船舶維修數(shù)據(jù)采集方案研究

陳萬青，湯 雷

(中國艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢 430064)

船舶行業(yè)對于國家安全、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義，近年來快速發(fā)展壯大。隨著船舶行業(yè)的快速發(fā)展，我國船舶數(shù)量、維修需求也同步大幅增加，目前船舶維修數(shù)據(jù)未得到充分采集和分析利用，相關(guān)工作需要進(jìn)一步加強(qiáng)。本文對船舶維修采集方案進(jìn)行了探討，提出了一種采集方案，可為船舶維修數(shù)據(jù)的采集利用工作提供參考。

1 當(dāng)前數(shù)據(jù)采集面臨的問題

船舶維修數(shù)據(jù)是指在船舶全船全系統(tǒng)全壽命維修管理過程中出現(xiàn)的各類信息數(shù)據(jù)，包括船舶的基本信息、操作使用信息、故障信息、可靠性信息、經(jīng)費(fèi)信息等；在船舶維修過程中，保存和整理的有關(guān)船舶維修的圖片、影像資料、文件等也屬于船舶維修數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)來源于船舶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)單位以及使用單位、管理單位等[1]。

船舶維修數(shù)據(jù)采集是船舶保障的重要工作之一，在船舶等級(jí)修理后、遠(yuǎn)航期間、加改換裝后，均會(huì)由人員或裝備自身測點(diǎn)產(chǎn)生維修數(shù)據(jù)。當(dāng)前船舶維修數(shù)據(jù)采集的不足主要如下。

1)采集數(shù)據(jù)手段需提升，采集數(shù)據(jù)量有限。目前維修數(shù)據(jù)采集主要針對部分關(guān)鍵參數(shù)、重點(diǎn)設(shè)備，缺少全面、體系化的采集管理和實(shí)施，而且采集手段相對落后。船舶維修數(shù)據(jù)量巨大，以動(dòng)力系統(tǒng)為例，需要采集的數(shù)據(jù)信息包括：①動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行信息，各工況蒸汽系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)等的壓力、溫度、流量等約數(shù)十余項(xiàng)監(jiān)測及使用數(shù)據(jù)；②維修前后采集的數(shù)據(jù)，油液、溫度、振動(dòng)等數(shù)據(jù)；③修理過程數(shù)據(jù)，泵、閥門、冷卻器等千余個(gè)部套件相關(guān)數(shù)據(jù)；④動(dòng)力系統(tǒng)使用及維修過程中出現(xiàn)的故障及其排故方法。

2)維修數(shù)據(jù)匯總和管理需要加強(qiáng)。根據(jù)數(shù)據(jù)來源和工作職責(zé)的劃分不同，相關(guān)數(shù)據(jù)分別分布于總體設(shè)計(jì)單位、建造船廠、系統(tǒng)設(shè)備單位、船舶用戶、修理單位等不同責(zé)任主體中，分別需要從5家單位獲取信息，包括：①完工設(shè)計(jì)狀態(tài)參數(shù)由總體設(shè)計(jì)單位提供；②其原始建造、安裝信息由造船廠提供；③系統(tǒng)設(shè)備詳細(xì)資料由系統(tǒng)設(shè)備責(zé)任單位提供；④其運(yùn)行數(shù)據(jù)和使用時(shí)故障信息由船舶用戶提供；⑤歷史維修信息則由修理單位提供。目前船舶維修數(shù)據(jù)的產(chǎn)生較為分散，集中管控的平臺(tái)和手段需要進(jìn)一步提升。

3)維修數(shù)據(jù)應(yīng)用需要深化和拓展。船舶維修數(shù)據(jù)的應(yīng)用包括多個(gè)方面，通過開展數(shù)據(jù)分析，可以支撐船舶狀態(tài)評估，維修方式由定期維修向視情維修、基于狀態(tài)的維修轉(zhuǎn)變，使維修計(jì)劃安排更加精細(xì)化；支撐船舶備件器材和供應(yīng)品等保障資源優(yōu)化；支撐船舶可靠性評估和改進(jìn)；支撐故障預(yù)測及健康管理的研發(fā)；支撐遠(yuǎn)程支援系統(tǒng)的開發(fā)；反饋并優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)；提高船舶的在航率和經(jīng)濟(jì)性。維修數(shù)據(jù)應(yīng)用工作的開展，均在維修數(shù)據(jù)充分收集和分析的基礎(chǔ)上開發(fā)，目前的情況均需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

2 數(shù)據(jù)采集的主要內(nèi)容

船舶維修設(shè)計(jì)范圍廣、影響要素多，維修數(shù)據(jù)種類多而且龐大，除了船舶本身的有關(guān)數(shù)據(jù)，還包括船舶以外的信息。從不同需要或者從不同角度出發(fā)，維修數(shù)據(jù)可以進(jìn)行不同的分類[2]。

1)按照維修數(shù)據(jù)的重要性。根據(jù)船舶裝備維修信息的重要性，可以劃分為關(guān)鍵信息、重要信息、一般信息。關(guān)鍵信息包括船舶主要裝備性能、儲(chǔ)備、重要計(jì)劃保障方案等。重要信息主要是船舶日常保障計(jì)劃、維修設(shè)備與備件器材數(shù)據(jù)、一般履歷檔案等。一般信息包括船舶人員數(shù)量、質(zhì)量情況、管理工作等。

2)按照維修數(shù)據(jù)的采集方式。

(1)在線信息數(shù)據(jù)采集。船舶上自帶的監(jiān)控系統(tǒng)在線采集的溫度、壓力、流量等參數(shù)；信息化相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備中的報(bào)警、報(bào)錯(cuò)等在線數(shù)據(jù)。

(2)離線信息數(shù)據(jù)采集。根據(jù)任務(wù)情況以及設(shè)備狀態(tài)需求定期采集離線的可量化的狀態(tài)數(shù)據(jù)。目前系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)分析方法主要有動(dòng)力學(xué)效應(yīng)、顆粒效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、物理效應(yīng)、溫度效應(yīng)以及電學(xué)效應(yīng)等。

3)按照維修數(shù)據(jù)的來源。

(1)船舶設(shè)計(jì)建造數(shù)據(jù)。主要是指船舶交付后完工相關(guān)數(shù)據(jù)，包括型號(hào)、船名、制造船廠、設(shè)計(jì)單位、交船年月、備件器材目錄清單、攜帶標(biāo)準(zhǔn)、編碼、配置情況、壽命期限、使用時(shí)間以及各系統(tǒng)、設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)單位、數(shù)量、型號(hào)版本、出廠日期、總壽命、使用時(shí)間等。

(2)等級(jí)修理和加改裝數(shù)據(jù)。主要指船舶在等級(jí)修理、加改裝中的維修信息、器材修換情況等，包括修理及加改裝方案、設(shè)備及器材更換記錄、價(jià)格等。

(3)巡檢數(shù)據(jù)采集。定期開展主要系統(tǒng)及設(shè)備功能性的巡檢數(shù)據(jù)采集工作，包括任務(wù)前后的技術(shù)狀態(tài)檢查、定期的全船主要裝備巡檢等。

(4)船員使用維修信息采集。主要是對船舶實(shí)際的運(yùn)行時(shí)間、對應(yīng)的工況以及船員級(jí)修理信息的采集。該部分內(nèi)容主要依托船員進(jìn)行信息的日常登記，可借助船舶相關(guān)信息系統(tǒng)進(jìn)行信息化采集和存儲(chǔ)。

需要結(jié)合船舶特點(diǎn)，綜合采用在線信息、離線信息等數(shù)據(jù)收集手段，制定數(shù)據(jù)采集方案，采集不同來源的數(shù)據(jù)。

3 采集方案

3.1 總體方案

根據(jù)船舶特點(diǎn)，為持續(xù)、有效、全面地開展船舶維修數(shù)據(jù)采集，參考航空等行業(yè)維修數(shù)據(jù)收集和管理工作[3，4]，提出數(shù)據(jù)采集總體方案。船舶用戶統(tǒng)籌采集工作，船員、設(shè)計(jì)建造單位、承修船廠為主體，以設(shè)計(jì)技術(shù)責(zé)任單位牽頭相關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備技術(shù)責(zé)任單位開展，其中包括：①船舶設(shè)計(jì)建造數(shù)據(jù)(船舶設(shè)計(jì)信息、船舶安裝信息、系統(tǒng)設(shè)備信息、備件器材信息等)，由設(shè)計(jì)建造單位負(fù)責(zé)采集；②船員使用維修信息(運(yùn)行檢測信息、自修信息、檢查信息)以及在航期間的其他相關(guān)信息，由船員負(fù)責(zé)采集；③等級(jí)修理、加改裝數(shù)據(jù)(等級(jí)修理、加改裝過程信息、方案、備件器材消耗信息等)[5]，由承修船廠負(fù)責(zé)采集；④裝備巡檢信息(裝備巡檢信息、功能性檢查)，由巡檢部門負(fù)責(zé)采集。數(shù)據(jù)采集總體方案如圖1所示。

3.2 數(shù)據(jù)采集流程

1)船員依托船舶上自帶的相關(guān)信息化管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)錄入在航期間裝備日常使用維修信息，并在靠港后將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)平臺(tái)。采集方式為在線或離線采集，頻率為船舶靠港后對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

圖1 數(shù)據(jù)采集總體方案

2)設(shè)計(jì)建造單位采用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，對船舶設(shè)計(jì)建造信息進(jìn)行記錄。采集方式為離線采集，頻率為船舶建造完工后采集。

3)修理技術(shù)責(zé)任單位將等級(jí)修理和加改裝相關(guān)方案、備件器材消耗情況通過信息化系統(tǒng)輸入。采集方式為離線采集，頻率為每次修理后采集。

4)巡檢部門將每次巡檢后巡檢信息、系統(tǒng)設(shè)備功能情況通過信息化系統(tǒng)輸入。采集方式為離線采集，頻率為每次巡檢后采集。

4 結(jié)束語

本文對船舶維修保障數(shù)據(jù)采集方案進(jìn)行了探討，針對船舶設(shè)計(jì)建造數(shù)據(jù)、船員使用維修信息、等級(jí)修理和加改裝數(shù)據(jù)、裝備巡檢信息等不同信息來源，分別從采集部門、采集方式、采集內(nèi)容等方面進(jìn)行了分析，形成了船舶維修數(shù)據(jù)采集方案。