朱德全

(中交(天津)疏浚工程有限公司，天津 300450)

0 引 言

絞吸挖泥船是一種典型的疏浚工程船[1]，具有系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備繁多的特點(diǎn)。其代表性的系統(tǒng)包括絞刀及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、泥泵及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、橋架及其吊放系統(tǒng)、橫移絞車(chē)系統(tǒng)、疏浚集成控制系統(tǒng)、定位樁系統(tǒng)、吸排泥管系統(tǒng)等。為滿足作業(yè)和能源動(dòng)力的要求，絞吸挖泥船需要設(shè)置動(dòng)力裝置及設(shè)備。這為絞吸挖泥船的維護(hù)保養(yǎng)工作帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)。

目前，虛擬仿真和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同等技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)航運(yùn)業(yè)數(shù)字化與智能化的程度不斷加深，智能船舶成為船舶工業(yè)一個(gè)主要的發(fā)展趨勢(shì)。作為船舶全生命周期中持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、項(xiàng)目回收投資和取得收益的重要階段，船舶的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求。隨著大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，信息化與機(jī)械化的更深度融合將進(jìn)一步推動(dòng)船舶運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

信息化、數(shù)字化和智能化是船舶運(yùn)營(yíng)與維護(hù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的3個(gè)重要階段[2]。當(dāng)前的智能船舶維護(hù)系統(tǒng)處于從遠(yuǎn)程監(jiān)控船舶設(shè)備狀態(tài)和分析狀態(tài)數(shù)據(jù)到利用大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行智能決策并實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化運(yùn)行的過(guò)渡階段[3-5]。由恒源[6]分析船舶維修保養(yǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和共性特點(diǎn)，提出船舶機(jī)務(wù)管理系統(tǒng)計(jì)劃維修標(biāo)準(zhǔn)化體系。竇樹(shù)利[7]研究港口拖船執(zhí)行船舶計(jì)劃保養(yǎng)系統(tǒng)的實(shí)例，并介紹該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行情況。鞏龍輝[8]建立船舶維護(hù)保養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型，提出一個(gè)合理的輪機(jī)設(shè)備計(jì)劃維修方法。這些研究表明，船舶輪機(jī)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)管理業(yè)務(wù)的信息化應(yīng)充分結(jié)合現(xiàn)有維護(hù)保養(yǎng)體系，方可提高效率、減少輪機(jī)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

針對(duì)絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，從需求分析出發(fā)，基于客戶機(jī)-服務(wù)器結(jié)構(gòu)(Client-Server，C/S結(jié)構(gòu))進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能模塊分解，開(kāi)發(fā)絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)管理系統(tǒng)。

1 業(yè)務(wù)需求分析

絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)管理的典型業(yè)務(wù)流程如下：

(1)制訂具體船舶保養(yǎng)計(jì)劃

遍歷當(dāng)前船舶的所有保養(yǎng)對(duì)象實(shí)例。根據(jù)保養(yǎng)對(duì)象實(shí)例的項(xiàng)目名稱和保養(yǎng)級(jí)別，在保養(yǎng)規(guī)則庫(kù)中查詢對(duì)應(yīng)的保養(yǎng)檢查要求、檢查周期和保養(yǎng)允差。根據(jù)保養(yǎng)級(jí)別生成保養(yǎng)要求。在設(shè)定首排日期后，在循環(huán)周期內(nèi)計(jì)算各保養(yǎng)項(xiàng)目最后期限。生成船舶在循環(huán)周期內(nèi)的保養(yǎng)計(jì)劃。

(2)根據(jù)保養(yǎng)級(jí)別生成保養(yǎng)要求

根據(jù)保養(yǎng)級(jí)別查詢保養(yǎng)要求。若同一保養(yǎng)項(xiàng)目存在2個(gè)以上的保養(yǎng)級(jí)別，則將多個(gè)保養(yǎng)級(jí)別對(duì)應(yīng)的保養(yǎng)要求字符串相加，得到最終的保養(yǎng)要求。

(3)確定保養(yǎng)項(xiàng)目最后期限

根據(jù)保養(yǎng)級(jí)別對(duì)應(yīng)查詢保養(yǎng)允差。將保養(yǎng)項(xiàng)目的計(jì)劃完成日期加上允差，得到最后期限。

(4)提交維護(hù)保養(yǎng)記錄，更新本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)

獲得維護(hù)保養(yǎng)構(gòu)件或其他實(shí)體名稱集合，存儲(chǔ)于臨時(shí)數(shù)組。檢查有無(wú)重復(fù)項(xiàng)，將輸入的相關(guān)信息存儲(chǔ)于臨時(shí)數(shù)組。在維護(hù)保養(yǎng)記錄表中批量添加維護(hù)保養(yǎng)記錄，最后提交維護(hù)保養(yǎng)記錄。

絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)管理用例如圖1所示。

圖1 絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)用例

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)管理系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器負(fù)荷較輕，不僅可為客戶端提供較快的響應(yīng)速度，而且數(shù)據(jù)儲(chǔ)存管理透明，具有良好的穩(wěn)健性。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)管理系統(tǒng)架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)分為如下3層：

(1)數(shù)據(jù)層

主要存儲(chǔ)維護(hù)保養(yǎng)信息，如設(shè)備卡、工作卡、定期保養(yǎng)記錄和附件等。同時(shí)，相關(guān)的過(guò)程處理信息(如日志和審核記錄等)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。系統(tǒng)設(shè)置相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整且可用。

(2)中間件層

作為連接數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層的橋梁，為應(yīng)用層提供統(tǒng)一的支撐功能，包括數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)、統(tǒng)一權(quán)限管理、文檔生成和計(jì)算服務(wù)等功能。該層可將不同業(yè)務(wù)需求的應(yīng)用接口標(biāo)準(zhǔn)化，簡(jiǎn)化邏輯，屏蔽細(xì)節(jié)，降低開(kāi)發(fā)者負(fù)擔(dān)，提高軟件的可讀性和可維護(hù)性。

(3)應(yīng)用層

包括滿足軟件功能的主要業(yè)務(wù)模塊，涵蓋保養(yǎng)周期管理、備件管理、維護(hù)保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、缺陷跟蹤、附件查詢、報(bào)表管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等功能。

3 主要功能模塊

3.1 定期首排

點(diǎn)擊“定期首排”，從當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中提取設(shè)備卡內(nèi)容，對(duì)定期保養(yǎng)記錄進(jìn)行首排，如圖3所示。若在數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)定期保養(yǎng)記錄，則允許管理員在“工作卡”窗體中點(diǎn)擊按鈕進(jìn)行定期首排。

圖3 定期首排功能

點(diǎn)擊“任務(wù)瀏覽”按鈕，根據(jù)在當(dāng)前列表中選定設(shè)備的保養(yǎng)級(jí)別，顯示對(duì)應(yīng)的保養(yǎng)計(jì)劃。系統(tǒng)默認(rèn)進(jìn)入的保養(yǎng)界面為“所有任務(wù)瀏覽”，列表顯示根據(jù)首排算法生成的保養(yǎng)任務(wù)，如圖4所示。若當(dāng)前選擇“已完成任務(wù)瀏覽”或“未完成任務(wù)瀏覽”，則列表顯示已完成或未完成任務(wù)的設(shè)備，同時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的保養(yǎng)級(jí)別。

圖4 定期任務(wù)統(tǒng)計(jì)

3.2 定期保養(yǎng)

該模塊用于實(shí)現(xiàn)在船員根據(jù)定期保養(yǎng)計(jì)劃要求執(zhí)行維護(hù)保養(yǎng)后對(duì)維護(hù)保養(yǎng)情況進(jìn)行記錄。船員可查詢定期保養(yǎng)計(jì)劃任務(wù)的執(zhí)行情況、填寫(xiě)保養(yǎng)紀(jì)要、填寫(xiě)評(píng)價(jià)意見(jiàn)和查看機(jī)務(wù)反饋意見(jiàn)。定期保養(yǎng)記錄如圖5所示。保養(yǎng)記錄工作狀態(tài)如表1所示。

圖5 定期保養(yǎng)記錄

表1 保養(yǎng)記錄工作狀態(tài)

在定期保養(yǎng)記錄編輯區(qū)，可查看該定期保養(yǎng)項(xiàng)目的設(shè)備名稱、保養(yǎng)級(jí)別、任務(wù)要求、填報(bào)人、狀態(tài)評(píng)價(jià)、完成日期等信息。點(diǎn)擊“新增”按鈕，記錄屬性可在下方進(jìn)行編輯，其中機(jī)務(wù)、核查結(jié)論和核查日期為必填，點(diǎn)擊“保存”按鈕，將新增記錄顯示在發(fā)現(xiàn)記錄中，同時(shí)執(zhí)行提交功能。

3.3 維護(hù)保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)

該模塊記錄船員在日常維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)件的缺陷情況，在月度保養(yǎng)、定期保養(yǎng)、航態(tài)保養(yǎng)和特殊指令的維護(hù)過(guò)程中填報(bào)的缺陷記錄均可在該模塊中瀏覽，包括對(duì)維護(hù)保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)記錄的查詢、修改、新增和刪除等操作，并結(jié)合結(jié)構(gòu)模型對(duì)其缺陷進(jìn)行標(biāo)注，同時(shí)可對(duì)記錄添加附件、瀏覽其相關(guān)記錄附件。

點(diǎn)擊“新增”按鈕，記錄屬性可在下方進(jìn)行編輯，其中發(fā)現(xiàn)日期、整改期限、缺陷范圍、填報(bào)人和發(fā)現(xiàn)類別為必填，此時(shí)“新增”按鈕變?yōu)椤叭∠卑粹o，表格凍結(jié)，“附件”、“修改”和“刪除”按鈕為禁用狀態(tài)；點(diǎn)擊“保存”，將新增記錄顯示在發(fā)現(xiàn)記錄中，同時(shí)執(zhí)行提交功能。維護(hù)保護(hù)發(fā)現(xiàn)編輯如圖6所示。

圖6 維護(hù)保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)編輯

3.4 定期更新設(shè)置

定期更新設(shè)置是指在定期維護(hù)保養(yǎng)中根據(jù)保養(yǎng)級(jí)別和允差對(duì)未完成工作執(zhí)行任務(wù)保養(yǎng)狀態(tài)的更新?？稍O(shè)定每日自動(dòng)更新、每次程序啟動(dòng)時(shí)更新和現(xiàn)在更新，并可設(shè)置更新時(shí)間。定制更新改置如圖7所示。

圖7 定期更新設(shè)置

4 結(jié) 語(yǔ)

以絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)工作的業(yè)務(wù)流程分析為基礎(chǔ)，深入分析各業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)輸入輸出，在需求分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行絞吸挖泥船維護(hù)保養(yǎng)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)已在多艘絞吸挖泥船上安裝運(yùn)行，形成維護(hù)保養(yǎng)記錄153 657條，附件圖片28 876張。這些數(shù)據(jù)為下一步進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)。在該系統(tǒng)運(yùn)行前，關(guān)于挖泥船的維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目記錄主要以文件形式存放，從維護(hù)保養(yǎng)體系的角度來(lái)看，記錄完整性較差，有時(shí)甚至出現(xiàn)維護(hù)保養(yǎng)工作已完成但缺乏記錄的情況。在該系統(tǒng)運(yùn)行后，每個(gè)維護(hù)保養(yǎng)記錄的狀態(tài)一目了然，并以量化方式顯示維護(hù)保養(yǎng)工作進(jìn)度。通過(guò)該系統(tǒng)運(yùn)行，節(jié)省大量的整理報(bào)告時(shí)間，解放人力。推行船舶維護(hù)保養(yǎng)管理系統(tǒng)的實(shí)施對(duì)于提高輪機(jī)部門(mén)工作效率意義重大。