船用儀表計量保障的分析與思考

葉冉冉，王衛(wèi)華，遲雪峰，郭 玲

（中國人民解放軍91663部隊，山東 青島 266071）

現(xiàn)代船舶是由諸多系統(tǒng)組成的龐大建筑物，作為海上移動的“城市”，為了確保它的可靠運行，必須安裝各類儀表對其動力裝置的溫度、轉(zhuǎn)速、壓力及功率，電力系統(tǒng)的頻率、電壓及電流等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控。船員通過查看上述各儀表的示值對船舶航行狀況及系統(tǒng)裝備的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時及時干預(yù)，以避免事故或者意外發(fā)生。因此，開展船用儀表計量保障不僅能確保船用儀表狀態(tài)受控、量值準(zhǔn)確可靠，也對船舶和人員安全具有重要意義。

1 國內(nèi)船用儀表計量保障現(xiàn)狀

目前，由于在船舶研制論證階段基本未考慮計量性設(shè)計，導(dǎo)致在船舶使用階段，船用儀表計量保障處于被動。國內(nèi)船用儀表計量保障主要存在以下問題：

1）船用儀表受檢率低。主要體現(xiàn)在以下兩點：一是部分船用儀表在安裝后無法拆卸，二是部分儀表雖然可拆，但拆卸后再安裝可能會出現(xiàn)氣密性不足或滲油等問題引發(fā)設(shè)備故障，進(jìn)而影響船舶運行安全。這兩點使得船用儀表受檢率大大降低。

2）對船用儀表開展原位計量成本高。由于對儀表開展原位計量可有效避免儀表的拆卸和安裝，且具有與儀表實際使用環(huán)境一致，計量結(jié)果更準(zhǔn)確的優(yōu)點。因而，對船用儀表開展原位計量可有效提高船用儀表計量保障的效率。但由于在船舶研制論證階段和選用船用儀表時未考慮到船舶使用階段船用儀表的原位計量，大多數(shù)船用儀表的安裝管路未預(yù)留計量接口，并且選用的船用儀表也無計量接口。這導(dǎo)致在船舶使用階段，如對船用儀表開展原位計量，必須對船用儀表的安裝管路進(jìn)行接口改造，或者改選帶有計量接口的船用儀表。不僅增加了工作量，也提高了船用儀表原位計量的成本。

3）船用儀表計量保障有待規(guī)范。由于缺乏專門的規(guī)章制度對船用儀表計量保障作出規(guī)定，目前船用儀表的計量保障通常結(jié)合船舶修理開展。一般來說，船舶的計劃修船期長于船用儀表規(guī)定的計量檢定周期，如果船舶管理使用單位計量意識不強(qiáng)，在兩個計劃修船期期間，未利用船舶靠岸等時機(jī)，與計量技術(shù)機(jī)構(gòu)溝通，對船用儀表進(jìn)行計量，則會導(dǎo)致船用儀表超計量周期使用，對船舶運行安全有一定的不良影響。這樣，船用儀表計量保障呈現(xiàn)“因人而異”的局面，即如果船舶管理使用單位計量意識強(qiáng)，可有效保證船用儀表計量保障的執(zhí)行率，否則船用儀表計量保障難以按要求執(zhí)行。

2 船用儀表的特點及分類

2.1 船用儀表特點

船用儀表為了滿足其特殊工作環(huán)境要求，必須具備一定的特點，以確保示值的可靠性?？傮w來說，主要有以下特點：

一是船用儀表種類形式多。第一，船用儀表測量參數(shù)涉及的專業(yè)多，包括電磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)等專業(yè)；第二，船用儀表測量的信號種類復(fù)雜，涉及模擬信號、數(shù)字信號及脈沖信號等；第三，船用儀表形式多樣，有數(shù)顯儀表、模擬儀表、傳感器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器等。可見船用儀表種類形式較多，儀表管理人員必須具有一定的專業(yè)素質(zhì)才能滿足儀表日常使用維護(hù)和管理的要求。

二是連續(xù)工作時間長。船舶在進(jìn)行載運任務(wù)時，時間短則幾天至數(shù)十天，長則數(shù)月甚至一年。為了確保船舶運行安全，必須保證安裝在船舶上用以測量動力裝置轉(zhuǎn)速、功率、壓力等關(guān)鍵儀表在航程內(nèi)保持示值準(zhǔn)確及可靠。若要達(dá)到這一要求，必須選用在長時間連續(xù)工作情況下狀態(tài)良好、示值可靠的儀表。

三是應(yīng)具有良好的可靠性及安全性。如測量顯示動力裝置轉(zhuǎn)速、溫度及壓力等參數(shù)的關(guān)鍵儀表在工作環(huán)境中會受到振動、噪聲等因素影響，要求此類儀表可靠性及安全性要高。

2.2 船用儀表分類

船用儀表發(fā)揮測量功能的前提是其示值準(zhǔn)確可靠。雖然船用儀表布置廣泛，數(shù)量眾多，但用于確保船舶安全航行的關(guān)鍵儀表所占比例較小，大部分儀表在設(shè)計時只是作為指示性儀表，這類儀表對其示值準(zhǔn)確度要求不高。因此，本文按照船用儀表測量參數(shù)對船舶及人員安全的影響程度，對船用儀表進(jìn)行如下分類：

A類儀表：此類儀表是確保船舶可操可控、安全運行的關(guān)鍵性儀表，其發(fā)生示值失準(zhǔn)等故障會影響船舶及人員安全。鍋爐壓力表、主機(jī)壓力表、輔機(jī)壓力表、舵機(jī)油壓壓力表等可歸為A類儀表。

B類儀表：此類儀表是確保船舶具備通信等功能、安全航行的重要儀表，其發(fā)生示值失準(zhǔn)等故障會影響船舶安全航行。通信導(dǎo)航儀表、配電盤壓力表、燃油滑油指示儀表等可歸為B類儀表。

C類儀表：除A類、B類外各儀表。

以上分類僅作為舉例，用船單位可根據(jù)實際進(jìn)行具體細(xì)化。通過對船用儀表進(jìn)行分類，可提高船用儀表計量保障的科學(xué)性和有效性。

3 船用儀表計量保障的建議

為有效提升船用儀表計量保障質(zhì)效，一方面，應(yīng)當(dāng)立足于現(xiàn)行船舶實際情況，對船用儀表計量保障進(jìn)行改進(jìn)；另一方面，應(yīng)結(jié)合未來船舶發(fā)展趨勢，對船用儀表計量保障提前布局，以避免使用階段船用儀表計量保障的被動。

3.1 改進(jìn)現(xiàn)行船舶船用儀表計量保障的建議

3.1.1 以規(guī)章制度規(guī)范船用儀表計量保障

為使船用儀表計量保障得到科學(xué)落實，船舶管理部門應(yīng)當(dāng)科學(xué)制定規(guī)章制度，以規(guī)范船用儀表計量保障，建議做好以下工作：

一是合理確定計量方法。船用儀表數(shù)量和種類較多，可以結(jié)合船舶任務(wù)周期和船用儀表使用的功能要求，合理選用檢定、校準(zhǔn)、測試、比對等計量方法，以確保對所有船用儀表實施計量保障具有現(xiàn)實可行性?？紤]到船用儀表計量保障的特殊性，本文所指的測試和比對是由具備計量資質(zhì)人員在船上按照相應(yīng)規(guī)范對船用儀表實施的計量保障方法，有別于實驗室的測試和比對。

二是合理確定計量周期和保障模式。船舶任務(wù)周期是影響船用儀表的重要因素，如遠(yuǎn)洋貨輪任務(wù)周期長達(dá)數(shù)月甚至一年，雖然大多數(shù)儀表的法定計量周期為一年，但由于船舶執(zhí)行任務(wù)的起止時間難以和船用儀表計量周期匹配，因而極易導(dǎo)致船用儀表超期使用，為船舶和人員安全帶來隱患。因此，在對船用儀表合理確定計量方法后，應(yīng)進(jìn)一步確定計量周期和保障模式，為船用儀表計量提供現(xiàn)實遵循。

確定計量周期的主要參考因素為船用儀表示值準(zhǔn)確性及可靠性對船舶及人員安全的影響程度。確定好計量周期后，結(jié)合船舶任務(wù)周期，確定船用儀表的計量保障模式。目前，計量保障可采用的模式主要有實驗室計量保障、現(xiàn)場計量保障及備件保障。實驗室計量保障指將船用儀表送到計量技術(shù)機(jī)構(gòu)，計量技術(shù)機(jī)構(gòu)在實驗室環(huán)境下對送檢的船用儀表進(jìn)行計量，計量完畢后船方取回使用。此種保障方式保障周期較長，時間短則幾天，長則數(shù)周，這決定了在船舶靠岸時間較短的情況下無法采用此種保障模式?，F(xiàn)場計量保障指在船用儀表使用環(huán)境中對其進(jìn)行計量，此種保障方式不僅節(jié)省時間，且有效避免環(huán)境偏差，能較好反應(yīng)船用儀表實際工作狀態(tài)。備件保障指船用儀表到期后將其拆卸，用先前經(jīng)計量合格的船用儀表備件代替，再對到期的船用儀表進(jìn)行計量，如此循環(huán)，此種保障模式有效保證了設(shè)備工作的連續(xù)性。

三是加強(qiáng)監(jiān)督檢查。船舶管理部門必須加強(qiáng)對船用儀表計量保障的監(jiān)督檢查。檢查應(yīng)采取定期檢查與隨機(jī)抽查相結(jié)合的方式。檢查內(nèi)容包括船用儀表計量保障的執(zhí)行率及計量工作開展的合法性。

3.1.2 提高船員計量意識和業(yè)務(wù)能力

船員作為船用儀表日常使用維護(hù)人員，對船用儀表掌握清楚，了解最細(xì)，強(qiáng)化其計量意識，培訓(xùn)及提高其計量業(yè)務(wù)能力是提高船用儀表計量保障執(zhí)行率的重要手段。必要性主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，船用儀表雖未到期，但等到期時船舶可能在海上執(zhí)行任務(wù)。這主要靠船員對船用儀表數(shù)質(zhì)量、最近一次計量時間、計量周期等的整體掌握，在掌握情況后船員及時協(xié)調(diào)計量技術(shù)機(jī)構(gòu)對相應(yīng)儀表進(jìn)行計量，以避免任務(wù)期間船用儀表超期使用；另一方面，在船用儀表確定計量方法時選用測試或者比對的情況下，可能需要船員開展計量保障。由于船用儀表種類形式多樣，因而要求某些船員一專多能，具備船用儀表對應(yīng)的多種參數(shù)多種類型計量資質(zhì)。船員具備船用儀表相應(yīng)計量保障能力，是避免船用儀表超期使用的有力保證。

3.1.3 加強(qiáng)隨船計量保障能力建設(shè)

當(dāng)遇到船舶臨時接到任務(wù)或任務(wù)延長等情況時，可能無法按照計劃對船用儀表進(jìn)行實驗室計量或現(xiàn)場計量。加強(qiáng)隨船計量保障能力建設(shè)，可有效避免此類情況下導(dǎo)致的船用儀表尤其是關(guān)鍵儀表的超期使用。主要可通過以下兩個方面加強(qiáng)隨船計量保障能力建設(shè)：一方面，在滿足環(huán)境條件前提下，可在船舶上建設(shè)計量實驗室，為隨船計量保障創(chuàng)造場地條件；另一方面，隨船計量分隊的組成有兩種方式：一是計量技術(shù)機(jī)構(gòu)選派技術(shù)人員組成臨時性的隨船計量分隊，二是對部分船員進(jìn)行相應(yīng)計量資質(zhì)培訓(xùn)以組成計量分隊。

3.2 未來船舶船用儀表計量保障展望

由于智能船舶在安全、效率等方面的優(yōu)勢，智能船舶的發(fā)展日益加快，各大造船、航運國家級公司積極布局和研究智能船舶[1]。因而，隨著科技的迅猛發(fā)展，船舶未來向智能化發(fā)展是個大趨勢，必將對現(xiàn)行船用儀表計量保障方法及模式造成影響，本文對未來船用儀表計量保障進(jìn)行以下展望：

3.2.1 加強(qiáng)船用儀表可計量性設(shè)計

可計量性表征裝備測試設(shè)備計量的便利性和量值的準(zhǔn)確性，是裝備的一種設(shè)計特性。按照一定方法改善測試設(shè)備可計量性的過程，即為可計量性設(shè)計[2]。在船舶研制論證階段考慮船用儀表的可計量性設(shè)計，可大大提高船舶使用階段船用儀表計量保障的效率。如通過在安裝船用儀表的油路管系上預(yù)留計量接口及選用或者定制有計量接口的船用儀表等方式，可提高后期對船用儀表開展原位計量的可行性。

3.2.2 加強(qiáng)智能儀表在船用儀表領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著智能儀表的發(fā)展成熟，未來可加大智能儀表在船用儀表領(lǐng)域的應(yīng)用。一方面，將智能儀表示值數(shù)據(jù)進(jìn)行實時傳輸、定時存儲，這樣不僅對船用儀表實現(xiàn)了真正意義上的實時監(jiān)控，而且定期存儲的數(shù)據(jù)也能為預(yù)判儀表技術(shù)狀態(tài)提供數(shù)據(jù)支撐；另一方面，通過人為設(shè)置告警值，使智能儀表測量到異常數(shù)據(jù)時進(jìn)行告警，這樣可保證遇有異常時可及時發(fā)現(xiàn)，通過人工干預(yù)可有效避免事故或意外的發(fā)生。智能儀表與現(xiàn)行儀表的設(shè)計原理及工作方式等差別決定了其計量保障方法及模式不同于現(xiàn)行儀表，但計量保障實施依據(jù)不會變，仍是圍繞確保智能儀表示值準(zhǔn)確可靠而展開，具體本文不再贅述。

3.2.3 合理選用船用儀表

對于以下情形船用儀表選用時應(yīng)專門考慮，同時具備多種情形的船用儀表應(yīng)綜合考慮：

一是安裝后不可拆卸的船用儀表。此類情形要求船用儀表必須具備持久耐用的特點，同時為滿足船舶使用階段船用儀表的計量保障要求，此類情形的船用儀表必須預(yù)留可用于計量的接口，保證計量保障的可行性。

二是在高溫、高濕、高鹽等特殊環(huán)境條件下，長時間連續(xù)工作的船用儀表。此類情形要求船用儀表必須具備在高溫、高濕、高鹽等特殊環(huán)境條件下，可長時間連續(xù)可靠工作的特點。在選用此類情形的船用儀表時，必須考慮其是否針對此類環(huán)境特點具有相應(yīng)的加強(qiáng)設(shè)計。

4 結(jié)論

本文通過闡述船用儀表用途，對船用儀表計量保障現(xiàn)狀、船用儀表特點及分類進(jìn)行了分析。最后，在現(xiàn)行船舶船用儀表計量保障方面，提出以規(guī)章制度規(guī)范船用儀表計量保障，提高船員計量意識和業(yè)務(wù)能力和加強(qiáng)隨船計量保障能力建設(shè)三點改進(jìn)建議；在未來船舶船用儀表計量保障方面，從加強(qiáng)船用儀表可計量性設(shè)計、加強(qiáng)智能儀表在船用儀表領(lǐng)域的應(yīng)用及合理選用船用儀表3個方向進(jìn)行了展望，對船用儀表計量保障的開展具有一定的指導(dǎo)意義。