Wartsila DMP 船舶維修保養體系的設計

張記超

(南通航運職業技術學院輪機工程系，江蘇南通　226010)

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Wartsila DMP 船舶維修保養體系的設計

張記超

(南通航運職業技術學院輪機工程系，江蘇南通226010)

摘要文章主要介紹Wartsila公司的DMP船舶維修保養體系。從DMP產生背景著手，重點闡述DMP的基本結構和工作原理，分析其優勢，最后指出DMP的未來發展趨勢。

關鍵詞船舶維修保養體系；動態維修計劃；狀態維修；維修服務協議

降低船舶運營成本、提高機器運行可靠性是船東和船員都非常關注的問題，但隨著船舶技術的發展，船用設備正變得越來越復雜，自動化程度越來越高，因此對船員適任能力的要求也越來越高，同時，也要求岸上的船舶維修服務供應商提供更加深入和廣泛的對船支持。而這種支持在很大程度上主要依賴于岸上對船上設備的動態實時監控，通過監控獲取船舶設備的實時數據，岸上獲取這些數據后加以分析，再給予船上計劃性和指導性的維修意見，從而最大程度地減少停機時間，提高設備壽命周期。這就是Wartsila公司動態維修計劃(Dynamic Maintenance Planning，縮寫為DMP)的基本理念。

1DMP產生背景

在當今航運市場上，人們越來越關注降低航運成本、有效提高船用設備的使用壽命。作為船用設備全壽命[1]周期重要的一部分，優化維修可延長設備正常運行時間，提高設備使用效率。同時，科技的發展和各種船用設備變得越來越復雜，船用燃油品質越來越差，全球船員數量的大幅縮減，船舶船員配額減小，以及排放、安全、高效節能相關的公約變得越來越多，越來越苛刻，以上種種因素導致船舶維修保養工作的順利開展正變得日益嚴峻，其后果是，岸上專門的船舶維修服務供應商所提供的技術知識對船員自身的適任技能的補充愈發關鍵，航運企業也越來越多地求助于岸上的維修專家參與船上的維修保養工作。

對于船舶維修服務供應商來說，為了最大程度地提高客戶的船舶營運效率，他們必須對客戶的船用設備非常熟悉和了解。這不僅僅意味著簡單地確保船用設備的可靠性以及可維修性，更重要的是，要對船用設備的性能、維修以及提供服務的時間表和程序進行持續的優化和提高。而傳統的船舶維修是嚴格基于設備的運行時間或者維修日歷，這種死板的維修方式很難形成較為統一的維修進度表，因為不同的設備對運行可靠性、機器性能以及運營成本都會產生影響。

另外，數字技術的發展，使得船舶維修服務供應商為其客戶提供越來越詳盡和深入的業務分析指導變得可能。如今，通過采集和分析船舶設備的各種數據并實現遠程遙控已經實現，這就為實現岸上動態實時指導船上設備維修打下了基礎。

2011年7月15日，IMO 海上環境保護委員會(MEPC)第62屆會議通過了《國際防止船舶造成污染公約(MARPOL)》附則VI修正案，新增第四章“船舶能效規則”，要求所有400總噸及以上的國際航行船舶必須持有滿足公約要求的“船舶能效管理計劃(SEEMP)”。公約還要求各締約國應采取相應的措施確保國內航行船舶在合理和可行的范圍內按附則VI第四章“船舶能效規則”的規定建造和行事[2]。Wartsila DMP正是為了支持IMO的SEEMP應運而生。

2DMP結構原理

2.1DMP基本框架

Wartsila DMP船舶維修保養體系的基本框架如圖1所示。

第一部分：在船舶現場。首先，利用Wartsila CBM(Condition Based Maintenance，狀態維修)體系進行遠程狀態監測(CBM進行遠程狀態監測的原理如圖2所示)，采集船舶設備的各種數據，這部分的數據采集不需船員的干預，是自動完成的；其次，船員對燃油、滑油的情況，以及除CBM監測數據外的其他擴展監測數據進行人工采集，形成報告；第三，船員根據DMP維修計劃進行現場定期檢查，并匯報檢查結果。

第二部分：維修計劃。根據第一部分所獲取的各種采集數據、船員報告以及檢查結果，由Wartsila DMP的專家進行分析，形成一系列維修計劃。

第三部分：上述維修計劃生成在線報告以及工作指令發送至船舶現場的船員進行實施。對于小型維修，船員只需根據在線報告執行即可；對于大型維修，則需要船員輔助Wartsila專家制定維修計劃、協調并開展維修。

圖1　DMP組成框架

DMP框架結構中，一個非常重要的、但往往被忽視的因素就是備件的供應。毫無疑問，若備件質量不可靠，則發生意外故障的風險會增加，甚至發生非常危險的情況。長遠來看，對備件進行認真徹底地檢驗和測試，使其符合主流質量標準及權威規范，能給備件供應商帶來競爭的優勢。在維修過程中，為了減少停機和誤工時間，不同設備的不同備件需要確認無誤和協調好交付時間，這對于比較復雜的設備來說非常耗時耗力，因此，為確保備件及時提供和準時交付，良好的備件計劃對備件供應商和船東來說都非常重要。理想的備件供應伙伴，任何時候都能提供一站式的備件購買服務，任何地方都能提供可靠的交付服務，從而可以大大加快維修進程，并減少突發狀況的發生概率。為使備件供應更加簡單高效，備件供應商可以為指定的維修工作提供預先計劃好的“備件包”，“備件包”中包括一系列備件甚至包括現場服務工作，這顯然使得備件的供應更加快捷。

動態維修的核心理念是：提供設備運行數據給維修專家加以分析，并將分析結果反饋至船員。船員只需根據分析報告進行更加精確的維修，不必像定時維修那樣到了固定的時間就需進行維修。因此，動態維修更加靈活，維修時間更加精確。這不僅可以降低運營風險和成本，也使得重新制定設備的維修計劃和調整不同設備的維修時間節點至統一的動態維修窗口成為可能(如圖2所示)，從而大大降低維修時間，縮短停機停航時間，提高船舶營運效率。

圖2　動態維修優化維修計劃表示意圖

2.2CBM工作原理

Wartsila CBM是DMP的重要組成部分，其工作原理如圖3所示：船上各設備的技術數據被采集并傳輸至船上電腦，然后通過衛星網絡(或e-mail)傳送至岸上Wartsila CBM服務中心，服務中心的專家對船上設備的技術數據進行分析，提供分析報告反饋給船員，船員根據分析報告進行相應的維修工作。

在CBM結構框架中的各要素中，最關鍵的要素是“專家分析”。眾所周知，無論機器設備多么智能，以現有的科技發展水平，終究還是無法取代人類專家的專業知識。所采集到的船上設備技術數據只有經驗豐富的專家進行基于設備特定運行情況下的解讀和分析才能變成有價值的信息。對于船舶維修服務供應商來講，無論現代科技的進步多么巨大，人的主觀能動性都非常重要，其專家技術水平和能力依然是公司主要的核心競爭力。而且，衡量一個船舶維修服務供應商的實力如何，不僅僅要看其擁有的維修專家數量，更要看重其管理專家的能力。隨著越來越多的新技術新設備被應用到船舶，如何更好地發揮供應商所擁有的技術能力，有效的管理顯得尤為重要。這意味著，對于新設備，要盡快組織專家對其學習并熟悉；對于新技術，則應引進相應的專家進入公司。總而言之，隨著科技的進步，尤其是網絡科技的進步，將身在現場的船員與其身后由人類和機器智能所形成的全球知識庫相連已成為可能。要想達到此目標，則要求船舶維修服務供應商所提供的服務必須是真正全球性的。

圖3　Wartsila CBM工作原理

CBM的船上設備分析報告主要包括以下幾種：理想參考數據、遠程監控數據、設備狀態反饋、設備運行趨勢、生產報告、特殊分析、報警日志分析等。

判斷設備運行狀態的最重要依據就是“技術數據”。所采集到的各種數據越精確，船岸配合越密切，則對設備運行狀態的評估也就越準確。通常情況下，一臺主機可安裝多達350個設定點以及120個監測點，從而確保正確判斷主機運行狀態。

2.3DMP的優勢

(1)可降低運營成本。由于設備被連續監控，所以能夠預測設備未來的運行趨勢，并安排最恰當的時機進行檢修，因此可延長設備的使用壽命，從而帶來船舶運營成本的降低。據統計，由于燃油、滑油消耗下降，能平均節省約3%的運營成本，由于維修成本的降低，能平均節省約5%～15%的運營成本。

(2)可延長維修間隔。以燃用重油的Wartsila 46型柴油機為例，采用了DMP以后，其大修時間間隔已提高至16000～20000小時，未來可提高至24000小時。

(3)可降低意外停機時間。由于連續監控設備，因此在船機故障變得嚴重之前就得以解決。根據運行多年的統計結果，采用DMP維修的設備可使意外停機維修降低到約5%的水平。

(4)可提高維修效率。由于DMP能夠高效經濟地組織備件、物流以及人力資源，所以在開展維修工作時，可以節省因為等備件或工具而造成的時間浪費，從而使維修時間節省約20%，大大提高了維修效率。

除此之外，與傳統的定時維修相比，動態維修還具有以下優勢：遠程監測設備狀態、優化操作有效性、判斷和預測機器運行未來狀態、微調設備、提供設備維修意見、能夠為船東提供量身定做的維修計劃。

3DMP的發展趨勢

DMP的未來發展趨勢是維修服務協議。所謂維修服務協議，指的是維修服務供應商與船東在相互信任的基礎上訂立長期的服務協議，該協議提供“一條龍”式的“包辦”服務，從備件供應到保證設備良好運行，直至故障維修等，這一切都由維修服務供應商負責。這樣，可以一定程度地解放船東，使其可以集中更多精力投入到自己的主營業務中去。除此之外，維修服務協議還具有如下優點：

(1)由于船舶設備維修計劃高度優化，因此大大縮短船舶停航維修時間，提高船舶使用率，從而提高盈利；

(2)降低燃油、滑油消耗，提高燃油經濟性；

(3)降低維修成本，長期成本預測；

(4)提高設備效率；

(5)提高設備可靠性；

(6)大大降低意外故障的發生率；

(7)減少故障診斷的時間和成本；

(8)延長設備正常運行時間；

(9)延長設備維護周期。

Wartsila服務協議包括以下4個標準化的種類：

(1)供應協議。Wartsila主要向其客戶船東提供備件、一般售后服務以及在線解決方案。

(2)技術管理協議。Wartsila主要向其客戶船東提供動態維修計劃、風險評估、常規檢驗、船員適任能力培訓及其他技術支持。

(3)維修協議。Wartsila主要向其客戶船東提供人力支持、保證船舶設備性能良好以及全球性的服務與支持。

(4)資產管理協議。船上所有設備的運行和維修完全由Wartsila負責，部分船員由瓦錫蘭管理。這樣，船東可以集中精力發展自己的核心業務。

以上4種協議并非固定不變的，Wartsila可根據客戶的需要量身定制協議。

目前，Wartsila公司已經與皇家加勒比郵輪公司簽訂了服務協議，覆蓋29艘郵輪118臺Wartsila柴油機累計輸出功率1400MW，確保每一臺柴油機在全球任何地方任何時間都能享受到Wartsila的及時服務。經過一段時間的運行，根據皇家加勒比郵輪公司的反應，效果良好。

4結語

毫無疑問，數字化必將使未來船舶維修發生變化，智能技術在船舶工業中的應用日趨廣泛，船舶維修服務供應商需更加深入地理解客戶的需求，深入合作，提供高效優質的數字化解決方案，從而幫助船東和船員在市場中獲得競爭優勢。

隨著DMP船舶維修保養體系引進機艙，船舶的自動化設備和在線系統得到越來越充分地應用。船用主機各種參數的監控、測量、分析使得維修的需求得以較為精確的預測，從而提高主機的整體性能。靈活的維修間隔期既可降低成本，也能保護設備，并且使船舶的維修工作在最需要的時候得以最恰當的維修。

參考文獻

1魏海軍.輪機維護與修理[M].大連：大連海事大學出版社，2008

2中國船級社.船舶能效管理計劃(SEEMP)編制指南.2013

(責任編輯：譚銀元)

Wartsila DMP Ship Maintenance System

ZHANG Ji-chao

(Nantong Shipping College, Nantong 226010, China)

Abstract:The DMP ship maintenance system of Wartsila is introduced in this essay. Starting from the background of DMP, the essay explains the basic structure, and work principle of DMP, analyses its advantages and finally points out the future development trend of DMP.

Key words:DMP; ship maintenance system; dynamic maintenance plan

中圖分類號U672.7

文獻標志碼A

文章編號1671-8100(2016)01-0024-04

作者簡介：張記超，主要從事船舶制造與維修方面的教學和科研工作。

收稿日期：2015-10-16