武汉船舶设计研究院有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：船舶机电设备类型众多、结构复杂，船舶机电设备作为船舶的重要组成部分，在船舶运行中发挥着无可替代的作用，船舶机电设备的运行质量能够直接决定船舶的运行质量。通过船舶机电设备运行状态监控信息管理系统，可以提高故障诊断能力，确保整个船舶机电设备的安全。本文对船舶机电设备的运行诊断技术进行分析，明确设备运行状态检测与故障诊断系统建立的重要作用，提出相应的系统设计方案。
关键词：机电设备；状态监测；信息管理；系统设计
一、船舶机电设备状态监测信息管理系统建立的必要性
随着我国科学技术的快速发展，许多科研机构对船舶机电设备运行状态、监测技术进行了深入研究，已经逐渐从理论阶段转变为成果实现阶段。在这一趋势下，船舶机电设备监测系统能够对船舶机电设备的运行情况进行深入分析，对故障进行快速检测，判断船舶机电设备是否存在安全隐患，检测发现异常情况能够及时向船员提供安全风险提示，确保对船舶运行进行适当保护。
通过计算机信息处理技术来实现对船体结构安全状态、船舶配载状态以及主机、发电机和舵机等设备运行状态等进行实时监控，为船舶安全运行提供可靠有效的参考依据，以及早期的危险报警和损伤评估，从而大大增强船舶的生存能力。在船舶领域中，本系统可以在军用舰艇、军用潜艇、油轮、液化天然气船（LNG）、液化石油气船（LPG）、化学品船等船舶以及海洋平台、浮式储油船（FPSO）、海底输油管等海洋建筑物上广泛应用。目前船舶机电设备运行状态信息管理系统主要包括性能参数监测、油液分析监测、振动监测和瞬时转速监测等，瞬时监测能够充分利用瞬时转速波动信号判断船舶运行的故障特点，具有反应速度快、监测结果精确的优势，但瞬时转速监测也无法对故障原因进行判定，导致设备费用非常的高昂。在新形势下，船运企业要想促进自身的可持续发展，可以对船舶机电设备故障诊断技术进行创新，基于概率统计论的时序模型诊断方法和贝叶斯决策判断函数模型识别方法等理论成果进行转化，推动船舶机电设备运行故障监测的质量与水平全面提升。
二、船舶机电设备运行状态监测管理信息系统的主要优势
（一）加快船舶维修制度发展
在传统的船舶机电设备维修时，主要根据维修人员的经验进行判断。利用状态监测信息管理系统，能够有效解决人工经验误差的问题，同时还能够结合不同情况，进行安全可靠的维修，确保船舶维修技术水平全面提升，保证船舶维修实现现代化发展。
（二）节约维修成本，增加经济效益
传统船舶机电设备维修成本非常高，维修周期比较长，运用状态监测信息管理系统能够尽可能减少计划外维修、过剩维修以及不必要的维修，针对故障隐患进行及时排查。船舶机电设备运行状态监测管理信息系统主要是对舰船平台部分重要设备进行实时状态监测、故障定位和诊断、健康评估、健康管理，为设备的可靠性、维修性工程开展提供数据支持，通过分析设备信息，评估设备状态及故障影响，形成设备维护、维修建议。运用状态监测信息管理系统还能够对船舶机电设备的运行状况进行提前判断，将安全隐患及时消灭，实现“事先维修”向“预知维修”转变，提高船舶机电企业设备的管理水平，避免重大事故的产生。
三、船舶机电设备状态监测信息管理系统的设计
（一）结构设计
为保证对船舶机电设备运行状态和运行故障进行同时诊断，将船舶机电设备的运行信息和故障信息进行比较，确保对信息进行快速比对。状态监测信息管理系统结构，包括数据信息采集模块、传输模块、评估模块和应用模块。当数据信息采集模块对船舶机电设备的运行状态信息数据采集完毕后，利用传输模块发送至评估模块，对比故障信息与正常信息，将评估结果发送至信息评估模块，做出判断。
（二）数据信息采集模块
数据信息采集模块能够对船舶机电设备的运行状态进行全天候实时采集，包括关键机电设备运行时产生的振动、温度、电流等信息。智能电控系统能够对机电设备运行状态进行自检，只需要将该系统连接智能电控系统，数据接口就能够对船舶机电设备的相关数据进行实时采集。
（三）数据信息传输模块
为了确保数据信息评估运行的质量和稳定，在数据信息传输的过程中，结合计算机网络进行使用，使得船舶机电设备的运行效果以及故障信息能够快速传输至船舱内部。数据信息传输模块主要包括全线主干网络、舱室局域网络系统、应用模块网络等。
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图1 船舶机电设备状态监测信息管理系统的设计
（四）信息评估模块
评估模块能够对所有接收到的数据信息进行快速的分析处理，确定船舶机电设备的运行状态，利用故障数据库建立模型算法，对机电设备故障信息进行全面分析，找出船舶故障产生的具体原因，如果采集到的信息非常明确，则能够直接对故障信息进行判断，不需要对数据信息进行解析，而在故障信息判定之后应该传输至其他模块，为用户维修提供准确合理的建议。
（五）应用模块
在系统应用模块中，最重要的就是对船舶机电设备运行状态和故障信息进行判断，对船舶各种机电设备运行状态信息进行分类展示，同时还要对机电设备的评估结果和维修建议进行分析。在应用模块中，能够对船舶机电设备数据进行查询。
四、船舶机电设备状态监测信息管理系统的发展趋势
船舶机电设备状态监测管理系统能够与计算机网络信息技术、信号分析处理技术、人工智能技术等相关的理论技术相结合，实现全面发展，提高诊断技术的准确性，确保系统故障诊断更加智能化、综合化和系统化。将神经网络系统模糊逻辑和小波理论等信号分析处理系统应用到柴油机信号分析处理之中，能够使各种信号参数特征更加地灵敏，提高故障诊断的准确性。
船舶机电设备状态监测信息管理系统从产品设计理念出发，运用多种信息监测技术，针对工程船舶机械系统使用寿命和全系统周期内的基础设计理论体系进行研究，实现船舶动力机械系统监测合理布置的方法，选择恰当的方法以及评估分析体系提高状态信息监测管理的水平。
结束语：
随着故障诊断技术不断实现智能化综合化发展，多种诊断方法的应用也成为船舶机电设备状态监测信息管理系统的发展趋势。本文对船舶机电设备运行状态以及故障诊断信息进行分析，构建船舶机电设备状态监测信息管理系统。详细分析了整个系统的构成，包括结构设计、数据信息采集模块、数据信息传输模块、数据信息评估模块和数据信息应用模块等部分，对船舶机电设备状态监测信息管理系统的未来发展方向进行探索，全面提高工程船舶故障信息诊断的水平，保障我国船舶运输行业的稳定发展。在新技术开发、新方法探究方面，要针对工程船舶动力机械状态监测、激光技术、光栅光纤技术的应用进行分析，结合在线传感器嵌入式传感器进行优化处理，确保监测设备的整体运行质量。
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作者简介
杜鹏程，（1995.05-）男，湖北随州人，武汉船舶设计研究院有限公司助理工程师，研究方向：轮机工程。
钱志梅，（1991.11-）女，湖北武汉人，武汉船舶设计研究院有限公司助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。