CN115936605A - 一种舰船动力系统故障预警和管理方法及系统 - Google Patents

一种舰船动力系统故障预警和管理方法及系统 Download PDF

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刘继男
张静巧
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Abstract

本发明涉及舰船动力系统技术领域,具体涉及一种舰船动力系统故障预警和管理方法及系统。本发明通过实时采用采集舰船动力系统的数据并进行实时的分析,在故障未发生前提前进行预警,同时自动根据舰船动力系统的健康度制定维护计划,解决了目前舰船的动力系统存在的不能对动力系统的故障提前进行预测以及不能及时进行良好的维护的问题。

Description

一种舰船动力系统故障预警和管理方法及系统
技术领域
本发明涉及舰船动力系统技术领域,具体涉及一种舰船动力系统故障预警和管理方法及系统。
背景技术
舰船的动力系统由液压装置、润滑装置和动力装置等构成,船员受经验和技术水平限制,很难及时对舰船做出准确的健康状态评估,导致无法及时发现动力系统的问题并进行处理,在故障发生后影响船舶的正常航行,严重时无法完成工作任务,同时现有技术对于舰船动力系统的管理维护方式也存在不能及时进行良好的维护和管理等问题,导致动力系统故障率升高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种舰船动力系统故障预警和管理方法及系统,能够在动力系统故障发生前提前进行预警,同时自动根据动力系统的健康度制定维护计划,有效降低舰船动力系统故障率。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种舰船动力系统故障预警和管理方法,包括如下步骤:
S1,动力系统数据获取,分别实时获取舰船动力系统中液压装置、润滑装置和动力装置的数据;
S2,分析预测,将步骤S1中获取的数据结合预设的标准数据对动力系统的健康度进行分析和预测;
S3,动力系统预警,根据步骤S2中分析得到的动力系统的当前健康度和预测结果,向用户发送预警信息;
S4,动力系统管理,根据步骤S2中分析得到的动力系统当前健康度和预测结果安排维护计划对动力系统进行维护。
进一步的,在步骤S1中,所述数据包括液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据;润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据;动力装置的扭矩和转速。
进一步的,所述数据还包括液压装置零件的生命周期数据,润滑装置的生命周期数据和动力装置的生命周期数据。
进一步的,所述液压装置零件的生命周期数据包括液压装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息以及液压油的工作时间和更换记录;所述润滑装置的生命周期数据包括润滑装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息以及润滑油的工作时间和更换记录;所述动力装置的生命周期数据包括动力装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息。
基于同一发明构思,本申请还提供了一种用于实现如上所述舰船动力系统故障预警和管理方法的系统,包括:动力系统数据获取模块1、动力结构管理模块2、动力系统分析管理模块3、预警模块4和交互模块5;
所述动力系统数据获取模块1用于获取动力系统的数据,并将所获取的数据发送到动力系统分析管理模块3;
所述动力结构管理模块2用于获取动力系统中各个零件的数据,并将所获取的数据发送到动力系统分析管理模块3;
所述动力系统分析管理模块3用于对接收的数据进行处理和分析,并根据分析结果对动力系统进行管理;
所述预警模块4用于根据动力系统分析管理模块3的分析结果进行预警信息的发送;
所述交互模块5用于生成动力系统的三维模型,并将动力系统分析管理模块3的分析结果映射到所述三维模型中,还用于与用户进行交互。
更进一步的,所述动力系统数据获取模块1具体包括:液压装置数据监测单元11、润滑装置数据监测单元12和动力装置数据监测单元13;
所述液压装置数据监测单元11用于采集液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据;
所述润滑装置数据监测单元12用于采集润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据;
所述动力装置数据监测单元13用于采集动力装置的扭矩和转速。
更进一步的,所述动力结构管理模块2具体包括:结构管理单元21,所述结构管理单元21用于获取液压装置零件的生命周期数据,润滑装置的生命周期数据和动力装置的生命周期数据。
更进一步的,所述动力系统分析管理模块3具体包括:分析预测单元31、健康度评价单元32和维护管理单元33;
所述分析预测单元31中预设有标准数据,所述分析预测单元31用于将动力系统数据获取模块1和动力结构管理模块2获取的数据与所述标准数据进行对比,进而对动力系统的健康度进行分析和预测;
所述健康度评价单元32用于对所述分析预测单元31的分析和预测结果进行评价并进行分级;
所述维护管理单元33用于根据所述分析预测单元31的分析和预测结果安排对应的维护计划。
更进一步的,所述预警模块4具体包括:一级预警单元41、二级预警单元42和三级预警单元43;
当50%≤健康度<80%时,所述一级预警单元41发出预警信息到交互模块5对用户进行预警;
当10%≤健康度<50%时,所述二级预警单元42发出预警信息到交互模块5对用户进行预警;
当健康度<10%时,所述三级预警单元43发出预警信息到交互模块5对用户进行预警。
更进一步的,所述交互模块5具体包括:三维模型建立单元51、映射单元52和交互单元53;所述三维模型建立单元51用于根据舰船动力系统的结构建立三维模型,所述映射单元52用于将动力结构管理模块2得到分析结果的和预警模块4发送的预警信息映射到三维模型上,所述交互单元53用于与用户进行交互。
基于同一发明构思,本申请还提供了一种舰船,其动力系统采用如上所述的故障预警和管理方法。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点:
本申请通过实时采用采集舰船动力系统的数据并进行实时的分析,在故障未发生前提前进行预警,同时自动根据舰船动力系统的健康度制定维护计划,解决了目前舰船的动力系统存在的不能对动力系统的故障提前进行预测以及不能及时进行良好的维护的问题。
附图说明
图1为本发明实施例公开的舰船动力系统故障预警和管理方法的流程示意图;
图2为本发明实施例公开的舰船动力系统故障预警和管理系统的结构示意图。
图中:1-动力系统数据获取模块;11-液压装置数据监测单元;12-润滑装置数据监测单元;13-动力装置数据监测单元;2-动力结构管理模块;21-结构管理单元;3-动力系统分析管理模块;31-分析预测单元;32-健康度评价单元;33-维护管理单元;4-预警模块;41-一级预警单元;42-二级预警单元;43-三级预警单元;5-交互模块;51-三维模型建立单元;52-映射单元;53-交互单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要指出,根据实施的需要,可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件,也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件,以实现本发明的目的。
一、一种舰船动力系统故障预警和管理方法
如图1所示,本发明提供的一种舰船动力系统故障预警和管理方法,包括以下步骤:
S1,动力系统数据获取,分别实时获取舰船动力系统中液压装置、润滑装置和动力装置的数据;
具体的,步骤S1中获取的数据包括液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据;润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据;动力装置的扭矩和转速,步骤S1中获取的数据还包括液压装置零件的生命周期数据,润滑装置的生命周期数据和动力装置的生命周期数据,液压装置零件的生命周期数据包括液压装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息以及液压油的工作时间和更换记录,润滑装置的生命周期数据包括润滑装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息以及润滑油的工作时间和更换记录,动力装置的生命周期数据包括动力装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息。
S2,分析预测,将步骤S1中获取的数据结合预设的标准数据对动力系统的健康度进行分析和预测;
S3,动力系统预警,根据步骤S2中分析得到的动力系统的当前健康度和预测结果,向用户发送预警信息;
S4,动力系统管理,根据步骤S2中分析得到的动力系统当前健康度和预测结果安排维护计划对动力系统进行维护。
二、一种舰船动力系统故障预警和管理系统
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种舰船动力系统故障预警和管理系统,用于实现如上所述的故障预警和管理方法,如图2所示,包括:动力系统数据获取模块1、结构管理模块、动力系统分析管理模块3、预警模块4和交互模块5;
动力系统数据获取模块1,用于获取动力系统的数据,将所获取的数据发送到动力系统分析管理模块3;
具体的,动力系统数据获取模块1包括液压装置数据监测单元11、润滑装置数据监测单元12和动力装置数据监测单元13,液压装置数据监测单元11用于采集液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据,润滑装置数据监测单元12用于采集润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据,动力装置数据监测单元13用于采集动力装置的扭矩和转速。
在本实施例中,液压装置数据监测单元11包括多个压力传感器、流量传感器、温度传感器和位移传感器,这些压力传感器、流量传感器和温度传感器分布于液压装置中,用于分别实时采集液压装置不同位置的油压数据、流量数据、温度数据和液压装置的动作数据,润滑装置数据监测单元12包括多个压力传感器、流量传感器、温度传感器和粘度传感器,这些压力传感器、流量传感器、温度传感器和粘度传感器用于分别实时采集润滑装置不同位置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据,动力装置数据监测单元13包括扭矩传感器和转速传感器用于采集动力装置的扭矩和转速。
结构管理模块,用于获取动力系统中各个零件的数据,并将得到的数据发送到动力系统分析管理模块3;
具体的,动力结构管理模块2包括结构管理单元21,结构管理单元21用于获取液压装置零件的生命周期数据,润滑装置的生命周期数据和动力装置的生命周期数据。
在本实施例中,结构管理单元21将获取的生命周期数据发送到动力系统分析管理模块3中结合动力系统数据获取模块1发送的数据进行综合分析和维护计划的制定。
动力系统分析管理模块3,分别用于接收动力系统数据获取模块1和结构管理模块发送的数据,通过对接收的数据对动力系统进行分析,得到分析结果,并根据分析结果对动力系统进行管理;
具体的,动力系统分析管理模块3包括分析预测单元31、健康度评价单元32和维护管理单元33,预测单元中预设有标准数据,分析预测单元31用于根据动力系统数据获取模块1和动力结构管理模块2获取的数据结合标准数据对动力系统的健康度进行分析和预测,健康度评价单元32用于对分析预测单元31得到的动力系统当前的健康度进行预测的健康度进行评价并进行分级,维护管理单元33用于根据分析预测单元31得到的动力系统当前的健康度进行预测的健康度安排维护计划。
在本实施例中,分析预测单元31根据液压装置数据监测单元11采集液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据,润滑装置数据监测单元12采集润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据,动力装置数据监测单元13采集动力装置的扭矩和转速与分析预测单元31中预设的标准数据进行比对,标准数据为采集液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据、润滑装置数据监测单元12采集润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据和动力装置的扭矩和转速的标准值,在采集液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据与标准值的偏差位于小于10%区间内时,判定液压装置工作正常,健康度为100%,与标准值的偏差位于大于10%小于30%区间内时,判定液压装置工作不正常,健康度为80%,与标准值的偏差位于大于30%小于50%区间内时,判定液压装置工作不正常,健康度为50%,与标准值的偏差位于大于50%小于70%区间内时,判定液压装置工作不正常,健康度为10%,与标准值的偏差位于大于70%区间内时,判定液压装置工作不正常,健康度为0,在润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据与标准值的偏差位于小于8%区间内时,判定润滑装置工作正常,健康度为100%,与标准值的偏差位于大于8%小于16%区间内时,判定润滑装置工作不正常,健康度为80%,与标准值的偏差位于大于16%小于20%区间内时,判定润滑装置工作不正常,健康度为50%,与标准值的偏差位于大于20%小于26%区间内时,判定润滑装置工作不正常,健康度为10%,与标准值的偏差位于大于26%区间内时,判定润滑装置工作不正常,健康度为0,在动力装置的扭矩和转速与标准值的偏差位于小于3%区间内时,判定动力装置工作正常,健康度为100%,与标准值的偏差位于大于3%小于6%区间内时,判定动力装置工作不正常,健康度为80%,与标准值的偏差位于大于6%小于8%区间内时,判定动力装置工作不正常,健康度为50%,与标准值的偏差位于大于8%小于11%区间内时,判定动力装置工作不正常,健康度为10%,与标准值的偏差位于大于11%区间内时,判定动力装置工作不正常,健康度为0,分析预测单元31根据上述标准结合动力结构管理模块2获取液压装置零件的生命周期数据,润滑装置的生命周期数据和动力装置的生命周期数据结合,结合当前的健康度预测舰船动力系统中液压装置、润滑装置和动力装置达到健康度达到小于50%大于0区间的时间,在健康度低于50%时需要进行维护保养,健康度评价单元32根据分析预测单元31的分析和预测结果对舰船动力系统中液压装置、润滑装置和动力装置进行评价,评价分为三级,第一级为提醒,第二级为重要,第三级为紧急,具体为,健康度小于80%大于50%时评价为第一级,健康度小于50%大于10%时评价为第二级,健康度小于10%时评价为第三级,维护管理单元33根据分析预测单元31得到的动力系统当前的健康度和预测健康度达到小于50%大于0区间的时间,对健康度小于50%以及预测健康度达到小于50%大于0区间的时间小于720小时制定维护计划。
预警模块4,用于根据动力系统分析管理模块3的分析结果进行预警信息的发送;
具体的,预警模块4包括一级预警单元41、二级预警单元42和三级预警单元43,一级预警单元41、二级预警单元42和三级预警单元43用于根据动力系统分析管理模块3得到的当前的健康度进行预测的健康度的等级分别发送浴预警信息到交互模块5对用户进行预警,具体为,在健康度小于80%大于50%时评价为第一级时一级预警单元41发出预警信息到交互模块5对用户进行预警,健康度小于50%大于10%时评价为第二级时二级预警单元42发出预警信息到交互模块5对用户进行预警,健康度小于10%时评价为第三级时三级预警单元43发出预警信息到交互模块5对用户进行预警。
交互模块5,用于生成动力系统的三维模型结构,并根据动力系统分析管理模块3的分析结果映射到三维模型中,还用于与用户进行交互;
具体的,交互模块5包括三维模型建立单元51、映射单元52和交互单元53,三维模型建立单元51用于根据舰船动力系统的结构建立三维模型,映射单元52用于将动力结构管理模块2得到分析结果的和预警模块4发送的预警信息映射到三维模型上,交互单元53用于与用户进行交互。
综上所述,采用本发明的一种舰船动力系统故障预警和管理方法及系统:
通过实时采用采集舰船动力系统的数据并进行实时的分析,在故障未发生前提前进行预警,同时自动根据舰船动力系统的健康度制定维护计划,解决了目前舰船的动力系统存在的不能对动力系统的故障提前进行预测以及不能及时进行良好的维护的问题。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种舰船,其动力系统采用如上所述的故障预警和管理方法。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种舰船动力系统故障预警和管理方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,动力系统数据获取,分别实时获取舰船动力系统中液压装置、润滑装置和动力装置的数据;
S2,分析预测,将步骤S1中获取的数据结合预设的标准数据对动力系统的健康度进行分析和预测;
S3,动力系统预警,根据步骤S2中分析得到的动力系统的当前健康度和预测结果,向用户发送预警信息;
S4,动力系统管理,根据步骤S2中分析得到的动力系统当前健康度和预测结果安排维护计划对动力系统进行维护。
2.根据权利要求1所述的一种舰船动力系统故障预警和管理方法,其特征在于步骤S1中,所述数据包括液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据;润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据;动力装置的扭矩和转速;
所述数据还包括液压装置零件的生命周期数据,润滑装置的生命周期数据和动力装置的生命周期数据。
3.根据权利要求3所述的一种舰船动力系统故障预警和管理方法,其特征在于,所述液压装置零件的生命周期数据包括液压装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息以及液压油的工作时间和更换记录;所述润滑装置的生命周期数据包括润滑装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息以及润滑油的工作时间和更换记录;所述动力装置的生命周期数据包括动力装置零件的工作时间、更换记录和零件的信息。
4.一种用于实现权利要求1~3任一项所述舰船动力系统故障预警和管理方法的系统,其特征在于,包括:动力系统数据获取模块(1)、动力结构管理模块(2)、动力系统分析管理模块(3)、预警模块(4)和交互模块(5);
所述动力系统数据获取模块(1)用于获取动力系统的数据,并将所获取的数据发送到动力系统分析管理模块(3);
所述动力结构管理模块(2)用于获取动力系统中各个零件的数据,并将所获取的数据发送到动力系统分析管理模块(3);
所述动力系统分析管理模块(3)用于对接收的数据进行处理和分析,并根据分析结果对动力系统进行管理;
所述预警模块(4)用于根据动力系统分析管理模块(3)的分析结果进行预警信息的发送;
所述交互模块(5)用于生成动力系统的三维模型,并将动力系统分析管理模块(3)的分析结果映射到所述三维模型中,还用于与用户进行交互。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述动力系统数据获取模块(1)具体包括:液压装置数据监测单元(11)、润滑装置数据监测单元(12)和动力装置数据监测单元(13);
所述液压装置数据监测单元(11)用于采集液压装置的油压数据、流量数据、温度数据和动作数据;
所述润滑装置数据监测单元(12)用于采集润滑装置的油压数据、流量数据、温度数据和粘度数据;
所述动力装置数据监测单元(13)用于采集动力装置的扭矩和转速。
6.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述动力结构管理模块(2)具体包括:结构管理单元(21),所述结构管理单元(21)用于获取液压装置零件的生命周期数据,润滑装置的生命周期数据和动力装置的生命周期数据。
7.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述动力系统分析管理模块(3)具体包括:分析预测单元(31)、健康度评价单元(32)和维护管理单元(33);
所述分析预测单元(31)中预设有标准数据,所述分析预测单元(31)用于将动力系统数据获取模块(1)和动力结构管理模块(2)获取的数据与所述标准数据进行对比,进而对动力系统的健康度进行分析和预测;
所述健康度评价单元(32)用于对所述分析预测单元(31)的分析和预测结果进行评价并进行分级;
所述维护管理单元(33)用于根据所述分析预测单元(31)的分析和预测结果安排对应的维护计划。
8.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述预警模块(4)具体包括:一级预警单元(41)、二级预警单元(42)和三级预警单元(43);
当50%≤健康度<80%时,所述一级预警单元(41)发出预警信息到交互模块(5)对用户进行预警;
当10%≤健康度<50%时,所述二级预警单元(42)发出预警信息到交互模块(5)对用户进行预警;
当健康度<10%时,所述三级预警单元(43)发出预警信息到交互模块(5)对用户进行预警。
9.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述交互模块(5)具体包括:三维模型建立单元(51)、映射单元(52)和交互单元(53);所述三维模型建立单元(51)用于根据舰船动力系统的结构建立三维模型,所述映射单元(52)用于将动力结构管理模块(2)得到分析结果的和预警模块(4)发送的预警信息映射到三维模型上,所述交互单元(53)用于与用户进行交互。
10.一种舰船,其特征在于,所述舰船的动力系统采用如权利要求1~3任一项所述的舰船动力系统故障预警和管理方法。
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