一种船舶故障预测与健康管理系统的制作方法

1.本发明涉及故障预测与健康管理技术领域，具体为一种船舶故障预测与健康管理系统。


背景技术：

2.船舶，各种船只的总称。船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。船舶是一种主要在地理水中运行的人造交通工具。另外，民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船或船艇。内部主要包括容纳空间、支撑结构和排水结构，具有利用外在或自带能源的推进系统。外型一般是利于克服流体阻力的流线性包络，材料随着科技进步不断更新，早期为木、竹、麻等自然材料，近代多是钢材以及铝、玻璃纤维、亚克力和各种复合材料；
3.现有技术中的船舶故障预测与健康管理系统存在以下问题：
4.1、现有的船舶故障预测与健康管理系统大多数是采用传统的传感器诊断，当出现问题时，不能及时将故障信息传递出去，导致其诊断和修复时间过长，测试设备以及计划维修次数过多，使船舶使用和维修费用大大超过使用成本；
5.2、现有的船舶故障预测与健康管理系统设备健康检测使用的效果不是很好，无法随时掌握设备的运行状态，为此，我们提出一种船舶故障预测与健康管理系统用于解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种船舶故障预测与健康管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种船舶故障预测与健康管理系统，包括船舶用phm平台，所述船舶用phm平台包括成员级管理模块、区域级管理模块、数据记录管理模块、本地数据库模块、数据通信代理模块、监测设备传感器模块和数据处理模块，所述成员级管理模块与区域级管理模块电性连接，所述成员级管理模块和区域级管理模块均与数据记录管理模块电性连接，所述数据记录管理模块与本地数据库模块电性连接，所述本地数据库模的输入端与数据通信代理模块的输出端电性连接，所述通信代理模块的输入端与数据处理模块的输出端电性连接，所述数据处理模块的输入端与监测设备传感器模块的输出端电性连接。
8.优选地，所述成员级管理器针对所选监测设备分别执行实时状态监测与故障检测、故障诊断及定位，区域级针对所选监测设备主要实现设备的区域级状态实时监测、健康检查及健康报告生成、维护保养提醒及指导、维修建议生成的功能。
9.优选地，所述数据记录管理模块包括状态监测单元、故障诊断单元、健康检查单元、维护维修辅助决策单元和辅助功能单元。
10.优选地，所述状态检测单元是将监控的设备、系统的运行状态特征信息集中图形
化显示，提供人机交互界面，实现设备异常和故障检测功能。
11.优选地，所述故障诊断单元实现当系统发生可监测故障时，分析并给出成员级设备的故障部位、故障类型与严重程度以及可能的故障原因。
12.优选地，所述健康检查单元完成健康特征参数超限、趋势、偏移状态监测，及设备健康状态评估，并向用户提交相关的分析和评估结果。
13.优选地，所述维护维修辅助决策单元完成设备的定期保养提醒及操作内容提示，以及根据故障可能的原因和历史故障和维修案例，提供相应的故障原因排查建议，并根据确定的故障原因生成维修建议，所述辅助功能单元实现显示管理、数据库管理、历史数据导出和报表生成的功能。
14.优选地，所述健康检查单元包括设备健康监测和设备健康评估两个功能模块。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
16.1、本发明通过将所选设备的传感器采集到的数据由数据处理模块以报文的形式发给数据记录管理模块，再由数据记录管理模块发送给数据记录管理模块，数据记录管理模块完成成员级管理模块、区域级管理模块和本地数据库模块之间的数据交互工作，成员级管理器针对所选监测设备分别执行实时状态监测与故障检测、故障诊断及定位，区域级针对所选监测设备主要实现设备的区域级状态实时监测、健康检查及健康报告生成、维护保养提醒及指导、维修建议生成的功能同时也具备系统或算法配置信息导入及结果信息导出功能，本地数据库中存储设备状态的实时信息及历史信息、故障信息、故障诊断算法及维护维修的信息，数据记录管理模块包括状态监测单元、故障诊断单元、健康检查单元、维护维修辅助决策单元和辅助功能单元，多个单位组件构成完整的方案解决体系，当出现问题是可以快速提供解决办法，有效解决了现有的船舶故障预测与健康管理系统大多数是采用传统的传感器诊断，当出现问题时，不能及时将故障信息传递出去，导致其诊断和修复时间过长，测试设备以及计划维修次数过多，使船舶使用和维修费用大大超过使用成本的问题；
17.2、本发明通过在数据记录管理模块内设置健康检查单元，健康检查单元完成健康特征参数超限、趋势、偏移状态监测，及设备健康状态评估，并向用户提交相关的分析和评估结果，健康检查单元包括设备健康监测和设备健康评估两个功能模块，健康控制图是统计健康控制的重要工具，通过对设备健康控制图的分析来进行设备健康监测，同时做出相对应的评估，可随时掌握船舶设备的运行状态。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明整体的原理示意图。
20.图2为本发明数据记录管理模块的原理示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例：如图1-2所示，本发明提供了一种船舶故障预测与健康管理系统，包括船舶用phm平台，所述船舶用phm平台包括成员级管理模块、区域级管理模块、数据记录管理模块、本地数据库模块、数据通信代理模块、监测设备传感器模块和数据处理模块，所述成员级管理模块与区域级管理模块电性连接，所述成员级管理模块和区域级管理模块均与数据记录管理模块电性连接，数据记录管理模块与本地数据库模块电性连接，本地数据库模的输入端与数据通信代理模块的输出端电性连接，通信代理模块的输入端与数据处理模块的输出端电性连接，数据处理模块的输入端与监测设备传感器模块的输出端电性连接，成员级管理器针对所选监测设备分别执行实时状态监测与故障检测、故障诊断及定位，区域级针对所选监测设备主要实现设备的区域级状态实时监测、健康检查及健康报告生成、维护保养提醒及指导、维修建议生成的功能，本地数据库中存储设备状态的实时信息及历史信息、故障信息、故障诊断算法及维护维修的信息。
23.进一步的，数据记录管理模块包括状态监测单元、故障诊断单元、健康检查单元、维护维修辅助决策单元和辅助功能单元，状态检测单元是将监控的设备、系统的运行状态特征信息集中图形化显示，提供人机交互界面，实现设备异常和故障检测功能，故障诊断单元实现当系统发生可监测故障时，分析并给出成员级设备的故障部位、故障类型与严重程度以及可能的故障原因，健康检查单元完成健康特征参数超限、趋势、偏移状态监测，及设备健康状态评估，并向用户提交相关的分析和评估结果，维护维修辅助决策单元完成设备的定期保养提醒及操作内容提示，以及根据故障可能的原因和历史故障和维修案例，提供相应的故障原因排查建议，并根据确定的故障原因生成维修建议，辅助功能单元实现显示管理、数据库管理、历史数据导出和报表生成的功能，多个单位组件构成完整的方案解决体系，当出现问题是可以快速提供解决办法。
24.进一步的，健康检查单元包括设备健康监测和设备健康评估两个功能模块，健康控制图是统计健康控制的重要工具，通过对设备健康控制图的分析来进行设备健康监测，同时做出相对应的评估，可随时掌握船舶设备的运行状态。
25.工作原理：所选设备的传感器采集到的数据由数据处理模块以报文的形式发给数据记录管理模块，再由数据记录管理模块发送给数据记录管理模块，数据记录管理模块完成成员级管理模块、区域级管理模块和本地数据库模块之间的数据交互工作，成员级管理器针对所选监测设备分别执行实时状态监测与故障检测、故障诊断及定位，区域级针对所选监测设备主要实现设备的区域级状态实时监测、健康检查及健康报告生成、维护保养提醒及指导、维修建议生成的功能同时也具备系统或算法配置信息导入及结果信息导出功能，本地数据库中存储设备状态的实时信息及历史信息、故障信息、故障诊断算法及维护维修的信息，数据记录管理模块内的状态检测单元将监控的设备、系统的运行状态特征信息集中图形化显示，提供人机交互界面，实现设备异常和故障检测功能，当系统发生可监测故障时，故障诊断单元分析并给出成员级设备的故障部位、故障类型与严重程度以及可能的故障原因，健康检查单元会完成健康特征参数超限、趋势、偏移状态监测，及设备健康状态评估，并向用户提交相关的分析和评估结果，健康检查单元包括设备健康监测和设备健康
评估两个功能模块，健康控制图是统计健康控制的重要工具，通过对设备健康控制图的分析来进行设备健康监测，同时做出相对应的评估，可随时掌握船舶设备的运行状态，最后维护维修辅助决策单元完成设备的定期保养提醒及操作内容提示，以及根据故障可能的原因和历史故障和维修案例，提供相应的故障原因排查建议，并根据确定的故障原因生成维修建议，数据记录管理模块的多个单位组件构成完整的方案解决体系，当出现问题是可以快速提供解决办法。
26.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。