[發(fā)明專利]一種面向船舶冗余設(shè)備的使用輔助決策支持方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510876304.9
• 申請(qǐng)日: 2015-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105550494A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣云鵬;劉瑞;何曉;魏慕恒;朱武;邱伯華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉;左萌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種面向船舶冗余設(shè)備的 使用輔助決策支持方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

對(duì)于船舶設(shè)備來(lái)說(shuō)，存在著大量的冗余系統(tǒng)，如船舶電站通常由3臺(tái) 柴油發(fā)電機(jī)構(gòu)成，共同承擔(dān)全船發(fā)電任務(wù)，又比如一些電力推進(jìn)和多機(jī) 推進(jìn)的船舶，共同承擔(dān)著全船的推進(jìn)任務(wù)，這種冗余一方面提高了船舶 運(yùn)行的可靠性和使用的靈活性，另一方面也給決策者在制定船舶設(shè)備的 最佳使用方案時(shí)帶來(lái)了一定的困難。

決策支持技術(shù)為決策者提供分析問(wèn)題、建立模型、模擬決策過(guò)程和 方案提供技術(shù)支持，幫助決策者提高決策水平和質(zhì)量。與這項(xiàng)技術(shù)對(duì)應(yīng) 的決策支持系統(tǒng)已經(jīng)被廣大使用者接受，決策支持系統(tǒng)能夠?yàn)闆Q策者提 供所需的數(shù)據(jù)、信息和背景資料，幫助明確決策目標(biāo)和進(jìn)行問(wèn)題的識(shí)別， 建立或修改決策模型，提供各種備選方案，并且對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和 優(yōu)選，通過(guò)人機(jī)交互功能進(jìn)行分析、比較和判斷，為正確的決策提供必 要的支持。

針對(duì)帶有冗余特性的船舶設(shè)備和系統(tǒng)，對(duì)于船舶使用者和管理者來(lái) 說(shuō)，通常會(huì)考慮在出現(xiàn)設(shè)備異常或故障情況下如何對(duì)設(shè)備的使用進(jìn)行調(diào) 整，設(shè)備的最佳合理使用期是到什么時(shí)候，如何對(duì)不在合理使用期的設(shè) 備進(jìn)行處理等問(wèn)題。

目前，現(xiàn)有的使用輔助決策方法主要采取“拍腦袋”方式完成，隨意 性比較大，與實(shí)際需求的匹配度相差較多，準(zhǔn)確性不夠。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種面向船舶冗余設(shè)備的使用輔 助決策支持方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有輔助決策隨意性比較大的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種面向船舶冗余設(shè)備的使用輔助決策支持方法，包 括：

各終端對(duì)船舶柴油機(jī)系統(tǒng)和機(jī)電平臺(tái)系統(tǒng)的使用和維修保證情況進(jìn) 行監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集，并上報(bào)給服務(wù)器；

所述服務(wù)器對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到面向船舶冗余設(shè)備的使 用輔助決策。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)控和收集的數(shù)據(jù)包括：組成系統(tǒng)的基本設(shè)備列表、 設(shè)備磨損記錄表以及設(shè)備維修費(fèi)記錄表；

所述面向船舶冗余設(shè)備的使用輔助決策包括以下至少一種決策：

備余度降級(jí)和功能重構(gòu)輔助決策，設(shè)備合理使用期輔助決策，以及設(shè) 備更新輔助決策。

進(jìn)一步地，分析得到備余度降級(jí)和功能重構(gòu)輔助決策的過(guò)程具體包 括：

由組成系統(tǒng)的基本設(shè)備列表，得到各項(xiàng)基本功能，以基本功能的實(shí)現(xiàn) 為前提，根據(jù)功能的實(shí)現(xiàn)方式，即設(shè)備的原定功能或拓展功能將其劃分 為相同功能設(shè)備組和相似功能設(shè)備組，建立功能關(guān)聯(lián)設(shè)備組，進(jìn)而得到 系統(tǒng)余度；

結(jié)合設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)與使用需求，在系統(tǒng)余度的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)有 余度、無(wú)余度但設(shè)備能夠在非全負(fù)荷狀態(tài)下滿足使用需求、以及設(shè)備狀 態(tài)無(wú)法滿足使用需求三種情況，利用可靠性框圖、基于成功樹(shù)、基于網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)，分別對(duì)余度降級(jí)、功能降級(jí)以及功能重構(gòu)進(jìn)行建模，針對(duì)當(dāng)前 系統(tǒng)的不同狀況，最終分析得出

進(jìn)一步地，分析得到設(shè)備合理使用期輔助決策的過(guò)程具體包括：

根據(jù)設(shè)備磨損記錄表以及設(shè)備維修費(fèi)記錄表，用如下方法進(jìn)行設(shè)備合 理使用期輔助決策分析：

令K₀為設(shè)備原值，ΔE為低劣化數(shù)值，那么第T年時(shí)，設(shè)備低劣化數(shù)值為ΔE*T，T年間，平均劣化數(shù)值為因此每年的平均設(shè)備費(fèi)用為：

E＝K₀/T+ΔE*T/2

對(duì)T取導(dǎo)數(shù)，令dE/dT＝0得

dE/dT＝ΔE/2-K₀/T²＝0

于是每年使用費(fèi)和維修費(fèi)最少的使用年限

進(jìn)一步地，如果無(wú)法獲得設(shè)備低劣化數(shù)值ΔE，則利用如下方法進(jìn)行 進(jìn)行設(shè)備合理使用期輔助決策分析：

假設(shè)設(shè)備原值K₀為恒值，而它的殘值和使用維修費(fèi)都是最佳合理使用 期t的函數(shù)，則總成本的數(shù)學(xué)模型是