張記超

(南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院輪機(jī)工程系，江蘇南通　226010)

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Wartsila DMP 船舶維修保養(yǎng)體系的設(shè)計(jì)

張記超

(南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院輪機(jī)工程系，江蘇南通226010)

摘要文章主要介紹Wartsila公司的DMP船舶維修保養(yǎng)體系。從DMP產(chǎn)生背景著手，重點(diǎn)闡述DMP的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，分析其優(yōu)勢，最后指出DMP的未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞船舶維修保養(yǎng)體系；動(dòng)態(tài)維修計(jì)劃；狀態(tài)維修；維修服務(wù)協(xié)議

降低船舶運(yùn)營成本、提高機(jī)器運(yùn)行可靠性是船東和船員都非常關(guān)注的問題，但隨著船舶技術(shù)的發(fā)展，船用設(shè)備正變得越來越復(fù)雜，自動(dòng)化程度越來越高，因此對船員適任能力的要求也越來越高，同時(shí)，也要求岸上的船舶維修服務(wù)供應(yīng)商提供更加深入和廣泛的對船支持。而這種支持在很大程度上主要依賴于岸上對船上設(shè)備的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過監(jiān)控獲取船舶設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，岸上獲取這些數(shù)據(jù)后加以分析，再給予船上計(jì)劃性和指導(dǎo)性的維修意見，從而最大程度地減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備壽命周期。這就是Wartsila公司動(dòng)態(tài)維修計(jì)劃(Dynamic Maintenance Planning，縮寫為DMP)的基本理念。

1DMP產(chǎn)生背景

在當(dāng)今航運(yùn)市場上，人們越來越關(guān)注降低航運(yùn)成本、有效提高船用設(shè)備的使用壽命。作為船用設(shè)備全壽命[1]周期重要的一部分，優(yōu)化維修可延長設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間，提高設(shè)備使用效率。同時(shí)，科技的發(fā)展和各種船用設(shè)備變得越來越復(fù)雜，船用燃油品質(zhì)越來越差，全球船員數(shù)量的大幅縮減，船舶船員配額減小，以及排放、安全、高效節(jié)能相關(guān)的公約變得越來越多，越來越苛刻，以上種種因素導(dǎo)致船舶維修保養(yǎng)工作的順利開展正變得日益嚴(yán)峻，其后果是，岸上專門的船舶維修服務(wù)供應(yīng)商所提供的技術(shù)知識(shí)對船員自身的適任技能的補(bǔ)充愈發(fā)關(guān)鍵，航運(yùn)企業(yè)也越來越多地求助于岸上的維修專家參與船上的維修保養(yǎng)工作。

對于船舶維修服務(wù)供應(yīng)商來說，為了最大程度地提高客戶的船舶營運(yùn)效率，他們必須對客戶的船用設(shè)備非常熟悉和了解。這不僅僅意味著簡單地確保船用設(shè)備的可靠性以及可維修性，更重要的是，要對船用設(shè)備的性能、維修以及提供服務(wù)的時(shí)間表和程序進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化和提高。而傳統(tǒng)的船舶維修是嚴(yán)格基于設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間或者維修日歷，這種死板的維修方式很難形成較為統(tǒng)一的維修進(jìn)度表，因?yàn)椴煌脑O(shè)備對運(yùn)行可靠性、機(jī)器性能以及運(yùn)營成本都會(huì)產(chǎn)生影響。

另外，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使得船舶維修服務(wù)供應(yīng)商為其客戶提供越來越詳盡和深入的業(yè)務(wù)分析指導(dǎo)變得可能。如今，通過采集和分析船舶設(shè)備的各種數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，這就為實(shí)現(xiàn)岸上動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)指導(dǎo)船上設(shè)備維修打下了基礎(chǔ)。

2011年7月15日，IMO 海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)(MEPC)第62屆會(huì)議通過了《國際防止船舶造成污染公約(MARPOL)》附則VI修正案，新增第四章“船舶能效規(guī)則”，要求所有400總噸及以上的國際航行船舶必須持有滿足公約要求的“船舶能效管理計(jì)劃(SEEMP)”。公約還要求各締約國應(yīng)采取相應(yīng)的措施確保國內(nèi)航行船舶在合理和可行的范圍內(nèi)按附則VI第四章“船舶能效規(guī)則”的規(guī)定建造和行事[2]。Wartsila DMP正是為了支持IMO的SEEMP應(yīng)運(yùn)而生。

2DMP結(jié)構(gòu)原理

2.1DMP基本框架

Wartsila DMP船舶維修保養(yǎng)體系的基本框架如圖1所示。

第一部分：在船舶現(xiàn)場。首先，利用Wartsila CBM(Condition Based Maintenance，狀態(tài)維修)體系進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(CBM進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測的原理如圖2所示)，采集船舶設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，這部分的數(shù)據(jù)采集不需船員的干預(yù)，是自動(dòng)完成的；其次，船員對燃油、滑油的情況，以及除CBM監(jiān)測數(shù)據(jù)外的其他擴(kuò)展監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行人工采集，形成報(bào)告；第三，船員根據(jù)DMP維修計(jì)劃進(jìn)行現(xiàn)場定期檢查，并匯報(bào)檢查結(jié)果。

第二部分：維修計(jì)劃。根據(jù)第一部分所獲取的各種采集數(shù)據(jù)、船員報(bào)告以及檢查結(jié)果，由Wartsila DMP的專家進(jìn)行分析，形成一系列維修計(jì)劃。

第三部分：上述維修計(jì)劃生成在線報(bào)告以及工作指令發(fā)送至船舶現(xiàn)場的船員進(jìn)行實(shí)施。對于小型維修，船員只需根據(jù)在線報(bào)告執(zhí)行即可；對于大型維修，則需要船員輔助Wartsila專家制定維修計(jì)劃、協(xié)調(diào)并開展維修。

圖1　DMP組成框架

DMP框架結(jié)構(gòu)中，一個(gè)非常重要的、但往往被忽視的因素就是備件的供應(yīng)。毫無疑問，若備件質(zhì)量不可靠，則發(fā)生意外故障的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加，甚至發(fā)生非常危險(xiǎn)的情況。長遠(yuǎn)來看，對備件進(jìn)行認(rèn)真徹底地檢驗(yàn)和測試，使其符合主流質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)威規(guī)范，能給備件供應(yīng)商帶來競爭的優(yōu)勢。在維修過程中，為了減少停機(jī)和誤工時(shí)間，不同設(shè)備的不同備件需要確認(rèn)無誤和協(xié)調(diào)好交付時(shí)間，這對于比較復(fù)雜的設(shè)備來說非常耗時(shí)耗力，因此，為確保備件及時(shí)提供和準(zhǔn)時(shí)交付，良好的備件計(jì)劃對備件供應(yīng)商和船東來說都非常重要。理想的備件供應(yīng)伙伴，任何時(shí)候都能提供一站式的備件購買服務(wù)，任何地方都能提供可靠的交付服務(wù)，從而可以大大加快維修進(jìn)程，并減少突發(fā)狀況的發(fā)生概率。為使備件供應(yīng)更加簡單高效，備件供應(yīng)商可以為指定的維修工作提供預(yù)先計(jì)劃好的“備件包”，“備件包”中包括一系列備件甚至包括現(xiàn)場服務(wù)工作，這顯然使得備件的供應(yīng)更加快捷。

動(dòng)態(tài)維修的核心理念是：提供設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)給維修專家加以分析，并將分析結(jié)果反饋至船員。船員只需根據(jù)分析報(bào)告進(jìn)行更加精確的維修，不必像定時(shí)維修那樣到了固定的時(shí)間就需進(jìn)行維修。因此，動(dòng)態(tài)維修更加靈活，維修時(shí)間更加精確。這不僅可以降低運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)和成本，也使得重新制定設(shè)備的維修計(jì)劃和調(diào)整不同設(shè)備的維修時(shí)間節(jié)點(diǎn)至統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)維修窗口成為可能(如圖2所示)，從而大大降低維修時(shí)間，縮短停機(jī)停航時(shí)間，提高船舶營運(yùn)效率。

圖2　動(dòng)態(tài)維修優(yōu)化維修計(jì)劃表示意圖

2.2CBM工作原理

Wartsila CBM是DMP的重要組成部分，其工作原理如圖3所示：船上各設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)被采集并傳輸至船上電腦，然后通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)(或e-mail)傳送至岸上Wartsila CBM服務(wù)中心，服務(wù)中心的專家對船上設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供分析報(bào)告反饋給船員，船員根據(jù)分析報(bào)告進(jìn)行相應(yīng)的維修工作。

在CBM結(jié)構(gòu)框架中的各要素中，最關(guān)鍵的要素是“專家分析”。眾所周知，無論機(jī)器設(shè)備多么智能，以現(xiàn)有的科技發(fā)展水平，終究還是無法取代人類專家的專業(yè)知識(shí)。所采集到的船上設(shè)備技術(shù)數(shù)據(jù)只有經(jīng)驗(yàn)豐富的專家進(jìn)行基于設(shè)備特定運(yùn)行情況下的解讀和分析才能變成有價(jià)值的信息。對于船舶維修服務(wù)供應(yīng)商來講，無論現(xiàn)代科技的進(jìn)步多么巨大，人的主觀能動(dòng)性都非常重要，其專家技術(shù)水平和能力依然是公司主要的核心競爭力。而且，衡量一個(gè)船舶維修服務(wù)供應(yīng)商的實(shí)力如何，不僅僅要看其擁有的維修專家數(shù)量，更要看重其管理專家的能力。隨著越來越多的新技術(shù)新設(shè)備被應(yīng)用到船舶，如何更好地發(fā)揮供應(yīng)商所擁有的技術(shù)能力，有效的管理顯得尤為重要。這意味著，對于新設(shè)備，要盡快組織專家對其學(xué)習(xí)并熟悉；對于新技術(shù)，則應(yīng)引進(jìn)相應(yīng)的專家進(jìn)入公司。總而言之，隨著科技的進(jìn)步，尤其是網(wǎng)絡(luò)科技的進(jìn)步，將身在現(xiàn)場的船員與其身后由人類和機(jī)器智能所形成的全球知識(shí)庫相連已成為可能。要想達(dá)到此目標(biāo)，則要求船舶維修服務(wù)供應(yīng)商所提供的服務(wù)必須是真正全球性的。

圖3　Wartsila CBM工作原理

CBM的船上設(shè)備分析報(bào)告主要包括以下幾種：理想?yún)⒖紨?shù)據(jù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)反饋、設(shè)備運(yùn)行趨勢、生產(chǎn)報(bào)告、特殊分析、報(bào)警日志分析等。

判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的最重要依據(jù)就是“技術(shù)數(shù)據(jù)”。所采集到的各種數(shù)據(jù)越精確，船岸配合越密切，則對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估也就越準(zhǔn)確。通常情況下，一臺(tái)主機(jī)可安裝多達(dá)350個(gè)設(shè)定點(diǎn)以及120個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，從而確保正確判斷主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

2.3DMP的優(yōu)勢

(1)可降低運(yùn)營成本。由于設(shè)備被連續(xù)監(jiān)控，所以能夠預(yù)測設(shè)備未來的運(yùn)行趨勢，并安排最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)行檢修，因此可延長設(shè)備的使用壽命，從而帶來船舶運(yùn)營成本的降低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于燃油、滑油消耗下降，能平均節(jié)省約3%的運(yùn)營成本，由于維修成本的降低，能平均節(jié)省約5%～15%的運(yùn)營成本。

(2)可延長維修間隔。以燃用重油的Wartsila 46型柴油機(jī)為例，采用了DMP以后，其大修時(shí)間間隔已提高至16000～20000小時(shí)，未來可提高至24000小時(shí)。

(3)可降低意外停機(jī)時(shí)間。由于連續(xù)監(jiān)控設(shè)備，因此在船機(jī)故障變得嚴(yán)重之前就得以解決。根據(jù)運(yùn)行多年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，采用DMP維修的設(shè)備可使意外停機(jī)維修降低到約5%的水平。

(4)可提高維修效率。由于DMP能夠高效經(jīng)濟(jì)地組織備件、物流以及人力資源，所以在開展維修工作時(shí)，可以節(jié)省因?yàn)榈葌浼蚬ぞ叨斐傻臅r(shí)間浪費(fèi)，從而使維修時(shí)間節(jié)省約20%，大大提高了維修效率。

除此之外，與傳統(tǒng)的定時(shí)維修相比，動(dòng)態(tài)維修還具有以下優(yōu)勢：遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)、優(yōu)化操作有效性、判斷和預(yù)測機(jī)器運(yùn)行未來狀態(tài)、微調(diào)設(shè)備、提供設(shè)備維修意見、能夠?yàn)榇瑬|提供量身定做的維修計(jì)劃。

3DMP的發(fā)展趨勢

DMP的未來發(fā)展趨勢是維修服務(wù)協(xié)議。所謂維修服務(wù)協(xié)議，指的是維修服務(wù)供應(yīng)商與船東在相互信任的基礎(chǔ)上訂立長期的服務(wù)協(xié)議，該協(xié)議提供“一條龍”式的“包辦”服務(wù)，從備件供應(yīng)到保證設(shè)備良好運(yùn)行，直至故障維修等，這一切都由維修服務(wù)供應(yīng)商負(fù)責(zé)。這樣，可以一定程度地解放船東，使其可以集中更多精力投入到自己的主營業(yè)務(wù)中去。除此之外，維修服務(wù)協(xié)議還具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于船舶設(shè)備維修計(jì)劃高度優(yōu)化，因此大大縮短船舶停航維修時(shí)間，提高船舶使用率，從而提高盈利；

(2)降低燃油、滑油消耗，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；

(3)降低維修成本，長期成本預(yù)測；

(4)提高設(shè)備效率；

(5)提高設(shè)備可靠性；

(6)大大降低意外故障的發(fā)生率；

(7)減少故障診斷的時(shí)間和成本；

(8)延長設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間；

(9)延長設(shè)備維護(hù)周期。

Wartsila服務(wù)協(xié)議包括以下4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的種類：

(1)供應(yīng)協(xié)議。Wartsila主要向其客戶船東提供備件、一般售后服務(wù)以及在線解決方案。

(2)技術(shù)管理協(xié)議。Wartsila主要向其客戶船東提供動(dòng)態(tài)維修計(jì)劃、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、常規(guī)檢驗(yàn)、船員適任能力培訓(xùn)及其他技術(shù)支持。

(3)維修協(xié)議。Wartsila主要向其客戶船東提供人力支持、保證船舶設(shè)備性能良好以及全球性的服務(wù)與支持。

(4)資產(chǎn)管理協(xié)議。船上所有設(shè)備的運(yùn)行和維修完全由Wartsila負(fù)責(zé)，部分船員由瓦錫蘭管理。這樣，船東可以集中精力發(fā)展自己的核心業(yè)務(wù)。

以上4種協(xié)議并非固定不變的，Wartsila可根據(jù)客戶的需要量身定制協(xié)議。

目前，Wartsila公司已經(jīng)與皇家加勒比郵輪公司簽訂了服務(wù)協(xié)議，覆蓋29艘郵輪118臺(tái)Wartsila柴油機(jī)累計(jì)輸出功率1400MW，確保每一臺(tái)柴油機(jī)在全球任何地方任何時(shí)間都能享受到Wartsila的及時(shí)服務(wù)。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，根據(jù)皇家加勒比郵輪公司的反應(yīng)，效果良好。

4結(jié)語

毫無疑問，數(shù)字化必將使未來船舶維修發(fā)生變化，智能技術(shù)在船舶工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛，船舶維修服務(wù)供應(yīng)商需更加深入地理解客戶的需求，深入合作，提供高效優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化解決方案，從而幫助船東和船員在市場中獲得競爭優(yōu)勢。

隨著DMP船舶維修保養(yǎng)體系引進(jìn)機(jī)艙，船舶的自動(dòng)化設(shè)備和在線系統(tǒng)得到越來越充分地應(yīng)用。船用主機(jī)各種參數(shù)的監(jiān)控、測量、分析使得維修的需求得以較為精確的預(yù)測，從而提高主機(jī)的整體性能。靈活的維修間隔期既可降低成本，也能保護(hù)設(shè)備，并且使船舶的維修工作在最需要的時(shí)候得以最恰當(dāng)?shù)木S修。

參考文獻(xiàn)

1魏海軍.輪機(jī)維護(hù)與修理[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2008

2中國船級(jí)社.船舶能效管理計(jì)劃(SEEMP)編制指南.2013

(責(zé)任編輯：譚銀元)

Wartsila DMP Ship Maintenance System

ZHANG Ji-chao

(Nantong Shipping College, Nantong 226010, China)

Abstract:The DMP ship maintenance system of Wartsila is introduced in this essay. Starting from the background of DMP, the essay explains the basic structure, and work principle of DMP, analyses its advantages and finally points out the future development trend of DMP.

Key words:DMP; ship maintenance system; dynamic maintenance plan

中圖分類號(hào)U672.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1671-8100(2016)01-0024-04

作者簡介：張記超，主要從事船舶制造與維修方面的教學(xué)和科研工作。

收稿日期：2015-10-16