗費(fèi)的時(shí)間量。EMT為任務(wù)執(zhí)行的預(yù)測時(shí)間量。（2）式中，RQF為執(zhí)行任務(wù)所需的品質(zhì)，根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的不同而不同，如果執(zhí)行的是低烈度常規(guī)巡航，RQF值取較小值，執(zhí)行戰(zhàn)略警戒、演習(xí)時(shí)，RQF值相對(duì)要高。從（1）和（2）式可以看出，除EMT由執(zhí)行的任務(wù)決定之外，其它因素都和設(shè)備的管理、維護(hù)、后勤保障等有關(guān)。

3 全面、動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)地評(píng)價(jià)船舶機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)

船舶機(jī)電設(shè)備的存在是為整艘船舶更好的執(zhí)行、完成相關(guān)任務(wù)。所以，評(píng)估設(shè)備的狀態(tài)，不能只是停留在某一單獨(dú)設(shè)備或某一設(shè)備的單一部件。同時(shí)，機(jī)電裝置或設(shè)備、系統(tǒng)會(huì)隨著船舶運(yùn)行時(shí)間的變化而變化，靜止點(diǎn)的狀態(tài)評(píng)估不能取代設(shè)備狀態(tài)的趨勢，必須使用一定的方法綜合考量設(shè)備的優(yōu)劣度以及可用性，以達(dá)到全面評(píng)估設(shè)備狀態(tài)的目的。設(shè)備與子設(shè)備之間、系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間以及它們相互之間最常見的關(guān)系就是串并聯(lián)關(guān)系。串聯(lián)關(guān)系指的是假定多個(gè)子設(shè)備或子系統(tǒng)中任一個(gè)故障，那么整個(gè)系統(tǒng)就不能正常運(yùn)行。在并聯(lián)關(guān)系中，某一子設(shè)備或子系統(tǒng)發(fā)生故障，整個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)仍舊能正常運(yùn)行，它們的權(quán)重是一樣的，單個(gè)設(shè)備不會(huì)影響另一單個(gè)設(shè)備的可用性。通過串并聯(lián)關(guān)系，能將船舶機(jī)電設(shè)備的關(guān)系一目了然。至于同一設(shè)備不同項(xiàng)目之間的關(guān)系，很難采取簡單明了的串并聯(lián)關(guān)系來描述，一般采用權(quán)重傾斜、模糊隸屬或者灰色關(guān)聯(lián)等關(guān)系來描述，在這些關(guān)系中，已有的研究成果或是經(jīng)驗(yàn)值具有非常重要的參考意義。

4 結(jié)語

船舶機(jī)電設(shè)備的評(píng)估是一項(xiàng)系統(tǒng)性、技術(shù)性的重要工作。它包含兩個(gè)層面的評(píng)價(jià)體系。一個(gè)是基礎(chǔ)性的單個(gè)設(shè)備的具體項(xiàng)目測量值以及由其推導(dǎo)出的設(shè)備優(yōu)劣度指標(biāo)。另一個(gè)是綜合考慮了設(shè)備即時(shí)執(zhí)行任務(wù)的能力程度的可用性指標(biāo)。無論是那一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，它們都是由各類數(shù)據(jù)（歷史的、現(xiàn)實(shí)的以及反映未來趨勢的）通過一定的模型計(jì)算出來的。這些數(shù)據(jù)就是評(píng)價(jià)指標(biāo)的基石，必須保證準(zhǔn)確、客觀，否則就無法實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備的真正評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)

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