团 体 标 准
T/CSNAME 156—2025
沿海内河船舶机舱智能运维系统技术要求
Technical requirements for intelligent operation and maintenance system of coastal
and inland river ship engine room
2025 - 12 - 31 发布 2026 - 03 - 31 实施
中国造船工程学会 发 布
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国造船工程学会船舶标准化专业委员会提出。
本文件由中国造船工程学会归口。
本文件起草单位：上海船舶运输科学研究所有限公司、武汉理工大学、上海长江轮船有限公司、哈尔滨工程大学、中国船级社武汉分社。
本文件主要起草人：栾泳立、董胜利、韩冰、王晨磊、吕金航、汤敏、赵志高、丁宇、刘纪业、向拉、詹小兵、李纯、朱志军、苏芝、随从标、贾江鑫、黄佳汲。
沿海内河船舶机舱智能运维系统技术要求
1 范围
本文件规定了沿海内河船舶机舱智能运维系统(以下简称“智能运维系统”)系统组成、要求、试验方法、检验规则等内容。
本文件适用于沿海内河船舶机舱智能运维系统的开发、设计、测试与检验。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
中国船级社.智能船舶规范.2025
中国船级社.智能机舱检验指南.2025
中国船级社.电气电子产品型式认可试验指南.2024
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
机舱智能运维系统 engine room intelligent operation and maintenance system
一种利用先进的技术手段，如人工智能、大数据分析、物联网、自动化等技术， 实现对船舶机舱系统或设备实时状态监测、趋势预测、故障诊断及辅助决策、预测性维护等功能的系统。
3. 2
预测性维护 predictive maintenance
基于运行数据及历史经验数据等，预测系统或设备的健康度或性能退化趋势，并适时预排维护计划，保障设备稳定运行。
3. 3
虚警率 false alarm rate
在规定的时间内发生的虚警次数与同一时间内故障/失效指示总数之比。
3. 4
漏警率 missed alarm rate
在规定的时间内发生的漏警次数与同一时间内故障/失效总数之比。
4 系统组成
智能运维系统组成如图1所示，一般采用双层网络结构，通过双以太网的网络连接方式满足通讯网络冗余的要求。该系统的核心组成包含感知及数据采集设备、服务器及存储设备、电源、人机交互设备及系统软件。针对有船岸通讯要求的应用场景，系统还需额外配置船岸通讯设备等配套设施。
智能运维系统软件包括后端软件及交互软件。后端软件安装于服务器， 用于实现数据采集、数据处理、数据存储、算法模型及系统通讯等功能。交互软件安装于人机交互设备，用于实现人机交互等功能。
图1 智能运维系统典型组成
5 要求
5. 1 外观要求
设备外观需符合以下要求：
a) 外观整体结构完整，无变形、破损、裂纹，表面无锈蚀、霉斑;
b) 部件装配牢固无松动，连接缝隙均匀，边角无尖锐毛刺;
c) 选用材料与图纸标注一致，非金属材料无老化，金属防护层无漏涂、脱落。
d) 应清晰标注型号、厂名、生产日期等信息，标志粘贴牢固、字体可辨，位置符合规范要求。
5. 2 功能要求
5.2.1 实时状态监测
5.2.1.1 智能运维系统应能实时监测船舶机舱主要系统或设备的运行状态，包括但不限于主机、发电机组、推进系统、配电板、关键泵浦等。
5.2.1.2 监测参数应至少涵盖温度、压力、转速、振动、液位等关键指标，应满足《智能船舶规范》第 4 章及第 10.5 章的相关要求。
5.2.1.3 测点名称应能准确反映所对应的设备及监测参数等信息，并能够快速、准确的更新。
5.2.1.4 系统或设备运行状态的获取可采用在线和离线，有线和无线结合的方式，尽可能的多采集相关状态信息。
5.2.2 趋势预测
5.2.2.1 智能运维系统应能基于历史运行数据，运用科学预测算法，实现对机舱主要系统或设备关键参数的变化趋势预测，包括但不限于温度、压力、功率、转速等。
5.2.2.2 预测方法应根据参数特点选择，可采用基于时间序列的方法(如滑动平均模型法、指数平滑法等)、基于机器学习的方法(如神经网络算法、支持向量机等) 、基于机理模型的方法等(如运动模型、燃烧模型等)。
5.2.2.3 通过趋势预测功能，应能有效预测未来特定时间内系统或设备关键参数的变化趋势，提前预警可能出现的异常，指导用户提前发现潜在问题，优化维护计划。
5.2.3 故障诊断及辅助决策
5.2.3.1 智能运维系统应能基于系统或设备的运行状态信息与历史故障信息，结合各类故障诊断算法，实现对主机、发电机组、推进系统、配电板、关键泵浦等各类系统及设备的故障诊断及辅助决策， 以帮助用户快速定位并解决故障。
5.2.3.2 故障诊断功能应结合不同系统或设备的独特属性，采用基于振动分析、热工参数分析、油液分析、电气信号分析、综合指标分析等差异化方法，并确保诊断的及时性、灵敏性与准确性。
5.2.3.3 诊断结果应包含故障位置、故障模式、故障症状、诊断依据及解释等完整信息，并应具备在线实时诊断与离线数据分析的双重能力。
5.2.3.4 故障诊断功能应建立完整的评价机制，包括虚警与漏警统计、用户评价反馈等，其性能指标至少应符合《智能机舱检验指南》第 3 章的要求。
5.2.3.5 辅助决策功能应基于诊断结果，在故障发生时，能依据故障信息并结合运维手册与专家经验，自动生成包含检查项目、所需工具与备件、具体施工步骤的详细维修指导方案， 为用户提供精准决策支持。
5.2.4 预测性维护
5.2.4.1 智能运维系统应能基于系统或设备的历史与实时运行数据，采用健康评估、退化趋势分析、多参数分析、数据驱动或机理建模等方法， 预测其健康状态及剩余有效工作周期，并据此自动生成预测性维护计划，为用户合理制定维修调度方案提供依据。
5.2.4.2 预测性维护功能应具备动态更新能力，能够根据系统或设备运行时间、状态变化及故障信息的更新，持续调整预测结果和维护计划。
5.2.4.3 当系统或设备预测的有效工作周期低于设定阈值时，系统应能自动生成包含具体检查项目、维护内容和所需资源的预测性维护任务清单。
5.2.4.4 系统应提供完善的评价与反馈机制，支持用户记录维护结果并对维护效果进行反馈，并能根据反馈信息对预测模型和维护方案进行优化更新。
5. 3 性能要求
5.3.1 电气性能
5.3.1.1 在电源输入端加测试直流电压 500 V，最小绝缘电阻应大于 100 MΩ。
5.3.1.2 在电源输入端加测试交流电压 2000 V，试验时间为 1 min，应无击穿和闪络现象。
5.3.1.3 在断开外部能源时，系统应能在 UPS 的支持下正常工作;外部能源发生断开并恢复后，系统的功能应正常。
5.3.2 环境适应性
5.3.2.1 应具有在 5℃±3℃低温环境中正常使用的能力，具有在运输、贮存耐低温的性能。
5.3.2.2 应具有在 55℃±2℃高温环境中正常使用的能力，具有在运输、贮存耐高温的性能。
5.3.2.3 应具备在 2 Hz～13.2 Hz ，振幅为±1.0 mm;或频率在 13.2 Hz～100 Hz，加速度为±0.7g 的振动条件下正常工作的性能。
5.3.3 电磁兼容性
抗电磁兼容性能应符合《电气电子产品型式认可试验指南》第3章的规定。在设计和制造中采取针对性的措施，减小对其它设备的电磁干扰，并具有自兼容及足够的抗电磁干扰能力。
5.3.4 刷新时间
智能运维系统参数刷新时间推荐见表1。
表1 各参数类型刷新时间推荐
5.3.5 响应时间
智能运维系统应在相关参数数据刷新后1 min内响应。
5.3.6 准确性
智能运维系统监测的参数误差，一般建议：
a) 智能运维系统采集的其它系统的参数，精度误差应不大于 1%;
b) 智能运维系统加装的传感器等感知类设备，精度误差应不大于 5%;
c) 关键参数预测、故障诊断、预测性维护功能应有完整的准确性评价指标， 如关键参数预测、预测性维护功能采用平均绝对误差、均方根误差等准确性评价指标， 故障诊断采用虚警率、漏警率等准确性评价指标，虚警率和漏警率应均不高于 30%。
5.3.7 存储性能
系统应设置足够容量的服务器/数据库，实现数据的存储、备份与管理，应能保存至少一个检验周期的数据(保存至少5年，建立数据备份机制)。
5,4 接口要求
5.4.1 智能运维系统应具备标准化的软硬件接口，支持 4 mA～20 mA、0 V～10 V、串口、以太网等通用通信协议，便于接入新的设备、传感器及功能模块。
5.4.2 智能运维系统应支持模块化扩展与功能升级，适应船舶技术发展及运维需求的动态变化，保证整体架构的灵活性与前瞻性。
6 试验方法
6. 1 试验设备
试验设备包括绝缘电阻测试仪、万用表、电流信号发生器和高压表等， 应定期检查、检验， 确保准确、可靠，仪器仪表精度均应符合国家规定的要求，且在计量周期范围内。
6. 2 试验环境
试验环境应满足以下要求：
——温度：10℃~40℃;
——相对湿度：30%～90%;
——气压：86 kPa～106 kPa。
6.3 外观检查
外观检查试验方法如下：
a) 用目视和触摸法检查系统的外观质量和制造工艺;
b) 核对材料型号，材料应与图纸标注一致;
c) 核对标志信息，应清晰标注型号、厂名、生产日期等信息， 标志粘贴牢固、字体可辨， 位置符合规范要求。
6.4 功能试验
6.4.1 实时状态监测
智能运维系统实时状态监测试验方法如下：
a) 系统界面应覆盖主机、发电机组等规定设备， 确认监测参数包含温度、压力等关键指标， 对照《智能船舶规范》第 4 章及第 10.5 章检查合规性。
b) 测点名称应准确对应设备及参数，模拟参数更新操作，验证更新的快速性和准确性。
c) 分别测试在线/离线、有线/无线采集模式的有效性，确认数据采集的完整性。
6.4.2 趋势预测
智能运维系统的趋势预测功能试验方法如下：
a) 导入历史运行数据，分别测试滑动平均模型、神经网络等规定算法的应用情况， 应覆盖温度、压力等参数的趋势预测;
b) 对比预测结果与实际运行数据，验证未来特定时间段内参数变化趋势的准确性，检查异常预警的及时性;
c) 确认系统能基于预测结果指导维护计划优化，输出内容应清晰可用。
6.4.3 故障诊断及辅助决策
智能运维系统的故障诊断及辅助决策功能试验方法如下：
a) 模拟主机、发电机组等设备的典型故障， 系统应能覆盖规定诊断范围，对照《智能机舱检验指南》第 3 章检查合规性;
b) 分别采用振动分析、油液分析等规定方法， 验证故障诊断的及时性、灵敏性和准确性， 诊断信息应包含故障位置、模式等内容;
c) 统计系统的虚警、漏警率， 测试用户评价反馈功能的有效性，验证在线 / 离线数据诊断的兼容性;
d) 针对模拟故障，系统应能生成包含检查项目、工具备件、施工步骤的维修指导， 评估指导的精准性。
6.4.4 预测性维护
智能运维系统的预测性维护功能试验方法如下：
a) 导入历史故障数据，测试多参数分析、数据驱动建模等规定方法的应用， 智能运维系统应准确预测设备健康度;
b) 智能运维系统应能基于预测结果生成维护计划，检查计划中设备未来有效工作周期的准确性;设置时限阈值，应能自动生成维护项目清单;
c) 模拟用户反馈维护结果，智能运维系统应能根据反馈更新预测性维护方案，验证评价机制的完备性。
6.5 性能试验
智能运维系统性能试验结果应满足5.3相关要求，具体试验项目及试验方法见表2。
表2 系统性能试验测试项目及试验方法
表2 系统性能试验测试项目及试验方法(续)
6.6 接口试验
智能运维系统的接口可扩展性试验方法如下。
a) 分别接入 4 mA～20 mA 信号源、0 V～10 V 信号源、串口设备、以太网设备，系统应能正确采集数据;
b) 安装新增功能模块并进行版本升级，系统兼容性及原有功能应正常。
7 检验规则
7. 1 检验分类
7.1.1 产品的检验分为出厂检验和型式检验。
7.1.2 产品出厂时应进行出厂检验。在下列条件下，须进行型式试验：
a) 试制新产品时;
b) 当设计、工艺、材料的改变可能影响产品性能时;
c) 产品转厂时;
d) 船级社更新试验要求时。
7. 2 检验条件
7.2.1 出厂检验的质检人员应具备质检资格。
7.2.2 型式试验的检测单位应为具备专业国家检测资质的第三方机构。
7.2.3 检验所需的场地应满足能量管理系统所需的各种环境条件和空间。
7.2.4 生产厂家应提供检验所需的仪器、仪表和测试设备，并应符合下列要求：
a) 检验用的仪器、仪表和测试设备(包括非标准测试设备)应具有计量单位给出的有效检定期内的合格证明;
b) 自制的非标准测试设备，应经过鉴定合格并征得订购方的同意方能使用。
7. 3 检验项目
出厂检验及型式检验需实施的检验项目见表3。
表3 出厂检验和型式检验内容
7. 4 合格判据
当出厂检验/型式检验的所有检验项目均通过，可判定出厂检验/型式检验合格。
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