[發(fā)明專利]一種船舶機(jī)械健康狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110372644.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113033011B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒永久;陳方圓;張鵬;張躍文;姜興家;杜太利;孫培廷;段緒旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F16/245;G06F16/28
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種船舶機(jī)械健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、初始化設(shè)置：采用初始化信息配置模塊對(duì)實(shí)船數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化設(shè)置；

S2、數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)船舶機(jī)艙實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；

S3、計(jì)算子模型健康值：子模型健康值計(jì)算模塊對(duì)預(yù)處理后的各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行單開(kāi)線程實(shí)時(shí)計(jì)算，得到實(shí)時(shí)的子模型健康值的計(jì)算結(jié)果，將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的子模型健康值表格中；

S4、計(jì)算實(shí)船機(jī)艙整個(gè)節(jié)點(diǎn)的綜合健康值：節(jié)點(diǎn)綜合健康值計(jì)算模塊將每個(gè)節(jié)點(diǎn)下的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算子模型健康值的模型采用權(quán)重法、木桶原理法、均值法進(jìn)行融合計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的健康值，并將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的綜合健康值表格中；

S5、趨勢(shì)預(yù)測(cè)：健康值預(yù)測(cè)模塊根據(jù)上述計(jì)算得到的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)健康值的歷史值進(jìn)行健康值的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)值，并將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的預(yù)測(cè)值表格中；

S6、輔助決策：輔助決策模塊定時(shí)提取綜合健康值表格和預(yù)測(cè)值結(jié)果表格的數(shù)值，若數(shù)值小于設(shè)定值，輔助決策模塊將自動(dòng)診斷并預(yù)測(cè)出即將出現(xiàn)的故障，并提前給出預(yù)警措施和建議；

S7、閾值的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)整：根據(jù)環(huán)境及柴油機(jī)負(fù)荷變化，動(dòng)態(tài)閾值計(jì)算模塊對(duì)實(shí)船參數(shù)的閾值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶機(jī)械健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括：

S21、采用拉依達(dá)方法對(duì)數(shù)據(jù)中的奇異值進(jìn)行剔除；

S22、采用均值法對(duì)剔除后的數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)，還原數(shù)據(jù)的真實(shí)性，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；

S23、對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，計(jì)算其小時(shí)均值和日均值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶機(jī)械健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S3中計(jì)算子模塊健康值的具體過(guò)程如下：

S31、首先選取表征設(shè)備或系統(tǒng)健康狀態(tài)的性能參數(shù)x，并查閱船舶設(shè)備說(shuō)明書(shū)找到性能參數(shù)x的基線值D_opt，極大值D_emax和極小值D_emin；

S32、采用線性法，通過(guò)兩組實(shí)數(shù)對(duì)(Dopt，100)和(Demax，60)/(Demin，60)確定健康值y隨性能參數(shù)x變化的曲線，y＝kx+b，將上述兩點(diǎn)代入方程計(jì)算出k和b的值，得到健康值隨采集實(shí)時(shí)參數(shù)變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即得到子模塊健康值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶機(jī)械健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S3中計(jì)算子模塊健康值的具體過(guò)程還包括：

采用非線性法，通過(guò)兩組實(shí)數(shù)對(duì)(Dopt，100)、(Demax，60)/(Demin，60)和中間一點(diǎn)給出分?jǐn)?shù)依據(jù)的點(diǎn)確定健康值y隨性能參數(shù)x變化的曲線，y＝a₀+a₁x+a₂x²，將上述三點(diǎn)帶入到方程計(jì)算出系數(shù)a₀、a₁和a₂的數(shù)值，得到健康值隨采集實(shí)時(shí)參數(shù)變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即得到子模塊健康值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶機(jī)械健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S4中計(jì)算實(shí)船機(jī)艙整個(gè)節(jié)點(diǎn)的綜合健康值的具體過(guò)程如下：

采用均值法，將該節(jié)點(diǎn)所有所述子模塊的健康值取平均值，或

采用木桶原理，將該節(jié)點(diǎn)所有所述子模塊的健康值取最小值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶機(jī)械健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S4中計(jì)算實(shí)船機(jī)艙整個(gè)節(jié)點(diǎn)的綜合健康值的具體過(guò)程還包括：

采用權(quán)重法，將該節(jié)點(diǎn)所有所述子模塊分別賦予權(quán)重w，得到該節(jié)點(diǎn)所有所述子模塊的健康值如下：

y＝y(tǒng)₁*w₁+y₂*w₂+…+y_n*w_n

w₁+w₂+…+w_n＝1。