16 说说船舶PMS系统和故障管理

东行

船舶是一个多工种和复合机械运行的流动工场，成为完成货物运输的海上交通工具。远洋船舶需要不分昼夜地航行、进出港口和装卸货物，各种船舶机械和船体结构在海上环境中连续运行，势必存在时间损耗(分自然磨损，机械性故障损耗等)，需要船员通过保养和维修来降低损耗程度，延迟机械和船体的寿命，保障船舶动力、电力和热力系统，以及船舶起货设备等的正常运行。它是一种周期性的船舶管理活动。 如同一般的工厂技术管理一样，需要有标准和方法，以达到维修保养的目的。 具体说，船舶的主要机械设备有主机副机和发电机(常规与应急)辅机(分油机、空压机、空调机和空调系统)舵机燃料潤料供应循环机械船舶锅炉锚缆机起货设备船舶油水泵系船舶主分配电板通讯设备与电源导航设备与电源船舶报警系统船舶非常用应急设备(消防、救生、防污染、救援)等等 船舶机舱 计划维修保养系统(PMS) 如果船舶机械需要全天候连续运行，必须有符合海上环境的机械保养的科学管理的方法。这个管理方法就是实行维修保养计划(planned maintenance system~PMS)的系统管理。 PMS是以按照船舶机械运行周期节点来排列的维保计划表，结合船舶备配件库存管理，船舶循环检验和检查，船舶航次工作计划的技术管理系统。 系统设立步骤如下： <ul><li>首先列明所有需要维护保养、需要检查的船舶机械项目，船体结构检测部位</li><li>然后按照原始厂商使用手册中推荐的对耦合件、轴承件和紧固件等保养项目的保养方法和间隔周期，排列出机械设备保养的时间计划表；对船级社规定和厂商推荐的需要周期拆检项目宜同样排列出计划表</li><li>排列所有保养和拆检所需要的备件和材料，记入船舶供应计划和库存数据库</li><li>按上述保养拆检项目的时间顺序排列每周轮机工作计划，并按照船舶航次实际情况进行调整</li><li>轮机人员在值班中观察船舶机械运行工况，发现保养间隔中间的异常，要进行机械故障和意外损耗的判断，是否存在材质或设计缺陷。轮机长可根据拆检后的机械的工况调整保养项目周期的长短，过耗则短，完好则长，称为视情管理。</li><li>每次保养项目须测量部件损耗，设定磨损标准，超标更换。完成后，记录过程和结果，特别是记录异常和需要调整保养周期的情况，同时做好厂商保养要求的反馈意见和船舶机务报告</li></ul> 从形式上看，它是一个时间表格，但本质上是按设备厂商建议的保养周期间隔，保持连续不断的技术管理工作，坚持所谓小洞不补大洞吃苦的管理逻辑，确保船舶轮机人员对船舶进行系统性的维修保养，不会因为航次变化和船员更换而改变。它需要做好以下基础工作： <ul><li>台帐完善：最重要的要素为台帐纪录RECORD，无纪录和文件档案系统，无法进行PMS，要完整记录所有船舶机械设备和船体结构检查和维修保养的项目与节点，已完成工作和待计划项目</li><li>定时计划：由船舶设备制造商提出的保养要求为基础，保养的时间间隔要求在厂商说明书中说明，维修保养按保养间隔事先定期安排，排期为船舶的每周工作计划中</li><li>观察调整：保养中要测控部件损耗，超限更换；同时维修保养间隔可以根据船舶机械设备与机件状况确定，如拆检状况良好、轮机长可与船舶主管决定延长、反之缩短。这种视情管理也会遇到轮机人员调长不缩短的情况，影响正常保养</li><li>按部就班：拆检保养工作按时间表计划进行，有的船公司不采用视情管理方法，固定保养间隔到下一次大修时调整。备用设备需要轮流使用，使得维修保养实际间隔延长。</li></ul> 和值班制度与安全管理制度一起是船舶管理的三大基础工作制度，是保障船舶安全有效运行的基本保证。PMS系统包含了全面质量管理的理念和主动预防性管理的逻辑。但在实践中存在视情管理的惰性，错误测量部件损耗和盲目更换备件，以及不清洁记录台帐的问题，须在管理中克服。 辅机PMS实例 PMS的管理目的在于：在船船员和岸基管理人员能够有效利用船舶的各种资源，包括人力物力，有效地管理船舶的所有机械设备和船体结构，并完成船级要求的所有巡检项目，使船舶设备，特别是非常用设备处于正常备用状态。同时减少和优化轮机人员的工作负荷，工作少吃多餐，均匀分布，全面覆盖，项目不被动堆积。 这个系统直接关联船舶预算管理，使备件申领正常化，维修保养常规化，达到控制成本的目的。 无论船舶科技进步到何种程度，由于材料寿命，工作环境等的原因，都无法保证设备做到零故障和维持全寿命周期。做为轮机长的管理，制定和实施维修保养计划不仅要参考已经固化的PMS的定期项目，更要考虑现场工作团队的因素。在掌握了一些基本的常规保养项目用工消耗，如:吊一个缸，换一只缸套，更换一只排气阀，解体保养一台透平，需要多少人，多长时间；更需要掌握轮机团队的工作态度、能力和经验，正所谓“知人善任”。有效合理的管理就是安排合适的人，在合适的时间，完成适合他能力的工作。这样PMS系统的工作就不离其安全可靠的核心。 常备不懈需要深入细节，进行不间断地按时间周期检查船舶设备，特别是非常用设备。这个检查制度应该包括在PMS系统之中。以下是船舶设备日检、周检、月检和季度年检的一个例子： 还有一类船舶设备检查是使用性检查，即在每次使用前后进行检查，保证船舶的关键性操作(存在风险性的重要操作)的安全。 这是船舶相关技术证书循环检验实例 故障管理 船舶机械设备存在故障发生几率，尽管船舶技术不断发展，船用机械的可靠性已经有了很大的提高，设备故障依然无法完全杜绝。故障会带来一系列的事故损害，如设备机损、作业停滞、船舶停航和许多难以预料的次生灾害。但故障是现象，本质是机器工况和维护保养的管理存在问题，即： <ul><li>零配件材质和设备设计缺陷</li><li>动力机械超负荷运行</li><li>机械设备缺乏必要的润滑冷却</li><li>机械装配不当</li><li>设备调试不当</li><li>维护保养不当</li><li>海上工作环境缺乏有效的保护</li></ul>等等 当技术和管理上的问题积累到一定程度后，就会以故障的形式爆发出来。所以不能就事论事，仅将眼光限于故障本身和直接责任人，更高层次的是具有主动性的故障管理，成为PMS系统内非常重要的部分。本文并不企图概览船舶机械故障的技术大全，而是从管理的角度说是针对船舶故障的管理目的、过程和方法，目的是加强船员的主观能动性，不仅能够排障复机，而且可以防患于未然，最大限度地降低故障发生的可能性，即使发生了故障，也能正确处理，将损失降至最低。这里分为三个部分讨论： (1) 故障应急：故障应急分为三部曲，即故障发现，故障检测与故障隔离，故障排除和恢复设备功能。其中核心的工作是故障诊断。 故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，机械系统故障诊断是对系统运行状态和异常情况作出判断，并根据诊断作出判断，为系统故障恢复提供依据。要对系统进行故障诊断，首先必须对其进行检测，在发生系统故障时，对故障类型、故障部位及原因进行诊断，顺藤摸瓜、究其原因，最终给出解决方案，排除故障，实现机械恢复。 由于船舶运行的风险性，故障被发现和确定后，需要立即隔离故障，采取停机、或在船舶运行中不能停止的机械隔离其故障部分的措施，并启动备用设备，例如副机故障，启动另一台副机；主机单缸故障进行封缸运行；主机增压器故障脱离运行等。同时要评估故障部分是否可能脱落、燃爆产生次生灾害，必须进行一系列的预防处理。 诊断故障部位和故障原因，为故障恢复做准备。故障恢复是整个故障应急过程中最后的、也是最重要的一个环节，需要根据故障原因，采取不同的措施，对机械故障进行恢复，恢复后进行常规功能测试。 （2）故障的判断与排除方法：根据航海和轮机经验，故障诊断方法有以下几种： <ul><li>系统机械原理判断，根据设备手册，机械设备原理图和电路图，检测故障异常部分，找到异常的设备部件、线路和功能失效连接节点</li><li>经验判断法，根据设备的表盘压力、油液位置、震动和噪声、烟火和气味等因素判断机械异常情况，以相似轮机经验进行有针对性的拆检，找寻故障点</li><li>智能故障诊断，是利用电脑控制的机械和电路传感信息，利用专家系统自动诊断机械故障的部位和原因</li><li>排除法，确定机械和电气设备正常的部位和机件，逐一缩小可能故障的范围。通常在故障难以直观判断时，采用逐次拆件零部件，进行异常和怀疑件的更换，直到找到故障点，这种方法需要完全掌握拆解和安装的过程，反向工程处理，防止不当拆解造成次生故障。</li></ul> （3）机械工况和船况管理：工况管理是主动式轮机管理，保障船用机械在优良的状态下运行。其包含两个意思，其一是依靠船舶维修保养系统（PMS），把设备厂商要求的维护保养工作做到位，定时完成各种耦合件、滤器、连接密封等部件的拆检清理，同时根据轮机值班中的油液监测、振动监测和噪声监测的情况来判断各种机械工况，及时调整检修力度，主动保证船用机械正常运行；其二是运用预报故障发展趋势的技术，采用性能趋势分析和无损探伤等为其主要的智能诊断技术方式，早期提前发现故障隐患及其原因，通过改变机械运行条件和环境，部件拆检恢复，和采取其他相应的措施解决之。 通常，保持船用机械动力常规运转需要设备运动部分正常工作，即：（1）燃料、润料和气动循环正常；（2）内燃机械燃烧正常；(3)电力机械发电和供电正常；(4) 循环冷却正常；(5) 传感联动正常。 常见的故障原因有以下几种： <ul class="ql-block"><li>堵塞：用于供燃料、润料和冷却水或液体管路和阀道堵塞，</li><li>泄漏：机械耦合处、管路阀道连接处的密封泄漏，破坏机械的正常循环、供料供气和工况压力</li><li>磨损：机械耦合件磨损超限，部件变形和断裂，造成压力、机械耦合、传动等部分故障，往往伴有润滑失压现象</li><li>腐蚀和老化，如传感器腐蚀和密封件老化的现象</li><li>关键部件失灵，特别是控制元器件失灵</li></ul> 以上基本原因造成船用机械故障，还往往伴随着设计和材质缺陷、零部件寿命，以及维修保养不到位的情况。这就给故障诊断和排除提供基本思路，也是如何运用PMS系统管理支持需要关注的重点。 以下是船舶轮机故障的一些实例： 借助智能专家系统诊断故障已在陆上交通工具中普遍使用，也可为海上船舶的故障管理提供支持。这是下一代船用设备可能的发展趋势，尤其是船舶主机，发电机与舵机这样的主要设备。智能诊断早发现故障隐患，对减少故障率和机械失能，保持设备寿命具有良好的作用。 结束语 PMS与船舶安全管理体系，船员岗位责任和值班制度是船舶管理的三大基础工作制度，是保障船舶安全有效运行的基本保证。PMS系统的核心是明细保养工作时间表，但是它包含了全面质量管理的理念和主动预防性管理的逻辑，虽然已经在许多船队普及，并有电算化的软件系统的支持，但仍然考验着船舶管理人和船员的管理水平。有的船舶或船员班子运用自如，管理到家，船舶机械故障率低，船况船貌好；有的则系统和工作两张皮，台帐不全，记录不齐，保养项目遗漏，备件管理不规范，结果是船舶机械状况不稳定，故障率高，船况不佳等等。 故障管理是现代工业管理的一个重要内容，也是轮机管理的重要组成部分。管理在先，排障在后，通过良好管理可以大大降低机械故障率。同时，故障排除是非常重要的工作，须讲究的方法和精益求精的态度请去完成。 其实，PMS也需要全员参与，尤其是船舶四大员(船长，轮机长，大副，大管轮)的高度重视和积极参与，在这一点上有好的经验，就是甲板轮机不分家的精神，船长也懂得一些轮机管理，并支持相关工作。 “这是你的船”，PMS和故障管理虽然烦琐，但只要有工作主人翁的姿态，再烦琐的工作，再大的困难都可以克服。 (部分照片来自网络)