[發明專利]一種船舶電力推進系統故障模式風險確定方法及系統

有效

• 申請號: 202010151653.5
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111291452B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 宋偉偉;劉勝;譚銀朝;岳昌華;郭曉杰
• 申請（專利權）人: 威海海洋職業學院;哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明公開一種船舶電力推進系統故障模式風險確定方法及系統，涉及故障模式與影響分析領域。該方法包括：通過功能分析法、船舶電力推進系統的層次模型以及FMEA確定故障模式和風險因子；利用專家知識經驗、模糊語言術語集和模糊數理論對風險因子及其權重進行計算，得到模糊風險優先數并解模糊化后，對故障模式進行風險優先排序，得到故障模式風險序列表。該方法通過引入風險因子的權重和模糊風險優先數，能夠有效避免模糊風險優先數值相同的評估缺陷，減小風險因子變化對故障模式風險排序的敏感性，降低專家知識經驗的依賴性和主觀性，提高船舶電力推進系統故障模式風險排序的準確度，同時便于后續對關鍵設備進行維修。

技術領域

本發明涉及故障模式與影響分析領域，特別是涉及一種船舶電力推進系統故障模式風險確定方法及系統。

背景技術

船舶電力推進系統能夠為推進系統、區域負載和高能武器等多種負載供電，將船舶推進用電與其他負載用電一體化，具有降低動力裝置重量和體積，提高系統操縱可靠性以及便于能量綜合利用與統一管理等優勢。下一代船舶中壓直流電力推進系統能更好地發揮區域配電優勢，滿足全電力船舶大功率推進和高能武器的應用需求，并具有功率密度高、大幅降低振動噪聲、提高船舶戰斗力和生命力、降低全壽命周期使用及維護費用等顯著優點，已成為未來船舶發展的首選動力形式。船舶電力推進系統屬于高度集成化、結構復雜化、功能多樣化、控制化的大型系統，且海上運行環境惡劣，通常具有氣溫變化大、機械沖擊強、濕度高以及伴隨鹽霧、油霧、霉菌等腐蝕物和易爆氣體等特點。因此，船舶中壓直流電力推進系統的復雜結構與工作環境會導致系統故障率增大、安全威脅嚴重，這對電力推進系統的風險控制與安全可靠運行提出了巨大挑戰。

失效模式與影響分析是一種提高安全可靠性的系統功能結構優化設計方法，采用風險優先數技術評價各故障模式的嚴重程度、發生概率和可檢測度，根據故障風險優先等級排序，針對關鍵設備提出維修、改進和控制等措施。但傳統風險優先數技術應用于船舶電力推進等安全苛求系統的失效模式與影響分析中，存在以下缺陷：傳統風險優先數對故障嚴重程度、發生概率和可檢測度的風險因子權重默認為相同，與安全苛求系統實際情況不相符；傳統的各風險因子指標描述采用精確值來表示，嚴重依賴專家知識經驗和系統故障數據庫，不符合船舶中壓直流電力推進等新研制系統的要求。因此，現有失效模式與影響分析方法存在不符合實際情況和主觀影響大的問題，影響船舶電力推進系統故障模式風險的確定，進而影響后續對關鍵設備的維修。

發明內容

本發明的目的是提供一種船舶電力推進系統故障模式風險確定方法及系統，解決了現有失效模式與影響分析方法不符合實際情況和主觀影響大的問題，提高船舶電力推進系統故障模式風險排序的準確度，便于后續對關鍵設備進行維修。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種船舶電力推進系統故障模式風險確定方法，包括：

獲取船舶電力推進系統的層次模型；

通過功能分析法和所述層次模型確定所述船舶電力推進系統中功能失效的設備；

利用所述功能失效的設備以及失效模式與影響分析，確定所述船舶電力推進系統的故障模式和所述故障模式的風險因子；

采用專家知識經驗、模糊語言術語集和模糊數理論對所述風險因子及所述風險因子的權重進行計算，得到所述故障模式的模糊風險優先數；

利用質心法和α-割集理論對所述模糊風險優先數進行解模糊化，得到所述模糊風險優先數的解模糊值；

依據所述解模糊值，采用決策試驗與評估實驗室方法對所述故障模式進行風險優先排序，得到故障模式風險序列表；所述故障模式風險序列表用于對所述船舶電力推進系統進行檢查和維修。

可選的，所述層次模型包括：初始約定層次、約定層次和最低約定層次；所述初始約定層次為所述船舶綜合電力推進系統；