船舶全生命周期产品数据管理系统可行性探索

2017-08-16魏豪

福建质量管理 2017年2期

关键词：预防性生命周期管理系统

魏豪

(大连理工大学辽宁大连 116000)

船舶全生命周期产品数据管理系统可行性探索

魏豪

(大连理工大学辽宁大连 116000)

本文引用了产品全生命周期管理的思想，以船舶设备为例建立设备全生命周期数据库，通过对库中数据的分析可以为船舶全生命周期的其他产品数据提供帮助，从而建立健全船舶全生命周期产品数据管理系统，为船舶全生命周期的产品数据管理提供真实，科学和有效的依据。

船舶；全生命周期；数据管理系统

一、船舶全生命周期产品数据管理定义

根据CIM data的定义，产品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源产品生命周期管理、流程、应用系统和信息[1]。

由此，我们可以将船舶全生命周期产品数据管理定义为：在船舶的整个生命周期过程中(包括船舶设计—船舶制造—船舶运营—船舶拆解的全过程)，以船体生命周期建模为基础,从行业战略管理方法和软件应用管理系统两个方面，对船舶生命周期内各阶段的信息流和物质流进行管理[2]。

由于船舶生命周期管理涉及数据种类繁多、文件相互关系复杂、信息更新频繁，管理难度大，而错误的信息或工作的失误都将给船舶工程的安全带来严重威胁，甚至造成安全问题。因此，为了保证船舶生命周期的完整性、安全性、高效性，运用产品生命周期理论，建立船舶全生命周期管理系统架构和数据库，对船舶进行全生命周期的管理是否具有可行性，成为一个重要问题。

二、船舶设备数据库平台建立的可行性

船舶全生命周期产品数据管理的基础是设备基础数据信息库。在建立船舶设备数据库平台时，我们可以借鉴一些比较成熟的数据库平台的建设，将设备信息以数字的方式存档。例如：可以认为一个完整的船舶设备基础信息库构成包括：设备名称，型号，序列号，价格，生产厂家，代理商，采购日期，启用日期等，再将上述信息分别以不同的设备编码作为唯一标识[3]。

例如可以采用13位的设备编码。格式如：DC01010051701,此编码标识表示甲板陀螺仪失效，其启用日期为2017年1月。

现将编码规则做一个解读：

两位英文字母代表所在位置。如：甲板为DC，机舱为EN.

两位阿拉伯数字代表船舶设备分类：如导航类设备01，检测类设备02等。

两位阿拉伯数字代表设备名称；如陀螺仪01，电子海图02等。

三位阿拉伯数字代表船舶设备机身序列号后三位，作为同种设备的区分标志。

四位阿拉伯数字代表仪器启用时间。如仪器于2017年1月启用，则4位码为1701。

当然，建立船舶设备数据库的主要目的是降低船舶设备的故障率。文献资料显示，船舶设备故障率的变化大致可分为三个阶段，即早期故障期、偶然故障期和损耗故障期[4]。其中，早期故障期故障通常是由于船员对船舶设备性能不熟悉，未完全掌握其规范化操作方法，或设备生产设计和制造缺陷造成。偶然故障期故障是船舶设备运行稳定后由于应力条件随机变化所致。损耗故障期是随着设备使用时间的增加设备硬件老化造成的故障率上升期。

那么，为了降低船舶设备的故障率，在对船舶设备进行预防性维护与质量控制时，可以引入戴维循环的概念(图1)，即：计划P(Plan)，执行D(Do)，检查C(Check)，调整A(Adjust)[5]。其中：

计划P(Plan)：在设备正式启用前根据不同设备性质分类对设备进行风险评估并制定质量控制检测计划。

执行D(Do)：制定质量控制检测计划时，与船舶设备本身的预防性维护项目和计划相结合，避免重复的工作。计划制定完成后，将设备按照甲板和机舱两部分进行分类，并按计划对设备进行预防性维护及质量控制检测，维护和质量检测前后均填写记录并建立设备检测数据库档案。

检查C(Check)：在船舶上的设备完成质量控制检测后，对测量结果进行分析评估，测量参数偏离标准的设备要按照设备维修流程进行维修。定期对各类型设备质量检测报告中存在的问题进行整理和归纳总结，以方便调整预防性维护计划和维护项目以及评估在用设备的质量安全。

调整A(Adjust):初期拟定的质量检测计划在实施之后可能会出现计划的检测频次过高或过低等问题，要根据设备实际运行状态和工作实施情况对初期计划进行合理化改进，使得计划更加合理，减少不必要的重复工作。

图1 船舶设备数据库的戴维循环图

在船舶设备使用的整个过程中，各个部门应根据设备厂家要求的设备维护项目及周期制定设备预防性维护计划，为设备建立设备预防性维修记录表及电子维护档案，同时将设备的维护工作落实到个人。船员应严格按照预防性维修记录表中列出的设备维护项目和时间对设备进行预防性维护[6]。每次维护前后对设备技术参数和运行指标进行检测，填写记录并归检测档案。设备维护记录数据库在设备出现故障时，方便维修人员排查因未按时维护或维护不当引起的故障，缩短故障排查时间。

从上述叙述可知，船舶设备的安装调试与验收、报修与维修、预防性维修与质量控制工作中产生的数据，包括：设备到货确认单、安装调试记录、培训记录、设备验收单、报修和维修记录、质量检测记录，可以认为是船舶设备全生命周期数据库第二阶段的数据[7]。

三、船舶全生命周期产品数据管理系统的功能特征

近年来，世界造船强国从CAX开始，应用数字化敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，从而产生了大量关于船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期数据[8]。因此，对这一数据的管理迫在眉睫。船舶全生命周期产品数据管理系统至少应具备以下功能特征:

(一)系统流程可视化，且并发操作易于控制

在流程控制过程中，通过编辑软件对船舶全生命周期的数据进行归类总结，形成船舶生命周期管理数据的流程工具，从而使得控制用户可以随时随地以文本或者图形的方式对流程进行查看[9]。且由于船舶的设计、建造、维护是一个复杂的过程,涉及的空间广、时间长,具有明显的集成性和系统性,不可能采用一个模型来描述整个生命周期，需要在全生命周期内的各阶段中实现信息资源的共享，因此，对数据库的并发操作应加以控制，防止数据库被破坏，杜绝提供给用户不正确的数据[10]。

(二)从船舶生命周期产品信息的安全性角度考虑，应具备以下功能

1数据库的恢复：实行实时监测，在数据库被破坏或数据不可靠时，系统有能力把数据库恢复到最近某个正确状态；

2数据完整性：由于企业内部和企业之间普遍采用多种系统和数据管理系统,而且还存在多种数据存储方式,比如报表、文档、数据库和图纸,造成了数据的不一致性和信息孤岛，因此建立的数据库应保证数据库中数据始终是正确的[11]；

3数据安全性：由于客户需求不同,需要经常进行产品变型设计,造成产品数据更改频繁,增加了产品数据版本和有效性控制的难度，所以，应保证数据的安全，防止数据的丢失、破坏。

(三)人机交互功能

人机交互(Human-Computer Interaction,简写HCI)：是指人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程[12]。

考虑到现代社会计算机技术的发展迅猛，我们可以类比手机的某些功能，例如：面部识别功能。对于某些重要的数据库信息，可以采用专人负责，因此可以对其进行面部识别的控制。再比如，可以考虑语音输入的便捷。