船舶柴油機(jī)維修決策研究

蘇六十

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制的全面改革，推動(dòng)了我國(guó)各行業(yè)的發(fā)展。船運(yùn)行業(yè)中船舶的穩(wěn)定運(yùn)行是提高船運(yùn)效率和質(zhì)量，保障船務(wù)企業(yè)發(fā)展的重要條件。因此，船務(wù)企業(yè)必須重視船舶柴油機(jī)維修工作，及時(shí)處理船舶柴油機(jī)問(wèn)題能夠提高船運(yùn)效率，強(qiáng)化船舶服務(wù)質(zhì)量，提高船運(yùn)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，準(zhǔn)確的開展船舶柴油機(jī)維修決策至關(guān)重要。本文針對(duì)船舶柴油機(jī)維修決策進(jìn)行研究，了解現(xiàn)階段船舶柴油機(jī)維修管理發(fā)展趨勢(shì)，明確船舶柴油機(jī)維修決策方法，促進(jìn)我國(guó)船務(wù)企業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：船舶;柴油機(jī)維修;決策方法

中圖分類號(hào)：S951.4+3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）08-0113-02

0? 引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代科技水平的不斷提升，許多自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展格局，使機(jī)械設(shè)備更加精密化和智能化。對(duì)于機(jī)械設(shè)備來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行能力和實(shí)際狀態(tài)有著緊密的聯(lián)系，設(shè)備狀態(tài)直接影響到產(chǎn)品的成本、質(zhì)量以及安全。因此，無(wú)論任何企業(yè)都要注重設(shè)備的高校運(yùn)行，降低設(shè)備損耗，從而促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于我國(guó)日益壯大的船運(yùn)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，船務(wù)公司的船舶需要耗費(fèi)大量的運(yùn)行成本，同時(shí)船舶柴油機(jī)的維修也是一個(gè)重要問(wèn)題，必須全面加強(qiáng)船舶柴油機(jī)的設(shè)備維修管理，構(gòu)建科學(xué)的維修體系，才能保障船舶的可靠運(yùn)行。所以，對(duì)船舶柴油機(jī)故障的維修處理策略和響應(yīng)速度進(jìn)行深度分析具有重要意義。

國(guó)內(nèi)外相關(guān)科學(xué)家對(duì)船舶柴油機(jī)的維修決策方面研究，經(jīng)過(guò)了事后維修、預(yù)防維修和可靠性維修等三個(gè)階段，逐步實(shí)現(xiàn)了更科學(xué)的維修決策，滿足現(xiàn)代化船舶柴油機(jī)的性能提高，船舶柴油機(jī)故障維修決策的過(guò)程不斷引出全新的知識(shí)和需求，為了盡可能的滿足這些需求，使維修決策更加準(zhǔn)確，專家學(xué)生們通過(guò)維修模型和決策系統(tǒng)的建立，并利用知識(shí)分類來(lái)實(shí)現(xiàn)維修決策。

通過(guò)船舶維修決策系統(tǒng)的構(gòu)建，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體功能，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的變化進(jìn)行分析，了解船舶遠(yuǎn)程維修決策系統(tǒng)的決策原理、實(shí)現(xiàn)功能以及數(shù)據(jù)流程圖，通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和信息挖掘技術(shù)的支持，構(gòu)建智能化柴油機(jī)維修決策系統(tǒng)。

對(duì)于船舶柴油機(jī)的維修工作來(lái)說(shuō)，涉及了船舶的設(shè)計(jì)企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)以及售后服務(wù)和第三方維修企業(yè)，同時(shí)也關(guān)系到船舶所有者和相關(guān)使用部門。以此角度進(jìn)行分析，船舶柴油機(jī)維修決策支持系統(tǒng)只為內(nèi)部維修人員提供了決策服務(wù)，缺乏高效的反應(yīng)與處理工作能力，但是從整個(gè)價(jià)值鏈層面來(lái)看，做好船舶制造廠商之間的信息交流，也能夠有效降低船舶故障率。為此，綜合各方面因素，可以構(gòu)建一套完善的維修服務(wù)決策系統(tǒng)，使船舶柴油機(jī)故障維修決策更加科學(xué)性。

1? 船舶柴油機(jī)維修決策常規(guī)方法

結(jié)合決策者了解的信息，可以分為不確定決策、隨機(jī)決策以及確定決策三種，不確定決策一般指的是船舶故障發(fā)生概率無(wú)法掌握的，決策人只能根據(jù)實(shí)際原則既定維修方案，決策原則包括后悔準(zhǔn)則、樂(lè)觀準(zhǔn)則以及悲觀準(zhǔn)則;而隨機(jī)決策一般指的是決策人已經(jīng)知道柴油機(jī)故障問(wèn)題可能發(fā)生的概率，常用的決策方法為貝葉斯法以及決策樹法;確定性決策一般指的是有規(guī)劃性、邊際分析和網(wǎng)絡(luò)分析方法。

1.1 線性規(guī)劃方法

從概念角度分析，線性規(guī)劃能夠用于求加問(wèn)題的整體最優(yōu)指標(biāo)，但是要求目標(biāo)函數(shù)、決策變量以及約束條件的線性函數(shù)。線性規(guī)劃是一種非線性的假定，一般情況下不能真實(shí)的反應(yīng)系統(tǒng)，所以，又能夠發(fā)展成動(dòng)態(tài)規(guī)劃與非線性規(guī)劃。當(dāng)現(xiàn)行規(guī)劃中的目標(biāo)函數(shù)和約束條件存在非線性函數(shù)時(shí)，那么就轉(zhuǎn)化為非線性規(guī)劃模型;動(dòng)態(tài)規(guī)劃又能夠解決多段決策過(guò)程的最優(yōu)化問(wèn)題。

1.2 層次分析法

對(duì)于層次分析法來(lái)說(shuō)，是美國(guó)學(xué)者早起提出的方法，這種層次分析法能夠?qū)?fù)雜的問(wèn)題拆解成多個(gè)簡(jiǎn)單元素，然后根據(jù)這些元素進(jìn)行分組和關(guān)系支配，從而形成具有結(jié)構(gòu)層次的元素組，并將這些元素進(jìn)行相互比較，確定各因素的重要程度。結(jié)合主觀意識(shí)判斷來(lái)決定因素重要性的順序。層次分析法可以將定性問(wèn)題和定量分體進(jìn)行對(duì)比分析，改變了傳統(tǒng)最優(yōu)分析的困境，通過(guò)資源分配和企業(yè)生產(chǎn)決策，層次分析法的基本流程包括：①將問(wèn)題概念化，并構(gòu)建良好的層次關(guān)系;②構(gòu)建判斷矩陣，將各層次中的因素?cái)?shù)值化;③進(jìn)行層次單排序，以特征向量為同層次進(jìn)行單排序;④一致性檢驗(yàn);⑤結(jié)合單排序的結(jié)果進(jìn)行層次權(quán)重分析;⑥總體重要性排序。

1.3 貝葉斯決策方法

貝葉斯決策方法是以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，利用貝葉斯統(tǒng)計(jì)公式進(jìn)行維修決策分析，對(duì)船舶柴油機(jī)故障出現(xiàn)的概率進(jìn)行檢驗(yàn)和預(yù)估，并選擇決策方案分析風(fēng)險(xiǎn)最小的情況。貝葉斯決策方法的理論依據(jù)是預(yù)計(jì)貝葉斯定理，采取最小風(fēng)險(xiǎn)對(duì)應(yīng)的決策方法進(jìn)行決策，但是這種方法也存在一定的缺點(diǎn)，如果先驗(yàn)證后估計(jì)，很可能造成分析解決較差。

1.4 決策樹法

采用決策樹分析方法能夠分析隨機(jī)性決策問(wèn)題，將復(fù)雜的決策問(wèn)題以一種清晰的方式展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)構(gòu)建決策樹示意圖，設(shè)定各類狀態(tài)發(fā)生的概率以及出現(xiàn)故障引起的后果，從而求解各級(jí)決策問(wèn)題。決策的基本流程是順著樹狀圖的每個(gè)分支來(lái)分析，計(jì)算故障可能出現(xiàn)的概率，將各種效用進(jìn)行分析對(duì)比，從而選擇最佳決策。

2? 船舶柴油機(jī)針對(duì)性維修決策

在我國(guó)船務(wù)企業(yè)中，船舶為了保持可靠運(yùn)行，必須依照相關(guān)營(yíng)運(yùn)檢測(cè)規(guī)范，對(duì)船舶采取定期的檢測(cè)與維修工作，其中檢測(cè)包容包括船舶常規(guī)年檢、塢內(nèi)檢驗(yàn)、尾軸檢驗(yàn)、螺旋槳軸檢驗(yàn)以及特別檢驗(yàn)幾項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)于特別檢驗(yàn)來(lái)說(shuō)，一般需要四年為一個(gè)周期進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)中需要對(duì)柴油機(jī)的氣缸蓋、活塞、曲軸、氣缸、軸承以及傳動(dòng)裝置進(jìn)行拆解檢驗(yàn)，這種定期拆件并沒(méi)有考慮柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和管理差異，一般使用同一年限，從而使船舶柴油機(jī)維修過(guò)程造成巨大的人力和物力消耗。為了有效的改善這一問(wèn)題，船舶柴油機(jī)維修保養(yǎng)體系提出了結(jié)合實(shí)際狀態(tài)來(lái)科學(xué)的監(jiān)測(cè)周期的決定，降低測(cè)拆解檢驗(yàn)的周期，縮減檢驗(yàn)成本。隨著船舶柴油機(jī)維修決策的引入，結(jié)合柴油機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)分析，科學(xué)的開展維修決策，并適當(dāng)延長(zhǎng)拆檢周期，對(duì)我國(guó)船舶業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在船舶長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，柴油機(jī)的性能變化是隨著時(shí)間積累的過(guò)程，在不斷的運(yùn)行中柴油機(jī)性能也逐漸減弱，所以，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)柴油機(jī)的各類參數(shù)以及情況進(jìn)行不斷檢測(cè)與記錄，能夠全方位的了解船舶柴油機(jī)的性能狀態(tài)，并預(yù)測(cè)船舶柴油機(jī)的趨勢(shì)，以此分析結(jié)果可以科學(xué)的做出維修決策。現(xiàn)階段，我國(guó)船舶柴油機(jī)的維修決策運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的方式分別有磨損監(jiān)測(cè)與振動(dòng)檢測(cè)， 這兩種監(jiān)測(cè)手段能夠保證船舶柴油機(jī)運(yùn)行的可靠性。

2.2 性能參數(shù)監(jiān)控技術(shù)

針對(duì)船舶柴油機(jī)故障的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)看，活塞、氣缸部分故障率大概為47.8%，曲軸故障大概為42.5%，而增壓器故障僅有4.7%，可以看出，柴油機(jī)部件出現(xiàn)故障率最高的環(huán)節(jié)在氣缸、活塞以及曲軸等結(jié)構(gòu)，因此，可以開展針對(duì)性監(jiān)控便能夠良好的起到性能監(jiān)控效果。柴油機(jī)性能可以由曲軸和氣缸活塞的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于柴油機(jī)缸套組建性能來(lái)說(shuō)，其參數(shù)直接受到氣缸壓力、溫度以及活塞的壓力與溫度影響。通過(guò)熱力學(xué)參數(shù)的表征，可以全面了解氣缸的燃燒情況和復(fù)合分配是否均勻。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)可以看出，大部分柴油機(jī)組件的損壞和磨損都是由于超負(fù)荷引起的，對(duì)于船舶柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，氣缸進(jìn)出口的溫度高低能夠直接反映出缸內(nèi)的符合與燃燒質(zhì)量?；钊鋮s液的溫度是活塞組件負(fù)荷的表現(xiàn)。

影響柴油機(jī)曲軸組件性能的參數(shù)包括潤(rùn)滑油品質(zhì)、潤(rùn)滑油壓力和潤(rùn)滑油溫度等因素，另外，還有其他性能參數(shù)對(duì)柴油機(jī)整體運(yùn)轉(zhuǎn)性能影響，包括柴油機(jī)功率，柴油消耗率等等，其中，柴油消耗率作為檢驗(yàn)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性的重要參數(shù)，能夠直接反映出柴油機(jī)的燃燒情況。功率還能夠反映出運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力。結(jié)合這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)與分析，不但能夠準(zhǔn)確的判斷船舶柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也能夠清晰的了解故障出現(xiàn)的原因，而對(duì)于這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)無(wú)需設(shè)置復(fù)雜的設(shè)備，只需要相對(duì)應(yīng)的儀表就能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，相對(duì)較為便捷，船舶中最簡(jiǎn)單的性能監(jiān)測(cè)方式為輪機(jī)日志。但是監(jiān)測(cè)故障不夠敏銳，一般故障出現(xiàn)到一定程度才會(huì)誘發(fā)參數(shù)發(fā)生較大變化，因此，必須選擇較高靈敏度的監(jiān)測(cè)設(shè)備，才能夠及時(shí)的掌握柴油機(jī)故障，從而及時(shí)的開展維修決策。

2.3 振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在船舶柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，還會(huì)受到振動(dòng)的影響，從而引發(fā)不平衡力矩，造成柴油機(jī)故障，通過(guò)對(duì)柴油機(jī)的振動(dòng)監(jiān)控，能夠清晰的了解柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。利用振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)構(gòu)建完善的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中包括精密診斷和簡(jiǎn)易診斷設(shè)備，簡(jiǎn)易診斷一般采取便攜式測(cè)振儀，組成部分包括檢波器、放大鏡以及傳感器，利用放大鏡將振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大，在通過(guò)檢波器顯示出峰值，精密診斷氛圍兩種，第一種適用于點(diǎn)檢，需要對(duì)柴油機(jī)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行定期振動(dòng)監(jiān)測(cè)，并記錄振動(dòng)信號(hào)，在傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行科學(xué)分析，從而達(dá)到診斷目的;另一種是在線檢測(cè)與診斷系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)，直接分析和數(shù)據(jù)處理，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的故障，同時(shí)還能夠分析結(jié)果進(jìn)行故障位置診斷，同時(shí)也能夠找出故障產(chǎn)生原因，做出快速維修決策，及時(shí)回復(fù)運(yùn)行正常，振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合品珍分析與監(jiān)測(cè)手段，通過(guò)診斷頻譜圖和正常圖的分析，判斷出故障位置，并及時(shí)采取修復(fù)對(duì)策。

2.4 油液監(jiān)測(cè)技術(shù)

這種監(jiān)測(cè)技術(shù)在傳播柴油機(jī)監(jiān)測(cè)中具有良好的維修決策效果，在復(fù)雜的柴油結(jié)構(gòu)中，會(huì)出現(xiàn)多處磨損，比如活塞、軸承以及缸套，根據(jù)磨損規(guī)律能夠清晰的掌握柴油機(jī)的性能狀態(tài)，從而作出精準(zhǔn)的維修決策，通過(guò)油液檢測(cè)技術(shù)對(duì)流動(dòng)的潤(rùn)滑油狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并獲取運(yùn)行狀態(tài)信息，對(duì)獲取的信息進(jìn)行分析，可以判斷出柴油機(jī)故障，進(jìn)而預(yù)測(cè)使用壽命。

3? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)船運(yùn)行業(yè)的發(fā)展中，船舶柴油機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，因此，積極做好柴油機(jī)維修決策具有重要意義，船務(wù)企業(yè)必須高度重視柴油機(jī)維修決策，積極采取對(duì)應(yīng)的手段進(jìn)行故障分析，從而提高維修決策的科學(xué)性。

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