[发明专利]一种船舶机械健康状态评估方法及系统

说明书

本发明提供一种船舶机械健康状态评估方法及系统。本发明系统，包括初始化信息配置模块、数据预处理模块、子模型健康值计算模块、节点综合健康值计算模块、健康值预测模块、辅助决策模块、数据库模块、初始化信息配置模块、动态阈值计算模块；在实船应用前进行初始化信息配置，包括数据的通道值信号以及各个模块的配置等；实时采集船舶机舱数据并对其进行预处理及存储；然后提取相关数据进行子模型健康值计算并存储；再提取相应的子模型计算结果计算节点综合健康值；根据节点的历史健康值对未来的发展趋势进行预测，如果预测有故障会发生，则会自动触发辅助决策模块，给轮机员以警示与维保建议，避免重大故障的发生。

技术领域

本发明涉及船舶机械健康状态监控技术领域，具体而言，尤其涉及一种船舶机械健康状态评估方法及系统。

背景技术

在“工业4.0”以及“中国制造2025”的时代背景之下，智能船舶、无人船舶成为当今造船业和船舶营运业发展的重点。机舱智能化作为船舶智能化的核心内容，其中船舶动力装置的重要系统及设备的健康状态评估和剩余寿命预测技术研究，能通过对设备运行信息的分析研究，合理安排机舱设备的维护保养，及早发现设备潜在失效因素，自动进行故障查找乃至故障排除，是新时代技术发展的要求和社会需求，是航运安全管理的关键环节。

现如今船用的机舱集中监控报警系统是通过实时采集并监视机舱系统设备的温度、压力等热力参数，并在系统中对每个热力参数均设置报警阈值，当超过该报警阈值后，发生参数报警。但这种报警方式是单一的，仅是针对某一个系统或设备的某一个信号报警，并不能完全评价整个系统或者设备的运行状态。因而，需要从多维分析的角度对系统及设备进行健康状态评估，进而指导轮机员对机舱系统设备进行准确的维护保养工作。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种船舶机械健康状态评估方法和系统。本发明构建了一套全新的从参数感知到得出评估结果的全部过程，并根据评估结果给出较为准确的维护保养建议，适用于实船应用。

本发明采用的技术手段如下：

一种船舶机械健康状态评估方法，包括以下步骤：

S1、初始化设置：采用初始化信息配置模块对实船数据进行初始化设置；

S2、数据预处理：采用数据预处理模块对船舶机舱实时采集的数据进行预处理，将预处理后的数据存储到数据库中；

S3、计算子模型健康值：子模型健康值计算模块对预处理后的各项实时数据进行单开线程实时计算，得到实时的子模型健康值的计算结果，将其存储到数据库的子模型健康值表格中；

S4、计算实船机舱整个节点的综合健康值：节点综合健康值计算模块将每个节点下的一个或多个计算子模型健康值的模型采用权重法、木桶原理法、均值法进行融合计算，得到对应节点的健康值，并将其存储到数据库的综合健康值表格中；

S5、趋势预测：健康值预测模块根据上述计算得到的对应节点健康值的历史值进行健康值的趋势预测，得到预测值，并将其存储到数据库的预测值表格中；

S6、辅助决策：辅助决策模块定时提取综合健康值表格和预测值结果表格的数值，若数值小于设定值，辅助决策模块将自动诊断并预测出即将出现的故障，并提前给出预警措施和建议；

S7、阈值的动态自适应调整：根据环境及柴油机负荷变化，动态阈值计算模块对实船参数的阈值进行动态调整。

进一步地，所述预处理包括：

S21、采用拉依达方法对数据中的奇异值进行剔除；

S22、采用均值法对剔除后的数据进行填补，还原数据的真实性，存储到数据库中；

S23、对存储的数据进行二次处理，计算其小时均值和日均值。

进一步地，所述步骤S3中计算子模块健康值的具体过程如下：