[发明专利]一种船舶柴油机健康管控系统及管控方法

说明书

本发明公开了一种船舶柴油机健康管控系统，包括：柴油机、数字孪生体模块、数据管理模块、运行仿真模拟平台模块、孪生数据处理模块、健康管理模块；柴油机分别与数字孪生体模块、运行仿真模拟平台模块、孪生数据处理模块、健康管理模块连接；数字孪生体模块分别与数据管理模块、运行仿真模拟平台模块数据交互；数据管理模块与健康管理模块数据交互；数据管理模块与运行仿真模拟平台模块数据交互。本发明能够及时预测识别和解决柴油机异常与故障，对柴油机性能有效评估，提高柴油机的工作效率，节省维修成本。

技术领域

本发明涉及船舶设备健康管控技术领域，具体涉及一种船舶柴油机健康管控系统及管控方法。

背景技术

船舶柴油机在机型方面，总体已经发展到很高水平，当前船舶柴油机的发展仍以节能减排为中心，由于船舶发展日趋巨型化与智能化，对船舶柴油机的经济性、可靠性的要求日益提高，但由于船舶柴油机结构复杂、单装备价格高，维护、维修困难等特点，并且大多数船舶柴油机仍处于传统的事后维修和计划维修层次，一旦发生故障，轻则停机造成经济损失，重则危害船上人员的生命财产安全等。

针对这些问题，为保障船舶柴油机的正常工作，亟需实现对柴油机的健康管理，近些年有关船舶柴油机健康管理的技术逐渐被研究，包括故障预测与健康管理(PHM)技术等，如中国船舶重工集团柴油机有限公司的李业鹏等人公开了一种低速柴油机故障诊断系统，在大数据、机器学习等算法基础上建立柴油机故障特征参数模型对柴油机进行健康管理(李业鹏，张光伟，张振强等.一种低速柴油机故障诊断系统[P].中国专利:CN108593302A:2018-09-29)。

但是这些方法都存在明显不足，只是从状态监测或故障诊断某个方面来实现柴油机的健康管理，而无法及时、准确地对船舶柴油机进行实时状态监测、健康评估、故障诊断与预测、维护与维修等。

发明内容

本发明提供了一种船舶柴油机健康管控系统及管控方法，以解决现有技术中无法及时、准确地对船舶柴油机进行实时状态监测、健康评估、故障诊断与预测、维护与维修的问题。

本发明提供了一种船舶柴油机健康管控系统，包括：柴油机、数字孪生体模块、数据管理模块、运行仿真模拟平台模块、孪生数据处理模块、健康管理模块；

所述柴油机分别与所述数字孪生体模块、运行仿真模拟平台模块、孪生数据处理模块、健康管理模块连接；所述数字孪生体模块分别与所述数据管理模块、运行仿真模拟平台模块数据交互；所述数据管理模块与所述健康管理模块数据交互；所述数据管理模块与所述运行仿真模拟平台模块数据交互；

所述数字孪生体模块用于根据所述柴油机的实时运行数据，模拟柴油机运行过程，产生模拟运行数据；

所述数据管理模块用于根据所述柴油机正常运行数据优化所述数字孪生体模块；

所述运行仿真模拟平台模块用于根据数字孪生体生成的模拟运行数据验证分析后对所述柴油机进行控制；

所述孪生数据处理模块基于孪生数据融合方法从所述柴油机的数据进行特征提取，产生特征数据；

所述健康管理模块用于根据所述特征数据进行健康管理反馈过程。

本发明还提供了一种船舶柴油机健康管控系统的管控方法，包括：柴油机控制过程、柴油机健康管理过程；

所述柴油机健康管理过程包括如下步骤：

步骤A1：孪生数据处理模块获取柴油机运行参数；

步骤A2：孪生数据处理模块对柴油机运行参数进行孪生数据融合，形成融合数据；

步骤A3：孪生数据处理模块对融合数据进行特征提取，产生特征数据；

步骤A4：对健康管理模块中的状态监测单元中监测方法的TCN模型进行优化；