返回
打印據(jù)克拉克森研究公司稱,航運(yùn)業(yè)的備件和維護(hù)成本一直在穩(wěn)定增長,約占船舶運(yùn)營支出的18%。設(shè)備故障維修計(jì)劃不當(dāng)、備件不足等情況都可能對(duì)總的維護(hù)成本造成不利影響。而且,由于購置、服務(wù)和運(yùn)輸需求的增加,故障維修的頻率可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于計(jì)劃中的數(shù)量。另外,隨著船齡的增長,所有維護(hù)成本要素都可能進(jìn)一步惡化。
在急劇波動(dòng)的不定期船運(yùn)市場(chǎng)中,油輪、干散貨和集裝箱船等細(xì)分市場(chǎng)之間的費(fèi)率往往浮動(dòng)很大,毫無疑問,船東需要對(duì)船舶維護(hù)成本進(jìn)行嚴(yán)格控制,這件事對(duì)他們來說非常緊迫。目前在優(yōu)化此類成本支出時(shí),技術(shù)部門所采用的傳統(tǒng)方法是將預(yù)防性和糾正性維護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合。船員根據(jù)特定的運(yùn)行時(shí)間或日期間隔執(zhí)行檢查和清潔主要組件等操作。一旦船舶出現(xiàn)設(shè)備故障,只要船上有足夠的庫存,就可以對(duì)其進(jìn)行維修或更換。定期重復(fù)進(jìn)行掃氣口清理和主要部件潤滑等維護(hù)操作可以使設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀態(tài),但并不能充分預(yù)防機(jī)械故障。
為了確保最高程度的業(yè)務(wù)連續(xù)性以及對(duì)維護(hù)成本進(jìn)行最佳控制,部署預(yù)測(cè)性維護(hù)方案,利用數(shù)字化技術(shù)來進(jìn)行主動(dòng)設(shè)備分析并及時(shí)安排糾正性維護(hù)任務(wù)是一種很好的方式。通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及對(duì)備件的采購來源、船齡、之前的維護(hù)歷史以及船員的經(jīng)驗(yàn)等各種參數(shù)進(jìn)行分析,各類數(shù)據(jù)都得到了適當(dāng)?shù)奶幚?就可以對(duì)船舶零部件的狀況得出更準(zhǔn)確的評(píng)估。這樣的維護(hù)框架有助于預(yù)測(cè)潛在的設(shè)備故障,然后可以通過動(dòng)態(tài)調(diào)整維護(hù)計(jì)劃以及隨后重新評(píng)估P-F(潛在故障-功能故障)曲線來預(yù)防故障的發(fā)生。
這種預(yù)測(cè)性維護(hù)框架需要分三個(gè)階段來實(shí)施:
1. 以設(shè)備為中心進(jìn)行跨職能協(xié)作
從企業(yè)的角度來看,遵循一套穩(wěn)固的預(yù)測(cè)性維護(hù)框架是一項(xiàng)跨職能的工作,需要關(guān)鍵的一線部門(例如技術(shù)、采購和安全質(zhì)量等部門)積極參與。結(jié)構(gòu)化的流程可以促成協(xié)作,在這個(gè)過程中,各個(gè)部門的利益相關(guān)者須就未來12個(gè)月的維護(hù)預(yù)測(cè)達(dá)成共識(shí),執(zhí)行戰(zhàn)略性采購計(jì)劃以確保備件供應(yīng)和維修人員的到位,并訂購運(yùn)輸服務(wù),確保備件能以經(jīng)濟(jì)高效的方式及時(shí)送達(dá)。
正確地識(shí)別將會(huì)涉及這種批量訂購流程的設(shè)備對(duì)于航運(yùn)公司,尤其是姐妹船重疊很小的公司始終是一個(gè)挑戰(zhàn)。船舶維修保養(yǎng)計(jì)劃(PMS)包 含有關(guān)設(shè)備歷史記錄的重要信息,例如工單頻率、缺陷、停機(jī)時(shí)間等等。為了能夠有效地處理非常細(xì)碎的數(shù)據(jù),需要將設(shè)備聚合成更大的類別或“預(yù)測(cè)組”。PMS包含每艘船舶組件的完整功能層次結(jié)構(gòu),以及制造商和各種相互依賴的其他詳細(xì)信息,這些信息有助于進(jìn)一步細(xì)分。例如,一個(gè)簡單的經(jīng)驗(yàn)法則通常是:由同一制造商制造的所有配備了柴油發(fā)電機(jī)的船舶都是姊妹船,屬于同一組。
2.利用高級(jí)數(shù)據(jù)分析輔助決策
以無監(jiān)督學(xué)習(xí)的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析在正確識(shí)別預(yù)測(cè)組方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。將組件按主機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)等較大的群組進(jìn)行分類,航運(yùn)公司就可以重置戰(zhàn)略性采購計(jì)劃,提高與供應(yīng)商的議價(jià)能力,獲得批量折扣。
在每個(gè)預(yù)測(cè)組內(nèi)進(jìn)一步部署聚類分析后,基礎(chǔ)備件可以基于類似屬性,例如制造商、船型、價(jià)格和需要相同零件的船舶的數(shù)量等,再進(jìn)行劃分。例如,柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)測(cè)組可以具有多個(gè)細(xì)分類別,以突出顯示不同程度的重要性,然后以此來確定每個(gè)備件的庫存策略,以便與諸如TMSA 3之類的全球政策或其他法規(guī)保持一致。
此后,公司可以將設(shè)備轉(zhuǎn)換為監(jiān)督學(xué)習(xí),并部署預(yù)測(cè)模型來預(yù)判各種預(yù)測(cè)組下面的所有備件集群的未來需求。運(yùn)用哪種基本算法可能取決于數(shù)據(jù)可用性和自動(dòng)化程度,舉個(gè)例子,如果數(shù)據(jù)稀缺就采用隨機(jī)森林(Random Forest)算法,如果具備足夠廣度和深度的時(shí)間序列數(shù)據(jù),則采用深度學(xué)習(xí)(Deep Learning)算法。在任何情況下,各種集成算法都能從對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、船上傳感器數(shù)據(jù)、船齡以及船員經(jīng)驗(yàn)等外生變量的利用中獲益。
通過納入規(guī)范性模型,可以增強(qiáng)圍繞預(yù)測(cè)性維護(hù)的分析框架,該模型利用所有相關(guān)成本來“指定”要采購的共識(shí)預(yù)測(cè)。這些模型將預(yù)測(cè)模型的數(shù)量與庫存、運(yùn)輸、缺貨和購置成本進(jìn)行對(duì)比,并使用運(yùn)營研究算法來優(yōu)化確切的備件數(shù)量,確保船舶的商業(yè)可用性,同時(shí)最大程度地減少相關(guān)的上游供應(yīng)鏈支出
3.通過機(jī)器學(xué)習(xí)利用遙測(cè)數(shù)據(jù)不斷改進(jìn)維護(hù)預(yù)測(cè)
為了完成差異化的預(yù)測(cè)性維護(hù)框架的閉環(huán),預(yù)測(cè)模型可以實(shí)時(shí)使用高頻遙測(cè)數(shù)據(jù),不斷提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性并重新校準(zhǔn)P-F曲線。船載遙測(cè)系統(tǒng)可以收集并自動(dòng)傳輸與高溫檢測(cè)、燃油分析、振動(dòng)記錄等有關(guān)的數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)反饋到任何機(jī)器學(xué)習(xí)模型都有助于未來PF曲線的重新設(shè)計(jì),并且可以得出有關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備、零件需求和時(shí)間間隔的不同結(jié)論,這些都是預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃需要涵蓋的要素。舉例來說,如果主機(jī)流量計(jì)上安裝的傳感器在較長時(shí)間內(nèi)顯示高油耗,則將觸發(fā)維護(hù)措施,并且需要在備件的數(shù)量和質(zhì)量、運(yùn)行條件和工時(shí)以及維修人員的能力等方面對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新評(píng)估。
上述預(yù)測(cè)性維護(hù)方案可以為選擇部署該策略的航運(yùn)公司帶來巨大收益。預(yù)計(jì)僅在第一階段(無需任何先進(jìn)分析或遙測(cè)技術(shù))就可以憑借供應(yīng)商提供的批量折扣節(jié)省約15%的購置成本。部署第二階段可將整個(gè)供應(yīng)鏈成本進(jìn)一步降低約10%,而第三階段可以將維護(hù)成本再降低7%。此外,這種預(yù)測(cè)性維護(hù)框架不僅可以在成本方面帶來變革,而且可以改變辦公室和船上工作人員對(duì)設(shè)備維護(hù)的理解和執(zhí)行,從而減輕工作壓力,避免反復(fù)修改計(jì)劃,更好地利用工作時(shí)間并增強(qiáng)整個(gè)企業(yè)的彈性。（來源：中國船檢）
