提高船舶機械工作可靠性的探析

薛加榮

（揚州輔臣船舶設(shè)備安裝有限公司，江蘇揚州 225200）

0 引言

機械設(shè)備是船舶內(nèi)部部件的重要組成，同時設(shè)備可靠性受到公眾的關(guān)注，船舶設(shè)備所處的外界環(huán)境相對惡劣，同時設(shè)備可靠性保障方面難度比較大。機械設(shè)備可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件之下，即在一定時間內(nèi)完成既定工作的能力，特別是針對于船舶設(shè)備來講，提高設(shè)備可靠性，可保證船舶的穩(wěn)定性，對船舶安全行駛具有重大的保障作用。結(jié)合維修經(jīng)驗，在設(shè)備維修時，要建立起以預(yù)防性維修為主體的維修機制。新型維修方式能夠增強設(shè)備穩(wěn)定性，也可防止過度維修的不良問題。

1 船舶機械設(shè)備失效的機理及原因分析

輪船內(nèi)設(shè)備的失效，有早期設(shè)備設(shè)計失效和磨損性的失效，早期失效多數(shù)是由于設(shè)備設(shè)計制造存在一定的問題，設(shè)備操控人員操作不太規(guī)范，或者設(shè)備使用環(huán)境相對惡劣。針對這些問題，需要早期做好相關(guān)工作，及時做好調(diào)試，通過設(shè)備調(diào)試磨合來處理失效問題，偶然性失效是設(shè)備在運轉(zhuǎn)時突發(fā)狀況，而造成設(shè)備停止運轉(zhuǎn)，這種失效的概率不大。有些失效是由于外界偶然性因素而產(chǎn)生的，有一些是人員違章操作和維護工作不到位等問題造成的。此外，由于船舶器設(shè)備在使用時，經(jīng)常會發(fā)生磨損，造成設(shè)備功能失效。一般狀況下，船舶設(shè)備在工作時有磨損，各設(shè)備內(nèi)部的部件在復(fù)雜環(huán)境下，會產(chǎn)生腐蝕、疲勞、分化。磨損后的設(shè)備性能也會隨之下降，在這種狀況下，要求工作人員加強對設(shè)備及時維護，發(fā)現(xiàn)失效的零部件，快速更換，進而減少設(shè)備失效率發(fā)生[1]。

2 船舶機械設(shè)備的可靠性特征

機械設(shè)備與電子設(shè)備在可靠性方面，國內(nèi)有很多的研究，設(shè)備由于自己的特征一定造成設(shè)備可靠性檢測流程相對繁瑣，再加之技術(shù)保密性、封鎖性的限制。在一些產(chǎn)品合規(guī)性方面，技術(shù)進展更加緩慢，針對于船舶設(shè)備可靠性，主要有以下特征。

（1）船舶的機械設(shè)備功能特定性比較強。船舶設(shè)備的功能特征性相對較強，很多設(shè)備設(shè)計人員會按照標準來設(shè)計，如船舶機械設(shè)備內(nèi)的軸承、齒輪都是標準件，但是其余的都是根據(jù)工作需要進行特殊化設(shè)計，這就造成了設(shè)備通用性較弱，它不像電子設(shè)備那樣，能夠設(shè)計出系統(tǒng)、可靠性的檢測規(guī)范。

（2）設(shè)備的失效機制多樣化，可靠性的理論相對薄弱。通過對相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，電子產(chǎn)品故障大多數(shù)是隨機性的故障，而且電子設(shè)備的故障概率會服從于正態(tài)分布，它與電子產(chǎn)品相比，船舶機械設(shè)備大多數(shù)是損耗、疲勞、腐蝕等相關(guān)故障，而且故障出現(xiàn)多是隨機性的，隨著時間推移，失效性也變大。有很多復(fù)雜特殊性的失效制度，在不同時間節(jié)點，觀察值具有不可重復(fù)性的特征，很難直接測得表中的數(shù)據(jù)值[2]。

（3）設(shè)備內(nèi)部的部件體型小，但價值昂貴。輪船上的閥門對零部件的可靠性要求高，這些閥門設(shè)備價格相對昂貴，而且所處閥門位置風(fēng)險大。部件具有一次性使用的特征，結(jié)合輪船設(shè)備機械通用性進行高性能檢測時，實際上它都是根據(jù)具體設(shè)備來設(shè)計，在這種狀況下，使得檢測工作的人力、物力成本及使用周期增加。

（4）機械設(shè)備所處的環(huán)境處于封閉的狀態(tài)。輪船機械設(shè)備內(nèi)部的零部件工作多是處在高溫、高燥、高濕的狀態(tài)下，在這種惡劣環(huán)境下，機械設(shè)備和其他電子設(shè)備維修任務(wù)不同，所處的環(huán)境也存在很多的差異，外界環(huán)境對設(shè)備的可靠性有巨大的影響。

3 以可靠性為中心的維修機制的建立

（1）RCM（Reliability Centered Maintenance，以可靠性為中心的維修）的思想。以設(shè)備可靠性作為維修工作重點是輪船維修工作的新發(fā)展趨勢，使用預(yù)防性的維修方法，這種維修思想核心可以使設(shè)備更加可靠，以可靠性的理論作為核心，制定出合理預(yù)防性維修的規(guī)則，使用相應(yīng)的設(shè)備維修方式。在這種方式下，能夠顯著降低設(shè)備內(nèi)部維護費用，而且還可以使得設(shè)備維護性得以提升。一般狀況下，雖然系統(tǒng)可靠性程度與早期設(shè)備設(shè)計有著緊密的關(guān)系，然而在設(shè)備運轉(zhuǎn)時，只能夠通過應(yīng)用恢復(fù)的方式，來保證機械設(shè)備能夠持續(xù)穩(wěn)健的運行，但是如何提高設(shè)備自身可靠性水平，在后期設(shè)備的使用中困難度增加。在RCM 的新型思想中，以設(shè)備固有特性作為基礎(chǔ)，不能夠全部以設(shè)備使用時間作為基礎(chǔ)依據(jù)，將多余無效的工作進行整合，在選擇維修方式時，也不會局限于現(xiàn)有傳統(tǒng)的維修方式，而是考慮到了定期維修工作方式[3]。

（2）RCM 與傳統(tǒng)維修思想的對比。RCM 與過去傳統(tǒng)的維修方式相比，具有更明顯的特色優(yōu)勢，特別是RCM 對維修方式有更深的嘗試，但是并沒有將預(yù)防性維修工作與可靠性相連接。簡單認為其兩者是有正比例性關(guān)系，在維修設(shè)備工作方式上，選擇確定維修方式，要綜合考慮到設(shè)備使用的適用性，基于故障結(jié)果特征，有效彌補傳統(tǒng)方式展現(xiàn)出來的不足之處，可有效消除失效的問題現(xiàn)象，當(dāng)然也能夠有效防止維修過度問題發(fā)生，在RCM方案制定時，可高效結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)邏輯判斷以及維修經(jīng)驗來設(shè)計出維修工作手冊，控制維修費用投入，達到整個系統(tǒng)維修可靠性目標。

（3）RCM 的操作流程。一般狀況下，RCM 在輪船設(shè)備可靠性檢測中，需要工作人員先確定好維修的項目，再構(gòu)建出RCM的檢修機制，要檢查整個設(shè)備的安全性以及是否存在一些安全隱患。將重點的維修項目都納入到預(yù)防維修手冊中，對于那些其他非重要性項目，一般會使用事后維修工作方式。

（4）制定重點性維修項目對策。對于機械設(shè)備內(nèi)部元器件安全性影響重大，使用預(yù)防性維修，如果預(yù)防維修費用低于事后維修成本，并且低于設(shè)備故障帶來的損失，就可以采取合理有效的預(yù)防策略，對于隱患后果故障和項目采用預(yù)防性的維修，以防止出現(xiàn)多種故障問題發(fā)生。根據(jù)設(shè)備實際狀況，選擇更加科學(xué)合理維修方式，確定每項預(yù)防維修工作及維修間隔期，將時間間隔期相近維修工作整合在一起，制定出高質(zhì)量的維修手冊。

4 輪船機械設(shè)備可靠性的研究展望

機械設(shè)備是國內(nèi)船舶設(shè)備內(nèi)部的關(guān)鍵部件，設(shè)備自身的穩(wěn)定性、可靠性受到關(guān)注。但是國內(nèi)船舶機械設(shè)備可靠性研究方面起步比較晚，但是未來發(fā)展前景廣闊。隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，輪船內(nèi)部零部件向著微型化方向發(fā)展，同時也會帶動機械設(shè)備向自動化、智能化發(fā)展，進而會促使船舶工業(yè)的快速發(fā)展，提升微型機械設(shè)備和機電系統(tǒng)可靠性。自動控制技術(shù)在檢測研究方面有更好的發(fā)展，船舶設(shè)備也會由手動操作，未來逐步向自動化、智能化、仿真化的方向發(fā)展?；跈C械設(shè)備種類不同，而形成大量檢測數(shù)據(jù)，目前國家已經(jīng)建立起相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)庫，使得檢測數(shù)據(jù)結(jié)果更加精確[4]。

5 提高輪船機械工作可靠性的策略研究

（1）加強預(yù)防性的檢查和維護。增強輪船設(shè)備的風(fēng)險檢查和維護支持，維護工作人員要從多個方面入手檢查設(shè)備內(nèi)部潤滑油質(zhì)量是否達標，設(shè)備分析中檢查潤滑油品質(zhì)優(yōu)劣，分析潤滑油物理特性是否出現(xiàn)改變。潤滑油物理特性主要是改變設(shè)備內(nèi)在條件，而引發(fā)的一些溫度變化導(dǎo)致的潤滑油黏度、凝點的變化，物理特性的變化是指一旦使用條件恢復(fù)，也會使設(shè)備功能隨時恢復(fù)。潤滑油的化學(xué)性能和油的成分密切關(guān)聯(lián)，在存儲和運輸時，如果處理不恰當(dāng)會使?jié)櫥桶l(fā)生氧化、添加劑揮發(fā)，而且內(nèi)部含有大量雜質(zhì)，顯著改變潤滑油的特性，影響整個設(shè)備的運轉(zhuǎn)。因此，在設(shè)備維護保養(yǎng)時，重點檢查潤滑系統(tǒng)，選擇過濾精度更高的精密儀器設(shè)備，及時檢查潤滑油的污染狀況，整理形成數(shù)據(jù)信息，以能夠掌握設(shè)備的磨損規(guī)律，從而可以有針對性預(yù)防，如制定合理的改善措施，定期清洗油箱，排除污染物，對油箱透氣孔加裝空氣過濾器等，有效隔離外界的污染。

（2）做好機械設(shè)備的維修設(shè)計。維修設(shè)計是指定合理的維修方案，在很短時間，能夠使設(shè)備快速恢復(fù)功能，使用較少維修材料資源，維修設(shè)計師還要遵循必要工作原則，首先提供有效檢測工具，以使用戶的維修人員能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。其次，設(shè)備部件維修工具要能互換，使用現(xiàn)有設(shè)備備件，可以顯著壓縮維修時間，提高維修工作質(zhì)量。對于采購新設(shè)備以及引入新技術(shù)，都要及時歸入技術(shù)檔案庫中，以便能夠為后續(xù)維修工作提供技術(shù)資料支持[5]。

（3）提高輪機管理人員的可靠性。維修工作人員日常工作內(nèi)容就是監(jiān)測機械設(shè)備失效狀況，輪機設(shè)備可靠性對船舶設(shè)備的穩(wěn)定性的提高都有著重大影響，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，因為人為原因因素而引起設(shè)備故障占了近80%，剩下的20%是由于機械設(shè)備本身的性能不佳而引發(fā)的。維修人員技能無法跟上現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展步伐，輪機維修人員缺少專業(yè)性，儲備的知識更新趕不上新設(shè)備發(fā)展，使得輪機設(shè)備管理工作人員缺乏相應(yīng)的維修工作能力。在維修時，維修人員受到自己主觀性的影響，而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障后，不能準確判斷問題所在，設(shè)備操作不當(dāng)也會造成設(shè)備故障數(shù)量激增。因此，要提高輪機設(shè)備操控人員的能力，提高人員責(zé)任心，給予員工更多的薪酬待遇，同時建立起人員培訓(xùn)體系，減少人員違規(guī)操作，提高人機設(shè)備操控的可靠性、穩(wěn)定性[6]。

6 結(jié)束語

提高船舶機械工作可靠性涉及的工作比較廣，機械設(shè)備維修、檢修工作綜合性強，是一個系統(tǒng)化的工程。在實踐中，應(yīng)該基于設(shè)備條件、問題因素，考慮到外界干擾要素和人為的影響要素，建立起以可靠性維修機制，選擇合適的維修方式及維修周期，提高維修人員工作能力，這樣才能夠提高設(shè)備維修質(zhì)量，為我國的船舶事業(yè)發(fā)展貢獻力量。