船舶机电设备故障诊断方法

2021-01-22石屹琳马大鹏

设备管理与维修 2021年16期

石屹琳，马大鹏

（中国人民解放军91202 部队，辽宁葫芦岛 125000）

0 引言

随着船舶制造业快速兴起，船舶机电设备在其中发挥着重要作用，船舶机电设备故障直接影响船舶制造业发展[1-2]。相关数据报道显示，船舶机电设备故障引起的船舶安全事故发生率较高，严重时会威胁船舶乘客及工作人员的财产和生命，需要不断分析、探究船舶机电设备安全故障相关问题，完善船舶机电设备故障检验、维修流程、标准制度，解决船舶机电设备安全问题，提高船舶安全性，减少事故发生率，确保乘客、工作人员安全[3-4]。

1 船舶机电设备诊断

1.1 船舶机电诊断方法

船舶机电主要诊断方法为计算机处理技术、信息采集技术和数据分析技术。船舶机电诊断主要是采集船舶运行过程中的有关数据，采用计算机对数据进行分析，寻找发生故障的位置和故障原因，制定处理计划[5-6]。船舶机电诊断主要步骤为：①采集船舶机电设备运行数据；②确定船舶机电故障部位。随着社会不断发展，科学技术不断提升，船舶机电故障诊断方法逐渐完善，具有较强的安全性，能够在最大程度上保障船舶人员安全。我国船舶机电故障诊断采用最小二乘支持向量机模型，能够对船舶机电运行过程中各项数据进行整体采集，并且能够将采集数据和正常状态下的数据进行对比分析，保证故障的准确性。

1.2 故障诊断意义

（1）提高船舶机电设备维修效率。随着经济水平不断提高，我国船舶事业规模逐渐扩大，船舶运行问题开始受到人们广泛关注。任何机电设备在运行过程中均可能发生故障，船舶机电由于自身组成较为复杂，并且元件种类、数量多样化，极容易造成设备故障损害。因此定期进行机电设备故障检测，有利于消除故障隐患、减少危害因素，降低因设备损害导致的损失，提高机电设备运行效果，保障船舶机电设备维修效率，为船舶安全运行创造有利条件。

（2）节约故障诊断和维修成本。船舶机电设备如果在运行过程中发生故障，不仅会直接影响各个系统正常运行，还会导致船舶任务无法在规定时间内完成，从而带来经济损害。因此对船舶机电设备进行合理、高效诊断，能够提前帮助诊断人员排查设备故障因素，通过制定科学、合理的维修计划，有效控制威胁因素发生，提高故障维修合理性。这样不仅能够节约故障维修时间，还能减少维修成本，为发展船舶事业提供有力条件。所以对船舶机电设备进行故障诊断，可以提前对机电设备进行预防、控制，降低机电设备损害造成的经济损失。

（3）推动多元化航海事业发展。随着船舶机电不断发展，已经在航海事业中取得显著成绩，为我国经济效益带来了较大提升，同时船舶机电事业开始呈现多元化、大型化发展，这样也促使对船舶机电设备要求开始不断增加。但是相对而言我国船舶机电设备诊断水平较弱，难以稳定船舶运行发展，也因此阻碍了航海事业发展。所以我国有关部门应该引起高度重视，积极对船舶机电设备故障诊断方法进行分析、研究，为船舶行业提供有效保障。这样才能有效提高船舶机电安全性，减少船舶机电损害带来的损失，从而不断推动船舶机电发展，促进多元化航海事业发展。

1.3 故障诊断原则

在实际船舶机电设备故障诊断过程中，需要根据诊断标准、原则进行规范化操作。首先需要把握从大到小的诊断性原则，从整体范围进行故障排除，特别针对需要检测发电机、仓室等大方向问题进行设备检测。如果在检测过程中发现问题，应该及时采取有效、科学、合理的手段进行调整、规划、改进。如果大方向未存在故障，则开始进行小方向排除，对小范围设备、功能进行检查，特别针对基础元件损坏等细节部位检测，实践故障检测关键性原则。此外，关闭机电设备，确定故障位置，遵循控制经济损耗原则，在较短的时间内进行故障排查。诊断完成后，打开电源，确认故障检测报告，为技术人员提供科学依据。

2 船舶机电设备故障诊断主要步骤

2.1 故障数据管理

船舶机电设备故障诊断中故障数据收集是主要内容，有效、准确、合理的数据收集能够保证船舶机电设备诊断的准确性，在实际收集过程中要求技术人员按照标准规范制度进行：①分类船舶机电设备故障诊断中的相关信息，建立完整数据库，有利于保证数据完整性以及真实性[7-8]；②录入船舶机电设备中的运行数据，建立档案，保证采集数据的有效性，并公布船舶机电设备运行实际情况，为以后船舶机电设备故障诊断提供科学依据；③在对船舶机电设备运行状况检测时，需要结合设备运行情况制定相关检测标准、规定检测目的，保证完整执行检测流程，及时、准确地预判船舶机电设备故障发生部位，根据预测情况制定解决方案。

在船舶机电设备检测过程中，应该对参数进行分类，通过不同形式可以分为逻辑、文字、数值三种类别[9-10]：①文字型参数，应该将实际参数内容与制定制度内容保持一致；②数值型参数，将数值参数按照不同区间进行划分，提高数据收集的有效性、精确性。在进行汇报机电设备故障诊断结果前，需要对参数情况进行判断分类，有利于保证机电设备故障诊断的真实性和准确性。在实际检测过程中，船舶一般处于运动状态，设备故障诊断也需要收集检测动态数据。结合标准制度对船舶机电设备进行整体管理、控制，设置对应参数，与运行状态保持一致，排除参考价值较小的数据参数，这样才能对机电设备实施整体、全面的系统优化。

2.2 故障位置诊断

在船舶机电设备故障检测研究中，需要精确船舶机电设备故障位置，采用最小二乘支持向量机模型方法，此方法是当前船舶机电设备故障诊断中应用最广泛的一种，具有较强的稳定性。此方法以构建故障检测模型为依据，利用诊断模型获得机电设备故障检测信号，满足故障检测诊断具体要求。在实际检测过程中，利用故障检测模型获取检测信号，并通过专业的处理输出故障参数，将故障输出参数与原先设定的规则进行比较分析，将故障输出参数控制计算机预测故障参数，提高故障检测精确度。最小二乘支持向量机模型方法能够有效进行船舶机电设备故障诊断，减少出现误差的可能性。在船舶机电设备故障检测中，应该不断加强对数据检测研究训练，提高数据模型应用的准确性，保证船舶机电设备故障诊断的质量和总体效果。在分析船舶机电设备故障诊断时，需要对设备故障信息进行收集、分类，再对船舶机电设备故障进行研究处理，流程需要严格按照规范制度进行，保证准确性和有效性，提高船舶机电设备故障诊断的整体质量。

2.3 故障检测模型优化

在故障检测过程中，船舶机电设备正处于运行状态，各运行参数会随着运行状态不断调整、变化，而故障检测模型的弊端是无法集合机电运行状态进行模型参数调整，直接降低了检测结果的可靠性。因此为保证检测精确度，应该综合利用建模原理，对检测模型进行在线优化处理。

2.4 故障诊断结果分析

为有效提高船舶机电设备故障诊断结果精确度，诊断模型需要将多个机电设备运行信号通过船舶机电设备故障检测模型进行计算分析，得到的检测结果误差将会小于传统计算误差。船舶机电设备故障检测模型检测结果准确度明显高于传统故障诊断方法，具有较强的诊断价值，应该大力推广。

3 船舶机电设备故障诊断优化建议

3.1 完善检测技术

技术人员在船舶机电设备故障诊断中发挥着重要作用，需要相关技术人员不断拓展系统检测技术，不断对技术进行开发、研究、诊断、探讨，实现故障诊断智能化。改进故障设备诊断针对不同环境的兼容性，保证诊断过程的稳定性。大力引进机电设备专家宏观调控和标准预测，全面拓展诊断数据库。这样有利于智能化检测发展，提高诊断技术，稳定故障诊断效果。

3.2 扩宽平台建设

技术人员需要不断扩展船舶机电设备故障平台，逐渐完善平台基本功能，保证平台稳定性，向人性化方向发展。根据实际情况制定平台全面、完善的系统操作、决策计划，改变诊断过程，使复杂、繁琐的诊断过程向灵活方向发展。实现一体化操作模式，促使平台能够有效收集、反馈信息，全面扩展数据库。平台扩宽不仅有利于健全智能化故障诊断处理模式，还能使平台适应不同环境基础，进行基本决策处理，由此提高诊断效果。