摘 要

中国航运业自新世纪以来，以其锐不可当的势头蓬勃发展。经济的发展势必伴随着科学技术的进步，船舶机舱设施是整个船舶的心脏，它整体的正常运转是保障船舶运营的重要组成部分。柴油机作为整个船舶的动力源，其重要性可见一斑。要保证主机的可靠性，不只是关注其自身，也要保证作为机舱设备的其他辅助系统的可靠性。在对船舶要求越来越高的情况下，可靠性作为一个重要理念，更多辅助系统为其服务，各式各样的监测报警系统，各种诊断系统都开始进入船舶机舱。与此同时，计算机技术的发展，更加促进了船舶自动化领域前进的脚步，从集中式监控到分散式监控到现在的现场总线型。同时，随着状态监测及故障诊断技术的发展，按机械设备状态进行维护的方式已经成为维护方式中最高效率的一种。

在本文中，对机舱设备的故障进行了分析，对专家系统进行了了解及方案设计，并按照船舶需求将其分为6个板块，有人机接口界面、推理机、知识库、知识库的获取机构、解释器、数据库管理机构。其中人机接口包括人工输入输出及实时在线输入输出，在论文中会具体进行介绍各个模块的内容。在文中，机舱主要设备故障的分析，以及对各种故障诊断方式的探索比对，决定在其中选用了故障树分析法并对技术方案作出解释。

关键词：机舱设备；故障诊断；专家系统

Abstract

Since the new century, China's shipping industry with its irrational momentum to flourish. Economic development is bound to accompany the progress of science and technology, the ship cabin facilities that the whole ship is the heart, its overall normal operation is to protect the ship an important part of the operation. The importance of diesel engines as a power source for the entire ship is evident. To ensure the reliability of the host, not only concerned about its own, but also to ensure that the cabin equipment as other auxiliary system reliability. In the case of increasingly demanding ships, reliability as an important concept, more auxiliary system for its services, a variety of monitoring and alarm system, a variety of diagnostic systems are beginning to enter the ship cabin. At the same time, the development of computer technology, and more to promote the field of ship automation in the footsteps, from centralized monitoring to decentralized monitoring to the field bus type. At the same time, with the state monitoring and fault diagnosis technology development, according to the state of mechanical equipment maintenance has become the maintenance of the most efficient way.

In this paper, the failure of the cabin equipment analysis, the expert system to understand and program design, and in accordance with the needs of the ship will be divided into six sections, a man-machine interface interface, reasoning machine, knowledge base, knowledge base access Institutions, interpreters, database management agencies. The man-machine interface includes manual input and output and real-time online input and output, in the paper will be described in detail the contents of each module. In this paper, the analysis of the main equipment failure, as well as a variety of fault diagnosis methods to explore the comparison, decided to choose the fault tree analysis and technical solutions to explain.

Key words：ship engine room equipment; fault diagnosis; expert system

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 研究目标及内容 2

第2章 船舶机舱设备故障诊断专家系统的整体构建 4

2.1 专家系统 4

2.1.1 专家系统的优点 4

2.1.2 专家系统的特点 5

2.2 故障诊断专家系统的基本组成部分 5

2.3 专家系统的构造步骤 5

第3章 船舶机舱设备故障树的建立 8

3.1 故障树分析诊断方法 8

3.1.1 故障树的介绍 8

3.1.2 故障树常用的符号 8

3.2 机舱设备故障树的建立 11

3.2.1 构建故障树的注意事项 11

3.2.2 船舶机舱设备的故障 11

3.3 知识的表达 19

3.3.1 常用的知识表达方式 19

3.3.2 产生式规则 20

3.3.3 过程表达方法 20

3.3.4 面向对象的表达方法 21

第4章 专家系统的实现 22

4.1 知识表达的选用 22

4.2 监测点的选用 22

4.2.1 CCS智能机舱实时监测规范 22

4.2.2无人机舱AUT-0附加标志中部分监测项目 23

4.3系统方案 30

第5章 总结与展望 32

5.1 总结 32

5.2 展望 32

致谢 33

参考文献 34

第1章 绪论

1.1 研究意义

现代化的船舶越来越智能，但其复杂的结构、昂贵的价格、自动化程度的逐渐提高，要求加强设备的维护与检测，尽量避免因机械故障的出现而造成巨大的经济损失和船舶安全隐患。与此同时，对轮机人员的要求变得越来越高，航海类学院不断对外扩招。面对这种现状，故障诊断专家系统的研究变得非常重要。其意义在于能够及时发现机舱设备的异常，并得出故障原因，使轮机人员可以快速进行故障解除;很多故障不可能通过缩短周期或扩大维修范围解决，相反会因频繁的拆装而出现更多的故障，增加维修工作量和费用，故障诊断专家系统也可以保存故障的数据，这样，轮机人员就有了很好的分析目标，预防故障的再次发生。

1.2 国内外发展现状

故障诊断技术的发展，起始于设备故障诊断，它的全名叫做状态监测与故障诊断。具体的解释如下，主要有两方面内容：第一点是面向设备的运行状态进行检测；第二点是如果发现设备有异常情况发生，此时对设备的故障开始分析和诊断。

1957年，美国设想阿波罗登月计划，1961实施该计划，并于1972年成功登月。但是在这个过程中，出现了一系列因为设备故障的原因，导致了较多事故。然后在1967年，由美国宇航局建议，在美国的海军研究室组织下，此时成立了较为有名的MFPG，也就是美国机械故障预防小组。其组织的目的就是积极的从事技术诊断开发。1971年，日本新日铁开始开发故障诊断技术，到了1976年，开始达到实用化。而我国是从1979年，才开始接触设备诊断技术。