[发明专利]一种舰船重要设备的供电故障模型和影响分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶设计的技术领域，尤其涉及一种能够满足英国劳氏船级社军船入级规范的舰船重要设备的供电故障模型及影响分析方法，其适用于入级英国劳氏军船规范舰船，对重要设备的供电系统进行故障模型及影响分析设计。

背景技术

随着我国对外军贸舰船市场的发展，在面向国际市场客户时，考虑到实际需求，采用国际认可的标准规范进行设计并取得相应船级社认证逐渐被船东所接受，而从1997年开始，世界主要船级社包括挪威、英国劳氏、美国、德国、意大利等船级社与军方合作，陆续研究并颁布了各自军船入级规范。其中，英国劳氏船级社的军船入级规范(General Information for the Rules and Regulations for the Classification of Naval Ships)是颁布时间最早、内容最全面、修订最为及时的公开性第三方军船规范。覆盖了所有级别海军舰船的设计、建造和分级，其内容涉及到舰船设计的各个方面：船体结构、主机、推进系统、电力系统以及特定的军用设施。

在电力系统设计中，英国劳氏船级社军船入级规范(简称劳氏军规)对重要设备的供电系统有明确要求，需要进行“故障模型和影响分析(Failure Mode and Effects Analysis，简称FMEA)”，但规范中仅对重要设备范围进行了明确表述，其他要求为：FMEA应用于检验电力供应和配电系统一旦发生故障对于重要设备供电的可用性。FMEA应针对不同的系统操作模型和配置。FMEA应包括对电力和配电系统产生重大影响的有关机械故障，即原动机故障引起的对重要设备供电的故障。上述要求，对于故障模型的建立、故障影响分析均未有实质的定义和要求，我国在该劳氏军规应用上也没有过工程经验，因此有必要发明一种能够快速建立故障模型，对故障影响应有效的分析设计方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种能够满足英国劳氏船级社军船入级规范的舰船重要设备的供电故障模型及影响分析方法，其能快速建立重要设备供电系统的故障模型，从而有效地对电力系统设计进行故障影响分析。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种舰船重要设备的供电故障模型和影响分析(FMEA)方法，该方法满足英国劳氏军船入级规范，所述方法包括如下步骤：

1)根据英国劳氏军船入级规范，确定系统设备范围、设备层级范围和故障类型；

2)对步骤1)中所述的系统设备范围、设备层级范围和故障类型进行排列组合，得到相应的故障模式，建立故障模型；

3)对步骤2)所述的故障模型中的故障模式的冗余度进行分析，得出故障影响分析结果。

为了进一步优化上述供电FMEA方法，本发明的技术措施还包括：

进一步地，所述系统设备范围包括与每一重要设备供电相关的供电设备，所述供电设备包括发电机组、配电板或配电箱、蓄电池组、充放电板，也可根据实际情况包含其他供电设备。

进一步地，所述设备层级范围包括燃油分系统、滑油分系统、冷却分系统、配电开关、一级电器模块，也可根据实际情况包含其他设备层级系统。

进一步地，所述故障类型包括短路故障、断路故障和失效故障，也可根据实际情况设定其他故障类型。

进一步地，所述故障影响分析结果包括轻的、重的、危险的和灾难性的。

进一步地，所述故障模式的冗余度的分析具体如下：

a)如果一个重要设备具有另外相同的设备进行功能冗余，则对于该重要设备，不论何种故障模式，其故障影响分析结果均是轻的；

b)将一个重要设备的一个故障模式进行归类，如果两条或两条以上故障模式在系统设备范围或设备层级范围的组成上有冗余，则该故障模式影响分析结果是轻的；

c)如果一个重要设备的某条故障模式在系统设备范围或设备层级范围上具有相应的一条故障模式在功能上冗余，则该故障模式影响分析结果是轻的；

d)如果一个重要设备的某条故障模式在系统设备范围或设备层级范围上均没有组成上的冗余或者功能上的冗余，则该故障模式分析结果根据该重要设备的重要程度确定为重的、危险的或灾难性的。

进一步地，当故障模式分析结果为重的、危险的或灾难性的，其对应的故障模式要重新返回供电系统进行优化设计，增加冗余，并重新分析。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：