[發明專利]一種船舶機械健康狀態評估方法及系統

有效

• 申請號: 202110372644.3
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113033011B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）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（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F16/245;G06F16/28
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發明提供一種船舶機械健康狀態評估方法及系統。本發明系統，包括初始化信息配置模塊、數據預處理模塊、子模型健康值計算模塊、節點綜合健康值計算模塊、健康值預測模塊、輔助決策模塊、數據庫模塊、初始化信息配置模塊、動態閾值計算模塊；在實船應用前進行初始化信息配置，包括數據的通道值信號以及各個模塊的配置等；實時采集船舶機艙數據并對其進行預處理及存儲；然后提取相關數據進行子模型健康值計算并存儲；再提取相應的子模型計算結果計算節點綜合健康值；根據節點的歷史健康值對未來的發展趨勢進行預測，如果預測有故障會發生，則會自動觸發輔助決策模塊，給輪機員以警示與維保建議，避免重大故障的發生。

技術領域

本發明涉及船舶機械健康狀態監控技術領域，具體而言，尤其涉及一種船舶機械健康狀態評估方法及系統。

背景技術

在“工業4.0”以及“中國制造2025”的時代背景之下，智能船舶、無人船舶成為當今造船業和船舶營運業發展的重點。機艙智能化作為船舶智能化的核心內容，其中船舶動力裝置的重要系統及設備的健康狀態評估和剩余壽命預測技術研究，能通過對設備運行信息的分析研究，合理安排機艙設備的維護保養，及早發現設備潛在失效因素，自動進行故障查找乃至故障排除，是新時代技術發展的要求和社會需求，是航運安全管理的關鍵環節。

現如今船用的機艙集中監控報警系統是通過實時采集并監視機艙系統設備的溫度、壓力等熱力參數，并在系統中對每個熱力參數均設置報警閾值，當超過該報警閾值后，發生參數報警。但這種報警方式是單一的，僅是針對某一個系統或設備的某一個信號報警，并不能完全評價整個系統或者設備的運行狀態。因而，需要從多維分析的角度對系統及設備進行健康狀態評估，進而指導輪機員對機艙系統設備進行準確的維護保養工作。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種船舶機械健康狀態評估方法和系統。本發明構建了一套全新的從參數感知到得出評估結果的全部過程，并根據評估結果給出較為準確的維護保養建議，適用于實船應用。

本發明采用的技術手段如下：

一種船舶機械健康狀態評估方法，包括以下步驟：

S1、初始化設置：采用初始化信息配置模塊對實船數據進行初始化設置；

S2、數據預處理：采用數據預處理模塊對船舶機艙實時采集的數據進行預處理，將預處理后的數據存儲到數據庫中；

S3、計算子模型健康值：子模型健康值計算模塊對預處理后的各項實時數據進行單開線程實時計算，得到實時的子模型健康值的計算結果，將其存儲到數據庫的子模型健康值表格中；

S4、計算實船機艙整個節點的綜合健康值：節點綜合健康值計算模塊將每個節點下的一個或多個計算子模型健康值的模型采用權重法、木桶原理法、均值法進行融合計算，得到對應節點的健康值，并將其存儲到數據庫的綜合健康值表格中；

S5、趨勢預測：健康值預測模塊根據上述計算得到的對應節點健康值的歷史值進行健康值的趨勢預測，得到預測值，并將其存儲到數據庫的預測值表格中；

S6、輔助決策：輔助決策模塊定時提取綜合健康值表格和預測值結果表格的數值，若數值小于設定值，輔助決策模塊將自動診斷并預測出即將出現的故障，并提前給出預警措施和建議；

S7、閾值的動態自適應調整：根據環境及柴油機負荷變化，動態閾值計算模塊對實船參數的閾值進行動態調整。

進一步地，所述預處理包括：

S21、采用拉依達方法對數據中的奇異值進行剔除；

S22、采用均值法對剔除后的數據進行填補，還原數據的真實性，存儲到數據庫中；

S23、對存儲的數據進行二次處理，計算其小時均值和日均值。

進一步地，所述步驟S3中計算子模塊健康值的具體過程如下：