船舶维修数据采集方案研究

陈万青，汤 雷

(中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064)

船舶行业对于国家安全、国民经济发展有重要意义，近年来快速发展壮大。随着船舶行业的快速发展，我国船舶数量、维修需求也同步大幅增加，目前船舶维修数据未得到充分采集和分析利用，相关工作需要进一步加强。本文对船舶维修采集方案进行了探讨，提出了一种采集方案，可为船舶维修数据的采集利用工作提供参考。

1 当前数据采集面临的问题

船舶维修数据是指在船舶全船全系统全寿命维修管理过程中出现的各类信息数据，包括船舶的基本信息、操作使用信息、故障信息、可靠性信息、经费信息等；在船舶维修过程中，保存和整理的有关船舶维修的图片、影像资料、文件等也属于船舶维修数据。这些数据来源于船舶设计、生产单位以及使用单位、管理单位等[1]。

船舶维修数据采集是船舶保障的重要工作之一，在船舶等级修理后、远航期间、加改换装后，均会由人员或装备自身测点产生维修数据。当前船舶维修数据采集的不足主要如下。

1)采集数据手段需提升，采集数据量有限。目前维修数据采集主要针对部分关键参数、重点设备，缺少全面、体系化的采集管理和实施，而且采集手段相对落后。船舶维修数据量巨大，以动力系统为例，需要采集的数据信息包括：①动力系统运行信息，各工况蒸汽系统、冷却水系统、补水系统、滑油系统等的压力、温度、流量等约数十余项监测及使用数据；②维修前后采集的数据，油液、温度、振动等数据；③修理过程数据，泵、阀门、冷却器等千余个部套件相关数据；④动力系统使用及维修过程中出现的故障及其排故方法。

2)维修数据汇总和管理需要加强。根据数据来源和工作职责的划分不同，相关数据分别分布于总体设计单位、建造船厂、系统设备单位、船舶用户、修理单位等不同责任主体中，分别需要从5家单位获取信息，包括：①完工设计状态参数由总体设计单位提供；②其原始建造、安装信息由造船厂提供；③系统设备详细资料由系统设备责任单位提供；④其运行数据和使用时故障信息由船舶用户提供；⑤历史维修信息则由修理单位提供。目前船舶维修数据的产生较为分散，集中管控的平台和手段需要进一步提升。

3)维修数据应用需要深化和拓展。船舶维修数据的应用包括多个方面，通过开展数据分析，可以支撑船舶状态评估，维修方式由定期维修向视情维修、基于状态的维修转变，使维修计划安排更加精细化；支撑船舶备件器材和供应品等保障资源优化；支撑船舶可靠性评估和改进；支撑故障预测及健康管理的研发；支撑远程支援系统的开发；反馈并优化船舶设计；提高船舶的在航率和经济性。维修数据应用工作的开展，均在维修数据充分收集和分析的基础上开发，目前的情况均需要进一步加强。

2 数据采集的主要内容

船舶维修设计范围广、影响要素多，维修数据种类多而且庞大，除了船舶本身的有关数据，还包括船舶以外的信息。从不同需要或者从不同角度出发，维修数据可以进行不同的分类[2]。

1)按照维修数据的重要性。根据船舶装备维修信息的重要性，可以划分为关键信息、重要信息、一般信息。关键信息包括船舶主要装备性能、储备、重要计划保障方案等。重要信息主要是船舶日常保障计划、维修设备与备件器材数据、一般履历档案等。一般信息包括船舶人员数量、质量情况、管理工作等。

2)按照维修数据的采集方式。

(1)在线信息数据采集。船舶上自带的监控系统在线采集的温度、压力、流量等参数；信息化相关系统设备中的报警、报错等在线数据。

(2)离线信息数据采集。根据任务情况以及设备状态需求定期采集离线的可量化的状态数据。目前系统设备状态分析方法主要有动力学效应、颗粒效应、化学效应、物理效应、温度效应以及电学效应等。

3)按照维修数据的来源。

(1)船舶设计建造数据。主要是指船舶交付后完工相关数据，包括型号、船名、制造船厂、设计单位、交船年月、备件器材目录清单、携带标准、编码、配置情况、寿命期限、使用时间以及各系统、设备的设计生产单位、数量、型号版本、出厂日期、总寿命、使用时间等。

(2)等级修理和加改装数据。主要指船舶在等级修理、加改装中的维修信息、器材修换情况等，包括修理及加改装方案、设备及器材更换记录、价格等。

(3)巡检数据采集。定期开展主要系统及设备功能性的巡检数据采集工作，包括任务前后的技术状态检查、定期的全船主要装备巡检等。

(4)船员使用维修信息采集。主要是对船舶实际的运行时间、对应的工况以及船员级修理信息的采集。该部分内容主要依托船员进行信息的日常登记，可借助船舶相关信息系统进行信息化采集和存储。

需要结合船舶特点，综合采用在线信息、离线信息等数据收集手段，制定数据采集方案，采集不同来源的数据。

3 采集方案

3.1 总体方案

根据船舶特点，为持续、有效、全面地开展船舶维修数据采集，参考航空等行业维修数据收集和管理工作[3，4]，提出数据采集总体方案。船舶用户统筹采集工作，船员、设计建造单位、承修船厂为主体，以设计技术责任单位牵头相关系统、设备技术责任单位开展，其中包括：①船舶设计建造数据(船舶设计信息、船舶安装信息、系统设备信息、备件器材信息等)，由设计建造单位负责采集；②船员使用维修信息(运行检测信息、自修信息、检查信息)以及在航期间的其他相关信息，由船员负责采集；③等级修理、加改装数据(等级修理、加改装过程信息、方案、备件器材消耗信息等)[5]，由承修船厂负责采集；④装备巡检信息(装备巡检信息、功能性检查)，由巡检部门负责采集。数据采集总体方案如图1所示。

3.2 数据采集流程

1)船员依托船舶上自带的相关信息化管理系统，负责录入在航期间装备日常使用维修信息，并在靠港后将数据传输至数据平台。采集方式为在线或离线采集，频率为船舶靠港后对数据进行采集。

图1 数据采集总体方案

2)设计建造单位采用数据管理系统，对船舶设计建造信息进行记录。采集方式为离线采集，频率为船舶建造完工后采集。

3)修理技术责任单位将等级修理和加改装相关方案、备件器材消耗情况通过信息化系统输入。采集方式为离线采集，频率为每次修理后采集。

4)巡检部门将每次巡检后巡检信息、系统设备功能情况通过信息化系统输入。采集方式为离线采集，频率为每次巡检后采集。

4 结束语

本文对船舶维修保障数据采集方案进行了探讨，针对船舶设计建造数据、船员使用维修信息、等级修理和加改装数据、装备巡检信息等不同信息来源，分别从采集部门、采集方式、采集内容等方面进行了分析，形成了船舶维修数据采集方案。