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)復雜、設備繁多的特點。其代表性的系統(tǒng)包括絞刀及其驅動系統(tǒng)、泥泵及其驅動系統(tǒng)、橋架及其吊放系統(tǒng)、橫移絞車系統(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)和能源動力的要求，絞吸挖泥船需要設置動力裝置及設備。這為絞吸挖泥船的維護保養(yǎng)工作帶來不小的挑戰(zhàn)。

目前，虛擬仿真和網絡協(xié)同等技術的發(fā)展推動航運業(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)一個主要的發(fā)展趨勢。作為船舶全生命周期中持續(xù)時間較長、項目回收投資和取得收益的重要階段，船舶的運營與維護面臨數(shù)字化轉型的需求。隨著大數(shù)據分析技術和預測技術的應用，信息化與機械化的更深度融合將進一步推動船舶運營與維護的數(shù)字化轉型。

信息化、數(shù)字化和智能化是船舶運營與維護數(shù)字化轉型的3個重要階段[2]。當前的智能船舶維護系統(tǒng)處于從遠程監(jiān)控船舶設備狀態(tài)和分析狀態(tài)數(shù)據到利用大數(shù)據分析、物聯(lián)網和云計算等技術進行智能決策并實現(xiàn)半自動化運行的過渡階段[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，提出船舶機務管理系統(tǒng)計劃維修標準化體系。竇樹利[7]研究港口拖船執(zhí)行船舶計劃保養(yǎng)系統(tǒng)的實例，并介紹該系統(tǒng)的開發(fā)和運行情況。鞏龍輝[8]建立船舶維護保養(yǎng)的經濟性評價模型，提出一個合理的輪機設備計劃維修方法。這些研究表明，船舶輪機設備維護保養(yǎng)管理業(yè)務的信息化應充分結合現(xiàn)有維護保養(yǎng)體系，方可提高效率、減少輪機人員勞動強度。

針對絞吸挖泥船維護保養(yǎng)管理的業(yè)務特點，從需求分析出發(fā)，基于客戶機-服務器結構(Client-Server，C/S結構)進行系統(tǒng)架構設計和功能模塊分解，開發(fā)絞吸挖泥船維護保養(yǎng)管理系統(tǒng)。

1 業(yè)務需求分析

絞吸挖泥船維護保養(yǎng)管理的典型業(yè)務流程如下：

(1)制訂具體船舶保養(yǎng)計劃

遍歷當前船舶的所有保養(yǎng)對象實例。根據保養(yǎng)對象實例的項目名稱和保養(yǎng)級別，在保養(yǎng)規(guī)則庫中查詢對應的保養(yǎng)檢查要求、檢查周期和保養(yǎng)允差。根據保養(yǎng)級別生成保養(yǎng)要求。在設定首排日期后，在循環(huán)周期內計算各保養(yǎng)項目最后期限。生成船舶在循環(huán)周期內的保養(yǎng)計劃。

(2)根據保養(yǎng)級別生成保養(yǎng)要求

根據保養(yǎng)級別查詢保養(yǎng)要求。若同一保養(yǎng)項目存在2個以上的保養(yǎng)級別，則將多個保養(yǎng)級別對應的保養(yǎng)要求字符串相加，得到最終的保養(yǎng)要求。

(3)確定保養(yǎng)項目最后期限

根據保養(yǎng)級別對應查詢保養(yǎng)允差。將保養(yǎng)項目的計劃完成日期加上允差，得到最后期限。

(4)提交維護保養(yǎng)記錄，更新本地數(shù)據庫

獲得維護保養(yǎng)構件或其他實體名稱集合，存儲于臨時數(shù)組。檢查有無重復項，將輸入的相關信息存儲于臨時數(shù)組。在維護保養(yǎng)記錄表中批量添加維護保養(yǎng)記錄，最后提交維護保養(yǎng)記錄。

絞吸挖泥船維護保養(yǎng)管理用例如圖1所示。

圖1 絞吸挖泥船維護保養(yǎng)用例

2 系統(tǒng)架構設計

絞吸挖泥船維護保養(yǎng)管理系統(tǒng)采用C/S結構，服務器負荷較輕，不僅可為客戶端提供較快的響應速度，而且數(shù)據儲存管理透明，具有良好的穩(wěn)健性。系統(tǒng)架構如圖2所示。

圖2 絞吸挖泥船維護保養(yǎng)管理系統(tǒng)架構

整個系統(tǒng)分為如下3層：

(1)數(shù)據層

主要存儲維護保養(yǎng)信息，如設備卡、工作卡、定期保養(yǎng)記錄和附件等。同時，相關的過程處理信息(如日志和審核記錄等)作為數(shù)據存儲。系統(tǒng)設置相關的數(shù)據庫管理程序和數(shù)據庫軟件進行數(shù)據存儲，并保證數(shù)據準確、完整且可用。

(2)中間件層

作為連接數(shù)據層和應用層的橋梁，為應用層提供統(tǒng)一的支撐功能，包括數(shù)據訪問服務、數(shù)據存儲服務、統(tǒng)一權限管理、文檔生成和計算服務等功能。該層可將不同業(yè)務需求的應用接口標準化，簡化邏輯，屏蔽細節(jié)，降低開發(fā)者負擔，提高軟件的可讀性和可維護性。

(3)應用層

包括滿足軟件功能的主要業(yè)務模塊，涵蓋保養(yǎng)周期管理、備件管理、維護保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、缺陷跟蹤、附件查詢、報表管理和數(shù)據統(tǒng)計分析等功能。

3 主要功能模塊

3.1 定期首排

點擊“定期首排”，從當前數(shù)據庫中提取設備卡內容，對定期保養(yǎng)記錄進行首排，如圖3所示。若在數(shù)據庫中無定期保養(yǎng)記錄，則允許管理員在“工作卡”窗體中點擊按鈕進行定期首排。

圖3 定期首排功能

點擊“任務瀏覽”按鈕，根據在當前列表中選定設備的保養(yǎng)級別，顯示對應的保養(yǎng)計劃。系統(tǒng)默認進入的保養(yǎng)界面為“所有任務瀏覽”，列表顯示根據首排算法生成的保養(yǎng)任務，如圖4所示。若當前選擇“已完成任務瀏覽”或“未完成任務瀏覽”，則列表顯示已完成或未完成任務的設備，同時顯示對應的保養(yǎng)級別。

圖4 定期任務統(tǒng)計

3.2 定期保養(yǎng)

該模塊用于實現(xiàn)在船員根據定期保養(yǎng)計劃要求執(zhí)行維護保養(yǎng)后對維護保養(yǎng)情況進行記錄。船員可查詢定期保養(yǎng)計劃任務的執(zhí)行情況、填寫保養(yǎng)紀要、填寫評價意見和查看機務反饋意見。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)項目的設備名稱、保養(yǎng)級別、任務要求、填報人、狀態(tài)評價、完成日期等信息。點擊“新增”按鈕，記錄屬性可在下方進行編輯，其中機務、核查結論和核查日期為必填，點擊“保存”按鈕，將新增記錄顯示在發(fā)現(xiàn)記錄中，同時執(zhí)行提交功能。

3.3 維護保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)

該模塊記錄船員在日常維護保養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)的設備和結構件的缺陷情況，在月度保養(yǎng)、定期保養(yǎng)、航態(tài)保養(yǎng)和特殊指令的維護過程中填報的缺陷記錄均可在該模塊中瀏覽，包括對維護保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)記錄的查詢、修改、新增和刪除等操作，并結合結構模型對其缺陷進行標注，同時可對記錄添加附件、瀏覽其相關記錄附件。

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

圖6 維護保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)編輯

3.4 定期更新設置

定期更新設置是指在定期維護保養(yǎng)中根據保養(yǎng)級別和允差對未完成工作執(zhí)行任務保養(yǎng)狀態(tài)的更新?？稍O定每日自動更新、每次程序啟動時更新和現(xiàn)在更新，并可設置更新時間。定制更新改置如圖7所示。

圖7 定期更新設置

4 結 語

以絞吸挖泥船維護保養(yǎng)工作的業(yè)務流程分析為基礎，深入分析各業(yè)務的數(shù)據輸入輸出，在需求分析的基礎上進行系統(tǒng)架構設計，進行絞吸挖泥船維護保養(yǎng)管理系統(tǒng)開發(fā)。該系統(tǒng)已在多艘絞吸挖泥船上安裝運行，形成維護保養(yǎng)記錄153 657條，附件圖片28 876張。這些數(shù)據為下一步進行大數(shù)據分析奠定基礎。在該系統(tǒng)運行前，關于挖泥船的維護保養(yǎng)項目記錄主要以文件形式存放，從維護保養(yǎng)體系的角度來看，記錄完整性較差，有時甚至出現(xiàn)維護保養(yǎng)工作已完成但缺乏記錄的情況。在該系統(tǒng)運行后，每個維護保養(yǎng)記錄的狀態(tài)一目了然，并以量化方式顯示維護保養(yǎng)工作進度。通過該系統(tǒng)運行，節(jié)省大量的整理報告時間，解放人力。推行船舶維護保養(yǎng)管理系統(tǒng)的實施對于提高輪機部門工作效率意義重大。