淺談船舶機電設備故障診斷方法

李東澤 程達

摘 要 隨著海洋運輸與海洋能源的不斷發展，船舶行業也得到了更多的支持，船舶機電設備的正常運轉是保證船舶正常行駛的前提條件。由于船舶所處的環境，其機電設備受外界因素的影響在實際運行中會發生故障，對于故障的及時診斷與維修是保證船舶安全行駛，避免發生安全事故的重要途徑。本文首先闡述了船舶機電設備故障診斷的方法設計，詳細分析船舶機電設備的故障診斷過程，對提高船舶機電設備故障診斷準確性提供了一些建議以供參考。

關鍵詞 船舶;機電設備;故障診斷;方法

在船舶航行中，由于其所處環境的特殊性，一旦船舶機電設備發生故障，很難得到外界的救援，因此，做好船舶機電設備故障診斷，及時對機電設備進行維修，對于保證船舶整體正常運行至關重要。現今的技術手段在船舶機電設備故障診斷中還存在一定的局限性，主要是因為沒有充分對船舶機電設備在運行中的不同狀態進行考慮，本文在此對船舶機電設備故障診斷方法進行深入研究。

1 船舶機電設備故障診斷方法設計

通常對于船舶機電設備的故障診斷是通過傳感器采集設備實時運行的信息數據，再傳輸到計算機上，利用計算機數據分析技術，對船舶機電設備的故障進行定位，便于維修人員開展第一時間的搶修工作。對于船舶機電設備的狀態監測是故障診斷的前提條件，20世紀60年代，我國在船舶機電設備狀態監測技術上取得了突破性的進展，其原理是利用最小二乘支持向量機模型對機電設備進行檢測，從而在故障發生精準定位故障發生的位置。

2 船舶機電設備故障診斷過程

2.1 船舶機電設備故障數據管理

船舶機電設備故障數據是機電設備故障診斷的依據，在船舶機電設備狀態監測過程中，要全面搜集船舶機電設備各個故障的數據資料，并對之加以分析，才能對船舶機電設備故障診斷提供有效的數據支持。對于船舶機電設備故障的數據管理，首先要將搜集到的各項故障數據分類，建立系統完備的船舶機電設備故障數據庫，使每個設備每項故障的數據都完整無缺，然后將船舶機電設備狀態監測過程得來的各機電設備運行參數進行歸檔，從而在船舶發生故障時能為機電設備的故障診斷提供參數參考，迅速定位故障。現階段，船舶機電設備故障診斷中主要涉及的參數有三種不同的形式，分別是數值、文字和邏輯關系[1]。假設參數如果采用的是數值形式，需要將數值按照機電設備的運行狀態劃分出不同的區間，區間中的數值要對應機電設備的運行狀態。假設參數如果采用的文字形式，就要將文字內容同制定的規則對應起來，文字內容也分別對應機電設備的運行狀態。船舶機電設備的故障發生通常是在機電設備運行狀態中，所以對于機電設備要進行全方位的狀態監測，明確船舶機電設備運行狀態下規則，在設置機電設備運行規則時，要利用科學合理的計算方法計算船舶機電設備運行參數和權值系數，對于權值系數的計算要根據機電設備的從屬關系進行計算，確保其數值的準確性，同時對船舶設備機電運行狀態進行分析，設置船舶機電設備運行參數規則，在發生故障時，通過機電設備故障診斷系統利用這些設置完成的運行參數規則，實現對機電設備的故障診斷。在船舶機電設備運行監測中，通常會搜集到一些沒有意義的或者重復的數據，在建立數據庫時要進行選擇性的刪除，以便于在對船舶機電設備進行故障診斷時更加準確，不被雜亂的數據所干擾。

2.2 船舶機電設備故障位置的計算方法

最小二乘支持向量機模型是目前我國在機電設備故障診斷中廣泛應用的方法，這種方法可以獲得穩定的設備故障檢測信號，并通過計算預估設備故障的發生位置，實現對故障位置的精準定位，在計算船舶機電設備故障位置時，可將實際輸出故障設備參數設為Zq（1），將模型估計獲取的故障設備參數設為Zn（1），將故障檢測控制參數設為v（1），輸入數據階數設為n，輸出數據階數設為q，利用公式Zn（l+1）=g（Zq（l-1）…Zq（l-p）*v（l-1）…v（l-n））（1），就可以估算出設備機電的故障發生空間位置。要實現對船舶機電設備的故障診斷，就要通過船舶機電設備運行狀態監測結合機電設備故障檢測，對船舶機電設備監測結果進行詳細分析，依據經驗判斷故障發生的原因，從而實現對位置的精準判斷，才能在第一時間對故障進行搶修保證船舶整體正常運行避免發生安全事故。

3 提高船舶機電設備故障診斷準確性的策略

機電設備運行狀態監測主要使用兩種方法，一種是在線狀態監測，一種是離線狀態監測，這兩種方法各有優缺點。在船舶機電故障診斷中通常使用的是在線狀態監測，在線狀態監測對于船舶整體運行狀態的監測更為全面、及時，所以能有效避免船舶機電設備故障漏檢的情況發生。船舶運行過程中，其整體結構信號傳遞具有統一性，方向性，所以較為穩定，通過對結構中非線性變換的設備機電運行情況進行分析，可以大大提高機電設備監測結果的準確程度。還可以通過增強船舶機電設備模型的適應能力來實現船舶機電故障診斷準確性的提高，其原理是通過將船舶機電設備故障數據導入到模型之中，增強船舶機電設備模型的魯棒性[2]。

4 結束語

船舶機電設備是船舶中的重要部分，船舶機電設備的良好運轉直接決定這船舶整體正常運行，由于船舶所處的環境較為特殊，經常收到海水和風浪的侵襲，又無法及時得到陸地上的救援，所以加強對于船舶機電設備故障診斷的研發投入應當是船舶企業持之以恒的發展策略，也是保證船舶行業穩定發展，保證船上工作人員人身安全，規避人身財產安全風險的重要途徑。本文簡單分析了船舶機電設備故障診斷的方法，旨在為機電設備故障診斷技術的發展提供一些參考意見。

參考文獻

[1] 李建峰，袁磊，賀磊.船舶機電設備運行狀態監測及故障診斷[J].中國設備工程，2017，（02）：82-83.

[2] 顧海軍.船舶機電設備故障診斷方法及應用實踐微探[A].管理科學和工業工程協會.探索科學2016年5月學術研討[C].管理科學和工業工程協會：管理科學和工業工程協會，2016：2.

作者簡介

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

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