安 亮 王 琪 朱永祥

(南通航運職業(yè)技術學院，江蘇南通，226010)

基于電控柴油機機艙資源管理培訓項目的開發(fā)

安 亮 王 琪 朱永祥

(南通航運職業(yè)技術學院，江蘇南通，226010)

針對電控柴油機在船舶上的廣泛應用導致相關培訓需求無法滿足的問題，開展基于電噴柴油機的機艙資源管理培訓項目開發(fā)研究。結合航海類高職院校優(yōu)勢，從培訓方案設計、實訓系統(tǒng)規(guī)劃、師資隊伍建設及培訓組織形式等方面闡述培訓項目開發(fā)，為船用電控柴油機培訓項目開發(fā)提供參考。

電控柴油機；培訓；機艙資源管理

電控柴油主機實船應用越來越廣泛，而絕大多數(shù)高級輪機管理人員對電控柴油機的基本概念不甚了解。為了保證電控柴油機船營運的安全性，船東對其輪機管理人員在電控柴油機方面的技能培訓資質有要求。國內高級船員適任證書考試或補差培訓中有關電控柴油機的教學內容涉及較少，電控柴油機供應商提供的管理培訓尚未完全對社會開放。廣大高級輪機管理人員的船用電控柴油機管理技能培訓的需求無法滿足。因此，符合條件的航海類高等院校應系統(tǒng)地開發(fā)電控柴油機管理技能培訓項目。

1 電控柴油機及培訓概況

1.1 電控柴油機技術

船舶電控柴油機取消了傳統(tǒng)的凸輪軸系統(tǒng)，采用智能控制技術監(jiān)控燃油噴射、排氣等過程，使柴油機全工況均能運行在最佳燃燒狀態(tài)，大大降低了燃油消耗。其強大的運轉適應性、多操作模式及完善的監(jiān)控技術，在大型低速機市場幾乎完全取代了傳統(tǒng)機型。船用大型低速電控柴油機主要以Wartsila Sulzer RT-flex及MAN B&W ME系列機型為主。

Wartsila對Sulzer RTA系列傳統(tǒng)機型進行改進，研發(fā)了Sulzer RT-flex系列電控柴油機。RT-flex系列電控柴油機，相對RTA機型取消了凸輪軸及其相關機構，增設了高壓燃油共軌系統(tǒng)、伺服油系統(tǒng)和WECS-9520控制系統(tǒng)。高壓燃油共軌系統(tǒng)(額定100MPa)保證各缸噴射壓力一致且燃油噴射不受主機自身工況的影響，避免了噴射異常，提高了燃油噴射的質量和靈活性。伺服油系統(tǒng)(額定20MPa)主要為燃油噴射閥、排氣閥的啟閉提供執(zhí)行動力。WECS -9520是由各氣缸控制單元(FCM-20)通過雙冗余CAN總線組成的完全分布式網絡化系統(tǒng)。其主要功能有：替代傳統(tǒng)柴油機凸輪軸系統(tǒng)控制燃油噴射、排氣等過程；根據主機工況控制燃油共軌壓力、伺服油壓力及汽缸油潤滑；實現(xiàn)系統(tǒng)故障監(jiān)測、診斷及安保。RT-flex系列船用電控柴油機可將最低穩(wěn)定轉速降至額定轉速的10%，且保證全工況燃燒都處于最佳狀態(tài)。

MAN B&W ME系列電控柴油機在成熟機型MC機械結構上取消了凸輪軸系統(tǒng)，增設了液壓動力供給單元、氣缸液壓單元及控制系統(tǒng)。液壓動力供給單元將滑油過濾并升壓為30 MPa的伺服油，為燃油噴射和排氣閥開啟提供動力。氣缸液壓單元(每缸設置一套)，接收控制系統(tǒng)指令控制各缸燃油噴射、排氣啟閉等?？刂葡到y(tǒng)亦是雙冗余工業(yè)網絡結構，主要功能與Sulzer RT-flex控制系統(tǒng)類似。但是ME系列與RT-flex系列技術差別較大；ME沒能實現(xiàn)高壓共軌，而是采用30MPa伺服油通過FIVA閥瞬間升壓實現(xiàn)燃油噴射；控制理念也不及RT-flex先進；但ME機型傳承MAN B&W操作簡便的優(yōu)點仍可占據相當?shù)氖袌龇蓊~。

1.2 電控柴油機培訓概況

Wartsila、MAN B&W針對相應電控柴油機開設了電控柴油機管理技能培訓項目，培訓內容由電控柴油機基本概念至故障診斷循序漸進，培訓效果良好。但是他們所開設的培訓并未完全對社會開放，僅在用戶購買其柴油機的同時對接船輪機管理人員進行交接船培訓。

國內某電控柴油機生產基也開設了“船用電控柴油機”培訓項目。培訓師資團隊主要由電控柴油機生產技術人員組成，主要從設計及制造的角度講授船用電控柴油機結構特點；實踐教學過程則是參觀相關船用電控柴油機的生產車間。學員可通過培訓很好地掌握電控柴油機結構特點，然而卻不能在電控柴油機管理維護、故障診斷及資源管理等更深的技術層面做到系統(tǒng)化，達不到資源管理的高端培訓目的。

2 管理技能培訓項目方案

2.1 管理技能培訓項目

船舶電控柴油機由完全分布式的網絡化控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動運行，相對傳統(tǒng)柴油機結構，設計理念差別較大。做好船用電控柴油機的日常管理工作，除了必備傳統(tǒng)柴油機維護管理經驗外，還須精通計算機控制、工業(yè)網絡通信等諸多方面知識，更需要將柴油機機械管理維護與計算機控制及工業(yè)網絡通信等知識融會貫通的高端管理技能。

船舶電控柴油機管理技能培訓項目面對高級輪機管理人員傳授電控柴油機管理、維護、維修及機艙資源管理等管理技能，使學員在船用電控柴油機理論方面和管理維護技能方面最終達到專業(yè)化和職業(yè)化水平，并且能夠從電控柴油機機艙資源管理的高度保證輪機管理人員之間、輪機系統(tǒng)之間及輪機管理員與輪機系統(tǒng)之間高度契合，從而達到機艙資源配置的最優(yōu)。

Wartsila Sulzer RT-flex 系列機型與MAN B&W ME系列電控柴油機技術差別較大，其管理技能培訓項目應根據各自技術特點分開規(guī)劃。Wartsila Sulzer RT-flex 系列電控柴油機是船用大型低速電控柴油機中的技術標桿，其結構簡單、邏輯清晰、理念先進，可作為電控柴油機管理技能培訓的入門項目。結合Wartsila Sulzer RT-flex系列機型技術特點及輪機高級管理人員的知識結構，RT-flex系列電控柴油機管理技能培訓項目具體開設如下：

(1)RT-flex系列機型結構及設計特點。通過與傳統(tǒng)機型RTA系列對比討論，掌握RT-flex結構特點，4學時。

(2)RT-flex系列機型高壓共軌系統(tǒng)及伺服油系。使學員掌握燃油高壓共軌、伺服油系統(tǒng)結構、功能及維護管理，精通RT-flex機型燃油噴射及排氣特點；6學時。

(3)RT-flex系列機型氣動操縱系統(tǒng)。使學員掌握氣動操縱系統(tǒng)運行特點與維護管理，1學時。

(4)Wartsila電子脈沖汽缸油潤滑系統(tǒng)(PLS)。使學員掌握PLS結構及運行特點，精通多孔脈沖射流技術，并熟練PLS操作及維護管理，3學時。

(5)WECS-9520控制系統(tǒng)。使學員掌握WECS-9520網絡化結構及運行特點，精通系統(tǒng)信號流程、系統(tǒng)接線，及人機交互操作與維護管理，6學時。

(6)Flex View操作與調試，使學員掌握常規(guī)Flex View參數(shù)查詢與修改等操作，了解Flex View在系統(tǒng)安裝調試中的操作，6學時。

(7)RT-flex系列機型日常維護管理與常見故障診斷。使學員從電控柴油機系統(tǒng)的角度精通RT-flex備車操作、運行管理及完車操作等維護管理，并可對常見故障進行診斷、排除，6學時。

(8)WECS-9520與主機遙控、控監(jiān)測報警等外部系統(tǒng)的集成。使學員掌握RT-flex控制系統(tǒng)WECS-9520與Kongsberg Auto Chief 600主機遙控系統(tǒng)、K-Chief 600監(jiān)測報警系統(tǒng)的數(shù)據通信及信號連接，熟練使用Auto Chief 600遙控操縱主機及使用K-Chief 600監(jiān)測主機運行，并會處理常見故障，6學時。

(9)基于RT-flex系列機型的機艙資源管理。在RT-flex系列電控柴油機在理論和維護管理上達到專業(yè)化和職業(yè)化水平后，使學員從電控柴油機機艙資源管理的高度保證輪機管理人員之間、輪機系統(tǒng)之間及輪機管理員與輪機系統(tǒng)之間高度契合，從而達到機艙資源配置的最優(yōu)。

與Wartsila Sulzer RT-flex 系列機型相比，MAN B&W ME系列船用電控柴油機性能稍遜色，但是其友好的人機交互系統(tǒng)造就的操作簡便等特點而倍受青睞。為了淡化輪機管理人員對ME系列機型的陌生感，ME在設計上盡可能地繼承MC機型的特點。因此MAN B&W ME系列機型管理技能培訓項目較RT-flex系列稍簡單，具體項目如下：

(1)ME系列機型機構及設計特點。通過與傳統(tǒng)機型MC系列對比討論，掌握ME結構特點，4學時。

(2)ME系列機型液壓動力供給單元(HPS)及氣缸液壓單元(HCU)。使學員掌握HPS及HCU結構、功能及維護管理，精通ME機型燃油噴射及排氣特點，6學時。

(3)ME系列機型氣動操縱系統(tǒng)，同RT-flex系列機型此項要求。

(4)MAN B&W Alpha汽缸油注油系統(tǒng)(PLS)，使學員掌握Alpha注油系統(tǒng)結構及運行特點，并熟練PLS操作及維護管理，3學時。

(5)ME控制系統(tǒng)(ECS)及曲軸位置感受系統(tǒng)(CPSS)。使學員掌握ECS和CPSS網絡化結構及運行特點，精通信號流程、系統(tǒng)接線，并熟悉MOP等人機交互操作與維護管理，6學時。

(6)ME系列機型日常維護管理與常見故障診斷，同RT-flex系列機型此項要求。

(7)WECS-9520與主機遙控、控監(jiān)測報警等外部系統(tǒng)的集成，同RT-flex系列機型此項要求。

(8)基于RT-flex系列機型的機艙資源管理，同RT-flex系列機型此項要求。

船用電控柴油機管理技能培訓項目教材嚴格按照上述培訓項目編寫，教材采用大量高清實物圖片、流程圖、結構框圖等形式直觀地闡述船用電控柴油機各方面內容。教學過程為基于電控柴油機的輪機模擬器理實一體化教學，教學效果良好。

2.2 培訓項目創(chuàng)新性

船用電控柴油機自2014年起開始淘汰傳統(tǒng)機型而大規(guī)模裝船應用，其管理技能培訓項目開發(fā)研究則剛起步。供應商開發(fā)的管理技能培訓項目僅針對電控柴油機本身的維護管理，淡化了電控柴油機與主機遙控、監(jiān)測報警等系統(tǒng)集成，更無法從機艙資源管理的高度培訓智能主機機艙資源最優(yōu)配置技能，而這些正是高級輪機管理人員日常工作的關鍵所在。缺少電控柴油機機艙資源管理培訓項目的船用智能管理技能培訓則缺乏系統(tǒng)性，則不是完整的管理技能培訓。

南通航運職業(yè)技術學院船用電控柴油機師資團隊一直深度跟蹤電控柴油機技術發(fā)展和實船應用情況，并且團隊中多名輪機長和電子電氣員多次赴電控柴油機船舶任職。站在電控柴油機機艙資源管理的高度開發(fā)Wartsila Sulzer RT-flex和MAN B&W ME等系列船用電控柴油機管理技能培訓項目。使輪機高級管理人員除了學會電控柴油機維護管理等管理技能外，還能獲取關于電控柴油機機艙的更為高端的資源調配技能。

3 管理技能培訓

3.1 實訓設備

船用電控柴油機高端培訓最為直接的培訓場所應是以RT-flex和ME機型為主推進動力的自動化機艙。機艙可以有兩種形式，實船機艙或陸地教學機艙。在實船機艙開展培訓可以保證培訓場所和日后工作場所最大程度的吻合，但也存在一定的局限性。在營運船舶開展培訓，培訓工作會給正常營運帶來較多困難，為了保證安全營運，很多方面培訓無法在短時內完成。陸地教學機艙可克服前述困難，但是以電控柴油機為主推進動力的機艙建設成本太高，更沒有培訓機構能同時完成RT-flex和ME兩種主推進動力的機艙系統(tǒng)的培訓。

基于電控柴油機的高仿真輪機系統(tǒng)模擬器不失為一種高效、節(jié)能的理實一體化培訓設備，其系統(tǒng)邏輯與實際仿真對象幾乎完全相同，教師既可講通過模擬器講解電控柴油機結構及運行原理等理論知識，也可通過模擬器傳授管理、維護、故障診斷、機艙資源配置等管理技能，學員可通過模擬器反復操作練習加深映像，融會貫通。培訓及訓練過程不會同機艙培訓一樣產生巨大的能耗，學員的誤操作也不會帶來任何風險，即使出現(xiàn)故障或誤操作重新復位即可，且成本相對低廉。

南通航運職業(yè)技術學院會同國內知名海事院校以及海事自動化企業(yè)共同研制了基于RT-flex電控柴油機的輪機系統(tǒng)模擬器和基于ME系列的輪機系統(tǒng)模擬器。模擬器采用半實物半仿真系統(tǒng)實現(xiàn)電控柴油機管理維護操作、故障診斷及機艙資源管理教學，其中特有的3D仿真系統(tǒng)動態(tài)展示電控柴油機結構及特有零部件系統(tǒng)結構，并實現(xiàn)硬件拆裝與更換模擬操作?；赗T-flex電控柴油機的輪機模擬器和基于ME系列的輪機模擬器可完全滿足高端培訓的要求，并得到了相關機構的認可。此外，學院還購置了電控柴油機特有的關鍵部件，如RT-flex機型中的燃油高壓共軌總管、容積式噴射單元和ME機型中的FIVA閥等。

3.2 師資隊伍建設

為了達到管理技能的培訓效果，必須打造一支在船用電控柴油機方面理論水平扎實、管理、維護維修及機艙資源調配技能高超、專業(yè)教學水平一流的綜合型動態(tài)師資隊伍。

所謂綜合型師資隊伍，由精通船用電控柴油機的知名學者、教授、副教授、講師、輪機長、電子電氣員(電機員)、調試工程師、高級維修技工等成員組成的專業(yè)化教學團隊。組建綜合型師資隊伍的目的，即站在機艙資源管理的高度“玩轉”船用電控柴油機。團隊成員在日常教研中相互學習、取長補短，最終使團隊成員在電控柴油機管理、維護維修、調試及機艙資源調度等方面面面精通。綜合型師資隊伍還應是動態(tài)發(fā)展的，提倡團隊中的個體成員“身兼數(shù)職”，如某成員可以既是講師、也是電機員，甚至是調試工程師和高級維修技工，這就要求團隊成員應定期或不定期去企業(yè)一線充電學習，如參加供應商專業(yè)培訓、電控柴油機船或船務機構任職等。此外還可動態(tài)發(fā)展教師電控柴油機維修人員和供應商調試人員等外聘專業(yè)教師，可根據具體情況選擇外聘教師直接參加培訓或參加教研活動。

3.3 組織形式

船用電控柴油機技術正在不斷的發(fā)展與完善，已經裝船的電控柴油機在使用過程中也會出現(xiàn)不同的問題。為了達到管理技能培訓效果，必須動態(tài)跟蹤船用柴油機技術發(fā)展和電控柴油機的實船應用情況。要跟蹤技術發(fā)展和實船應用動態(tài)，作為培訓機構必須構筑“多位一體”的合作培訓的思路。所謂“多位一體”的合作培訓思路是由電控柴油機高端培訓機構主導，會同電控柴油機供應廠商、擁有電控柴油機船舶的海運公司、有電控柴油機安裝和調試經驗的修造船、船級社、造船協(xié)會等多家單位合作辦學，使各方在利益和效益上達到共贏。

國際知名企業(yè)均有相關的校園合作政策，Wartsila、MAN B&W等船用電控柴油機廠商也不例外。培訓機構可通過電控柴油機供應廠商合作共建實驗室，培訓Wartsila、MAN B&W等廠商的技術。對廠商而言，無疑是擴展用戶最強有力的廣告效應；對培訓機構而言，相對較小的經濟投入便可掌握前沿高端培訓技術。

培訓機構通過與船級社、造船協(xié)會的合作，在培訓細節(jié)上不斷優(yōu)化，達到船級社、造船協(xié)會的認證標準，從而獲得專業(yè)認證提高培訓質量和社會關影響力；同時整個合作過程也同樣可促成船級社、造船協(xié)會相關標準、政策的優(yōu)化。南通航運職業(yè)技術學院在教學培訓、專業(yè)建設等方面一直本著“多位一體”的合作辦學思路，取得了一定的成效的同時也獲得了業(yè)內的肯定。

4 結 論

自2014年以來，船用電控柴油機幾乎完全取代傳統(tǒng)機型裝船運行，高級輪機管理人員管理技能培訓需求尤為突出。航海類高職院校開發(fā)船用電控柴油機管理技能培訓項目相對其它培訓結構在機艙資源管理方面有明顯的優(yōu)勢。船用電控柴油機技術和實船應用情況均在動態(tài)發(fā)展之中，管理技能培訓項目開發(fā)研究也將不斷地完善和優(yōu)化。

1 李世臣等．船舶動力裝置(輪機長)[M]．大連:大連海事大學出版社,2012.

2 Wartsila．Sulzer RT-flex Diesel Engine Instruction Book[EB/OL]．.www.wartisila.com,2012.

3 MAN B&W-S60ME-C. Instruction for Main Engines[EB/OL]. www.mandiesel.com，2012.

(責任編輯：譚銀元)

The Development and Research of MIDE Technique Training Program

AN Liang，WANG Qi，ZHU Yong-xiang

(Nantong Shipping College； Nantong 226010, China)

Marine intelligent diesel engine is being commonly used in ships, while there are no sufficient operational skills training programs. According to this problem, the essay attempts to develop a training program of engine room resource management. Based on the advantages of higher vocational colleges, the program designing, skills training system planning, the teaching staff building and training organization have been studied.

marine intelligent diesel Engine; training; ERM

2016-08-20

安 亮，男，碩士，講師，主要從事柴油機制造與維修方面的教學和科研工作。

G712

A

1671-8100(2017)01-0102-04