船舶机电系统可靠性评估方法

许彬仲舒男

摘要：对于船舶而言，机电系统是确保船舶安全航行的关键环节，机电系统是否可靠，关系着船舶能否顺利完成任务，关系着每一位船员生命财产的安全。因此，在实践中必须采取措施对船舶机电系统的可靠性进行评估，避免机电系统故障给船舶的营运带来损失。

关键词：评估方法，船舶机电，可靠性，分析研究

1前言

科学技术的日新月异，使高新技术产品也应用越来越广泛，而现代船舶就是其中的一种。随着现代船舶技术的发展，船舶机电系统也开始了其广泛应用，它除了在民用行业展现了其巨大的应用价值外，在军事领域也发挥了不可忽视的作用。近年来，一些船舶进购部门把船舶的可靠性作为选购的指标之一，因此，很多船舶制造部门开始了对这方面的重视。从这些方面看来，船舶机电系统可靠性评估方法探究有着很大的实际应用价值。由于船舶本身有着大型复杂系统这个特点，导致其可靠性评估也会随着变化。船舶研制方和使用方都会参与船舶项目，重点是建立一套完整的评估系统模型，并将船舶的可靠性评估渗入其中，进而在完成对船舶其他性能测试的同时实现对其可靠性的评测。

一方面，船舶机电系统的结构复杂且价值昂贵，有关部门根本无法对船舶机电系统的可靠性进行全面专项的检验。另一方面，船舶机电系统大多都是机电一体化设备，这也给船舶机电系统的可靠性评估工作增加了难度。

2船舶机电系统分析

在对船舶机电系统的可靠性进行分析时，一套合适的可靠性的审核方法对于保障系统的可靠性评价指标是非常重要的，在一般情况下，对于厂家新研制出来的产品在定型之前，建立一套合适的方案对可靠性进行分析是十分必要的。同样，对于已经交付的产品也需要建立可靠性分析方法对产品进行验收。从目前的实际情况来看，船舶机电系统不仅其结构十分复杂，同样其造价也是十分昂贵的，因此，想要对船舶机电系统进行专项的可靠性试验和鉴定，基本上是不可能的。

在进行船舶机电系统的可靠性检测时，一般都需要花费大量的精力去搜集相关的数据并要进行很多相关实验。此外，由于当前船舶上的机电系统多是机电一体化设备，并且非电子产品占到了90%以上，由于这些电子产品在设计的理论、具体的设计方法、使用环境特点以及内部质量等方面存在有巨大的差异，因此，在对其可靠性进行测定的过程中也存在有很大的不同。但是，对于现代船舶而言不仅有很多的电子产品同时还存在有很多的非电子产品，因此，在对船舶机电系统与复杂的电子系统进行可靠性分析时在分析方法上有很多不同。要坚持从原理到实际，再从实际到原理的反复的结合，努力探索一套符合船舶机电系统特点的有效评价的方法，值得我们注意的是：在进行船舶机电系统的可靠性分析时不能套用电子产品的评价方法。

3现有系统评估方法的可靠性

商品在某些相关要求的条件下，可以按时完成规定的任务时，即为实现了可靠性要求。“相关要求的条件”一般包括使用条件和环境条件两部分。在实验的内在环境和会引发外界条件变化的条件即为相关的环境条件。“规定的任务”是指人们希望产品达到预期实验者的要求，一般包括产品的运用功能和产品的性能指标两部分内容。也就是通常所说的任务功能和水平技术。当产品不能满足这两部分的功能要求时，即可断定为系统出现了故障。“按时”是指商品从头到尾完完全全完成人们希望达到的功能的预计总时间，我们一般说的规定时间是指“任务执行时间”。

船舶机电系统可靠性的评估主要包括两个方面：一是系统可靠性评估。二是单元可靠性评估。船舶机电系统可靠性的评估方法多种多样，每种方法都具有其特有的特征和规律，这就要求有关单位和个人要掌握各种评估方法的要领，并能够依据实际情况采取最为合理的评估手段，确保船舶机电系统可靠性评估的结果准确有效。

4现有系统可靠性评估方法分析

通过数值计算方法对系统可靠性进行综合评估,这就是我们通常所说的系统可靠性综合评估,也就是金字塔式可靠性评估。金字塔式可靠性评估是工程上运用比较广泛的评估方法。它主要有信赖法、贝叶斯法、经典法等几种。

4.1贝叶斯评估法

在贝叶斯评估法中，被估参数是一种随机变量，而贝叶斯定理则可以明确船舶机电系统可靠性的贝叶斯区间。这种方法能够充分的利用验前信息来对船舶机电系统的可靠性进行评估，从而减少实验费用和实验所用的时间。贝叶斯评估方法的关键就在于验前信息的选择，可见，验前信息的局限性是制约贝叶斯评估法应用范围的重要因素。

4.2经典评估法

经典评估法又叫置信区间评估法，是目前船舶机电系统可靠性评估工作中应用最广泛的方法，经典评估法具有以下两点特点：(1)经典评估法的被估参数是不变的。(2)经典评估法的置信区间是随即变化的。经典评估法的随机置信区间中包含了被估参数的可信度，置信区间的长度则关系着系统估计的准确程度，这种方法在理论上相对比较成熟。

但经典评估法中尚存有一个关键性问题，就是如何确定评估的样本量，样本的量所设定的范围越小，结果越不准确，因此，在实践中必须要把船舶机电系统的结构单元进行精细的划分，从而利用底层单元信息来提高所评估的样本量，这虽然是提高样本量的一种方法，但同时又会导致大量计算的出现，在一定程度上增加了评估过程中信息误差的级别，增加了传递过程中信息误差的几率，从而降低了评估结果的准确性，所以，把经典评估法应用在船舶机电系统这样的大型系统中，尚存在着一定的阻碍和难度。

4.3信赖法评估法

信赖法认为,参数的分布是根据观测样本确定的,且这个分布不是由于参数具有随机变量的特征引起的,它反映了参数落在信赖区间内的可信程度,因而称之为信赖分布。评估时,根据评估对象的具体情况,确定一种相对合适的信赖分布,再由信赖分布密度函数求出被估参数信赖区间的界限,从而实现评估目的。因信赖法对多参数密度族尚未建立明确的确定信赖分布的规则,且仅在某几类问题上有一些结果,还存在一些内在的理论困难,因此将它应用于船舶机电系统的评估还比较困难。

5结语

可靠性是船舶的重要性能之一,是船舶完成预定任务能力的有力保障,尤其是对于船舶机电系统这种结构复杂,运行模式多样的复杂子系统,保证其达到可靠性指标尤为重要。要保障系统的可靠性指标,就必须有合适的可靠性考核手段,否则指标要求只能成为空话。

船舶机电系统是一项结构比较复杂、运转多样的系统，其可靠性有着很大影响。随着高新科技产品使用的越来越广泛，现代船舶作为其中的一种也得到了快速发展，船舶机电系统除了在民用行业上有非常大的应用价值外，在一些军事领域也发挥着不可替代的作用。目前很多船舶进购部门都将其可靠性作为选购的重要标准，所以船舶可靠性也成为船舶制造部门非常重视的项目。

参考文献

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