摘 要

本研究的主题是柴油机的健康管理和智能维护，船舶的动力系统是船舶所有系统的核心，它结构复杂由众多的动力设备组成，因此对船舶来说研究柴油机的管理和维护是十分重要的。目前船舶柴油机的管理方法正处于向更高层迈进的阶段，云计算、物联网和大数据等新技术的不断发展推动船舶行业向着智能化、信息化的方向前进，一场船舶行业的智能化革命正在酝酿。运用信息化技术手段，整合船舶机务管理中柴油机的时事状态参数信息，实现以船舶机务管理为重心的软件系统，不仅可以使船舶维护、船员日常工作规范化，还可以提升航运企业对船舶的管理效率，节约岸基的办公时间，以达到双赢。

本研究主要关注船用柴油机的安全平稳运行，通过分析柴油机工作原理总结柴油机的可靠性参数；并采用Visual C 和数据库技术建立了柴油机的运维管系统，具体工作如下：

1. 通过分析目前较为先进的电喷式船用柴油机正常运行时的工作原理，在此基础上结合机械设备的可靠性参数总结出了柴油机运行的具体可靠性参数；
2. 利用Visual C 和动态链接库技术为开发平台建立柴油机数据库，针对现代船舶对柴油机安全运行管理的要求一共形成了五大模块分别为：人员管理数据库、设备管理数据库、备品备件管理数据库、维修管理数据库、保养计划数据库，并在数据库中实现了添加功能、删除功能、修改功能和排序功能；
3. 基于已建立的五大数据库进行柴油机运维管理系统的搭建，在正常监测、故障报警、故障维修和保养计划四个主要情景中呈现了关联数据信息和表单之间的联系。

本文通过分析柴油机的工作原理并搜集船舶柴油机的全生命周期的可靠性指标及其随机特性、不确定因素，借鉴故障预测和健康管理（PHM）技术、设备状态检测和故障诊断技术和机务管理系统，采用Visual C 和数据库技术建立了柴油机的运维管系统，以此进行船舶柴油机安全管理的研究。本研究所建立的运维管理系统基本实现了：当柴油机运行监测系统为运维管理系统提供柴油机运行状态的具体数据参数时，智能运维系统能够依据具体情景选择最符合的一种运行策略并依据此策略自动呈现表单。该系统能够利用数据库技术为船舶的维修、零部件、证书、资料和保养进行实时记录，这为船舶轮机员的日常工作提供了数据支持，从而保障船用柴油机的安全操作。

关键词：柴油机；数据库；健康管理；可靠性

Abstract

The theme of this study is the health management and intelligent maintenance of the diesel engine. The ship's power system is the core of all the ship's systems. It is composed of many power equipment. Therefore, it is very important to study the maintenance and maintenance of the diesel engine.At present, the management method of marine diesel engine is in the stage of moving towards higher level. This is the use of information technology to integrate the current state information of diesel engine in the management of ship maintenance, and realize the software system with the focus on ship maintenance management, Maintenance, the normal work of the crew, but also can enhance the shipping business management efficiency of the ship, saving shore-based office hours to achieve a win-win situation.

This paper focuses on the safe and stable operation of marine diesel engine, summarizes the reliability parameters of diesel engine by analyzing the working principle of diesel engine, and establishes the operation and maintenance system of diesel engine by Visual C and database technology. The concrete work is as follows:

1) By analyzing the working principle of the more advanced EFI marine diesel engine in normal operation, this paper summarizes the specific reliability parameters of the diesel engine operation based on the reliability parameters of the mechanical equipment.

2) The use of Visual C and dynamic link library technology for the development of the establishment of diesel engine database for modern ships on the safe operation and management of diesel engines require a total of five modules are: staff management database, equipment management database, spare parts management database, maintenance management Database, maintenance plan database, and in the database to achieve the add function, delete the function, modify the function and sorting function;

3) Based on the five databases that have been established, the relationship between data and forms is presented in the four main scenarios of normal monitoring, fault alarm, fault repair and maintenance plan.

In this paper, by analyzing the working principle of diesel engine and collecting the reliability index of the whole life cycle of ship diesel engine and its random characteristics, uncertain factors, draw lessons from fault prediction and health management (PHM) technology, equipment status detection and fault diagnosis technology and maintenance management system , The use of Visual C and database technology to establish a diesel engine operation and maintenance system, in order to carry out marine diesel engine safety management research. The operation and maintenance management system established by this study basically realized that when the diesel engine operation monitoring system provides the specific data parameters of the diesel engine running status for the operation and maintenance management system, the intelligent operation and maintenance system can select the most suitable operation strategy according to the specific situation Automatically render the form based on this policy. The system is able to use the database technology for real-time recording of ship maintenance, parts, certificates, data and maintenance, which provides data support for the daily work of marine engineers, thus ensuring the safe operation of marine diesel engines.

Key Words：diesel engine；database；health management；reliability

目录

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2 研究的国内外现状 2

1.3 本文主要内容 3

1.4 本文技术路线 3

第2章 船用柴油机可靠性指标体系 5

2.1 可靠性相关概念 5

2.1.1 可靠性定义 5

2.1.2 可靠性指标的随机性 5

2.2 船用柴油机可靠性指标 5

2.2.1 可靠性指标选取原则 5

2.2.2 柴油机可靠性指标 6

2.3 船用柴油机简介 7

2.3.1 柴油机工作原理 7

2.3.2 主要元器件的要求 9

2.4 船用柴油机日常维修保养 11

2.4.1 维修计划 11

2.4.2 保养方案 12

第3章 船用柴油机健康管理数据库 13

3.1 开发工具 13

3.1.1 Visual C 13

3.1.2 数据库访问接口 13

3.1.3 ACCESS数据库 14

3.2 船用柴油机数据库设计与实现 15

3.2.1 ACCESS数据表单设计 15

3.2.2 关系数据库分析 17

3.2.3 船用柴油机数据库实现 19

3.3 数据库功能 20

3.3.1 软件功能框架 20

3.3.2 功能实现逻辑 21

3.3.3 数据库功能简介 24

3.3.4 动态链接库程序设计 29

第4章 柴油机运维管理策略可行性分析 30

4.1柴油机运维管理 30

4.1.1 运维管理主要内容 30

4.1.2 运维管理数据源 31

4.2 运维系管理数据库设计 32

4.3 柴油机运维管理策略分析 35

4.3.1 正常监测策略 35

4.3.2 故障报警策略 37

4.3.3 故障维修策略 39

4.3.4 保养计划策略 41

第5章 讨论 43

5.1 研究的讨论 43

5.2 研究的不足和展望 43

5.2.1 不足之处 43

5.2.2 展望 44

参考文献 45

致谢 47

附 录 48

附录 A 主程序 48

附录 B 动态链接库程序 51

第1章 绪论

1.1目的及意义

船舶在水上的平稳航行是众多机械共同作用所产生的结果，其中船舶的动力系统是船舶所有系统的核心，它结构复杂由众多的动力设备组成。由于海上的环境恶劣，暴风雨、龙卷风时常发生同时又时时刻刻遭受着盐雾、水汽的侵袭；其一旦故障就可能造成极其严重的事故，轻则巨额的财产损失重则沉船乃至人员有性命之忧。根据Swedish Club(国际船舶保险公司)对海上船舶事故的统计显示：1998至2004年间，赔偿次数比高达45%，采用船舶柴油机健康的管理和维修技术成为一个不可轻易忽视的技术突破口^【1】。当前至未来20年，我国船舶工业进入以调整转型、全面做强为标志的船舶工业3.0时代^【2】。在由国家工业和信息化部召开的全国船舶工业结构调整转型升级工作会议上，提出了我国今后一段时期船舶业的奋斗目标：到2020年，建成规模实力雄厚、创新能力强、质量效益好、结构优化的船舶工业体系^【2】。在此基础上，再经过十几年的奋斗，到2030年，我国要变成在全球造船业具有影响力的造船强国。随着时代的发展，现代船舶向着大型化、复杂化和自动化方向发展，作为船舶动力系统的核心船用柴油机的复杂程度也日益提升，传统的维修方式为事后维修和定期维修，这两种维修方式诊断能力差不能够有效的预测未来状态且经济可承受性较差，那么本课题《船舶柴油机的健康管理和智能维护方法》在今后的柴油机发展上就显得尤为重要，它能够减小事故发生概率，进一步实现了现代化船舶从事后维修到视情维修方式的重要转变。