淺談船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷方法

李東澤 程達(dá)

摘 要 隨著海洋運(yùn)輸與海洋能源的不斷發(fā)展，船舶行業(yè)也得到了更多的支持，船舶機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是保證船舶正常行駛的前提條件。由于船舶所處的環(huán)境，其機(jī)電設(shè)備受外界因素的影響在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)發(fā)生故障，對(duì)于故障的及時(shí)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(jī)電設(shè)備故障診斷的方法設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析船舶機(jī)電設(shè)備的故障診斷過(guò)程，對(duì)提高船舶機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)電設(shè)備故障診斷，及時(shí)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修，對(duì)于保證船舶整體正常運(yùn)行至關(guān)重要。現(xiàn)今的技術(shù)手段在船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷中還存在一定的局限性，主要是因?yàn)闆](méi)有充分對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行中的不同狀態(tài)進(jìn)行考慮，本文在此對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷方法進(jìn)行深入研究。

1 船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷方法設(shè)計(jì)

通常對(duì)于船舶機(jī)電設(shè)備的故障診斷是通過(guò)傳感器采集設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行的信息數(shù)據(jù)，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備的故障進(jìn)行定位，便于維修人員開(kāi)展第一時(shí)間的搶修工作。對(duì)于船舶機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是故障診斷的前提條件，20世紀(jì)60年代，我國(guó)在船舶機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(jī)模型對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，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(jī)電設(shè)備故障診斷過(guò)程

2.1 船舶機(jī)電設(shè)備故障數(shù)據(jù)管理

船舶機(jī)電設(shè)備故障數(shù)據(jù)是機(jī)電設(shè)備故障診斷的依據(jù)，在船舶機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，要全面搜集船舶機(jī)電設(shè)備各個(gè)故障的數(shù)據(jù)資料，并對(duì)之加以分析，才能對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷提供有效的數(shù)據(jù)支持。對(duì)于船舶機(jī)電設(shè)備故障的數(shù)據(jù)管理，首先要將搜集到的各項(xiàng)故障數(shù)據(jù)分類，建立系統(tǒng)完備的船舶機(jī)電設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫(kù)，使每個(gè)設(shè)備每項(xiàng)故障的數(shù)據(jù)都完整無(wú)缺，然后將船舶機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程得來(lái)的各機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行歸檔，從而在船舶發(fā)生故障時(shí)能為機(jī)電設(shè)備的故障診斷提供參數(shù)參考，迅速定位故障?，F(xiàn)階段，船舶機(jī)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(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)劃分出不同的區(qū)間，區(qū)間中的數(shù)值要對(duì)應(yīng)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)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(duì)應(yīng)起來(lái)，文字內(nèi)容也分別對(duì)應(yīng)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。船舶機(jī)電設(shè)備的故障發(fā)生通常是在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)中，所以對(duì)于機(jī)電設(shè)備要進(jìn)行全方位的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，明確船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下規(guī)則，在設(shè)置機(jī)電設(shè)備運(yùn)行規(guī)則時(shí)，要利用科學(xué)合理的計(jì)算方法計(jì)算船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和權(quán)值系數(shù)，對(duì)于權(quán)值系數(shù)的計(jì)算要根據(jù)機(jī)電設(shè)備的從屬關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，確保其數(shù)值的準(zhǔn)確性，同時(shí)對(duì)船舶設(shè)備機(jī)電運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，設(shè)置船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)規(guī)則，在發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)機(jī)電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)利用這些設(shè)置完成的運(yùn)行參數(shù)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的故障診斷。在船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)中，通常會(huì)搜集到一些沒(méi)有意義的或者重復(fù)的數(shù)據(jù)，在建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)要進(jìn)行選擇性的刪除，以便于在對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷時(shí)更加準(zhǔn)確，不被雜亂的數(shù)據(jù)所干擾。

2.2 船舶機(jī)電設(shè)備故障位置的計(jì)算方法

最小二乘支持向量機(jī)模型是目前我國(guó)在機(jī)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(cè)信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算預(yù)估設(shè)備故障的發(fā)生位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障位置的精準(zhǔn)定位，在計(jì)算船舶機(jī)電設(shè)備故障位置時(shí)，可將實(shí)際輸出故障設(shè)備參數(shù)設(shè)為Zq（1），將模型估計(jì)獲取的故障設(shè)備參數(shù)設(shè)為Zn（1），將故障檢測(cè)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(jī)電的故障發(fā)生空間位置。要實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備的故障診斷，就要通過(guò)船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)合機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)，對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷故障發(fā)生的原因，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精準(zhǔn)判斷，才能在第一時(shí)間對(duì)故障進(jìn)行搶修保證船舶整體正常運(yùn)行避免發(fā)生安全事故。

3 提高船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷準(zhǔn)確性的策略

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

4 結(jié)束語(yǔ)

船舶機(jī)電設(shè)備是船舶中的重要部分，船舶機(jī)電設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)直接決定這船舶整體正常運(yùn)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(wú)法及時(shí)得到陸地上的救援，所以加強(qiáng)對(duì)于船舶機(jī)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(cái)產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)的重要途徑。本文簡(jiǎn)單分析了船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷的方法，旨在為機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展提供一些參考意見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李建峰，袁磊，賀磊.船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017，（02）：82-83.

[2] 顧海軍.船舶機(jī)電設(shè)備故障診斷方法及應(yīng)用實(shí)踐微探[A].管理科學(xué)和工業(yè)工程協(xié)會(huì).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(huì)：管理科學(xué)和工業(yè)工程協(xié)會(huì)，2016：2.

作者簡(jiǎn)介

李東澤（1983-），男，天津人;職稱：工程師;現(xiàn)就職單位：海軍92060部隊(duì)，研究方向：海軍裝備保障。

程達(dá)（1987-），男，河北盧龍人;職稱：工程師;現(xiàn)就職單位：海軍92060部隊(duì)，研究方向：海軍裝備保障。