基于电控柴油机机舱资源管理培训项目的开发

安 亮 王 琪 朱永祥

(南通航运职业技术学院，江苏南通，226010)

基于电控柴油机机舱资源管理培训项目的开发

安 亮 王 琪 朱永祥

(南通航运职业技术学院，江苏南通，226010)

针对电控柴油机在船舶上的广泛应用导致相关培训需求无法满足的问题，开展基于电喷柴油机的机舱资源管理培训项目开发研究。结合航海类高职院校优势，从培训方案设计、实训系统规划、师资队伍建设及培训组织形式等方面阐述培训项目开发，为船用电控柴油机培训项目开发提供参考。

电控柴油机；培训；机舱资源管理

电控柴油主机实船应用越来越广泛，而绝大多数高级轮机管理人员对电控柴油机的基本概念不甚了解。为了保证电控柴油机船营运的安全性，船东对其轮机管理人员在电控柴油机方面的技能培训资质有要求。国内高级船员适任证书考试或补差培训中有关电控柴油机的教学内容涉及较少，电控柴油机供应商提供的管理培训尚未完全对社会开放。广大高级轮机管理人员的船用电控柴油机管理技能培训的需求无法满足。因此，符合条件的航海类高等院校应系统地开发电控柴油机管理技能培训项目。

1 电控柴油机及培训概况

1.1 电控柴油机技术

船舶电控柴油机取消了传统的凸轮轴系统，采用智能控制技术监控燃油喷射、排气等过程，使柴油机全工况均能运行在最佳燃烧状态，大大降低了燃油消耗。其强大的运转适应性、多操作模式及完善的监控技术，在大型低速机市场几乎完全取代了传统机型。船用大型低速电控柴油机主要以Wartsila Sulzer RT-flex及MAN B&W ME系列机型为主。

Wartsila对Sulzer RTA系列传统机型进行改进，研发了Sulzer RT-flex系列电控柴油机。RT-flex系列电控柴油机，相对RTA机型取消了凸轮轴及其相关机构，增设了高压燃油共轨系统、伺服油系统和WECS-9520控制系统。高压燃油共轨系统(额定100MPa)保证各缸喷射压力一致且燃油喷射不受主机自身工况的影响，避免了喷射异常，提高了燃油喷射的质量和灵活性。伺服油系统(额定20MPa)主要为燃油喷射阀、排气阀的启闭提供执行动力。WECS -9520是由各气缸控制单元(FCM-20)通过双冗余CAN总线组成的完全分布式网络化系统。其主要功能有：替代传统柴油机凸轮轴系统控制燃油喷射、排气等过程；根据主机工况控制燃油共轨压力、伺服油压力及汽缸油润滑；实现系统故障监测、诊断及安保。RT-flex系列船用电控柴油机可将最低稳定转速降至额定转速的10%，且保证全工况燃烧都处于最佳状态。

MAN B&W ME系列电控柴油机在成熟机型MC机械结构上取消了凸轮轴系统，增设了液压动力供给单元、气缸液压单元及控制系统。液压动力供给单元将滑油过滤并升压为30 MPa的伺服油，为燃油喷射和排气阀开启提供动力。气缸液压单元(每缸设置一套)，接收控制系统指令控制各缸燃油喷射、排气启闭等。控制系统亦是双冗余工业网络结构，主要功能与Sulzer RT-flex控制系统类似。但是ME系列与RT-flex系列技术差别较大；ME没能实现高压共轨，而是采用30MPa伺服油通过FIVA阀瞬间升压实现燃油喷射；控制理念也不及RT-flex先进；但ME机型传承MAN B&W操作简便的优点仍可占据相当的市场份额。

1.2 电控柴油机培训概况

Wartsila、MAN B&W针对相应电控柴油机开设了电控柴油机管理技能培训项目，培训内容由电控柴油机基本概念至故障诊断循序渐进，培训效果良好。但是他们所开设的培训并未完全对社会开放，仅在用户购买其柴油机的同时对接船轮机管理人员进行交接船培训。

国内某电控柴油机生产基也开设了“船用电控柴油机”培训项目。培训师资团队主要由电控柴油机生产技术人员组成，主要从设计及制造的角度讲授船用电控柴油机结构特点；实践教学过程则是参观相关船用电控柴油机的生产车间。学员可通过培训很好地掌握电控柴油机结构特点，然而却不能在电控柴油机管理维护、故障诊断及资源管理等更深的技术层面做到系统化，达不到资源管理的高端培训目的。

2 管理技能培训项目方案

2.1 管理技能培训项目

船舶电控柴油机由完全分布式的网络化控制系统实现自动运行，相对传统柴油机结构，设计理念差别较大。做好船用电控柴油机的日常管理工作，除了必备传统柴油机维护管理经验外，还须精通计算机控制、工业网络通信等诸多方面知识，更需要将柴油机机械管理维护与计算机控制及工业网络通信等知识融会贯通的高端管理技能。

船舶电控柴油机管理技能培训项目面对高级轮机管理人员传授电控柴油机管理、维护、维修及机舱资源管理等管理技能，使学员在船用电控柴油机理论方面和管理维护技能方面最终达到专业化和职业化水平，并且能够从电控柴油机机舱资源管理的高度保证轮机管理人员之间、轮机系统之间及轮机管理员与轮机系统之间高度契合，从而达到机舱资源配置的最优。

Wartsila Sulzer RT-flex 系列机型与MAN B&W ME系列电控柴油机技术差别较大，其管理技能培训项目应根据各自技术特点分开规划。Wartsila Sulzer RT-flex 系列电控柴油机是船用大型低速电控柴油机中的技术标杆，其结构简单、逻辑清晰、理念先进，可作为电控柴油机管理技能培训的入门项目。结合Wartsila Sulzer RT-flex系列机型技术特点及轮机高级管理人员的知识结构，RT-flex系列电控柴油机管理技能培训项目具体开设如下：

(1)RT-flex系列机型结构及设计特点。通过与传统机型RTA系列对比讨论，掌握RT-flex结构特点，4学时。

(2)RT-flex系列机型高压共轨系统及伺服油系。使学员掌握燃油高压共轨、伺服油系统结构、功能及维护管理，精通RT-flex机型燃油喷射及排气特点；6学时。

(3)RT-flex系列机型气动操纵系统。使学员掌握气动操纵系统运行特点与维护管理，1学时。

(4)Wartsila电子脉冲汽缸油润滑系统(PLS)。使学员掌握PLS结构及运行特点，精通多孔脉冲射流技术，并熟练PLS操作及维护管理，3学时。

(5)WECS-9520控制系统。使学员掌握WECS-9520网络化结构及运行特点，精通系统信号流程、系统接线，及人机交互操作与维护管理，6学时。

(6)Flex View操作与调试，使学员掌握常规Flex View参数查询与修改等操作，了解Flex View在系统安装调试中的操作，6学时。

(7)RT-flex系列机型日常维护管理与常见故障诊断。使学员从电控柴油机系统的角度精通RT-flex备车操作、运行管理及完车操作等维护管理，并可对常见故障进行诊断、排除，6学时。

(8)WECS-9520与主机遥控、控监测报警等外部系统的集成。使学员掌握RT-flex控制系统WECS-9520与Kongsberg Auto Chief 600主机遥控系统、K-Chief 600监测报警系统的数据通信及信号连接，熟练使用Auto Chief 600遥控操纵主机及使用K-Chief 600监测主机运行，并会处理常见故障，6学时。

(9)基于RT-flex系列机型的机舱资源管理。在RT-flex系列电控柴油机在理论和维护管理上达到专业化和职业化水平后，使学员从电控柴油机机舱资源管理的高度保证轮机管理人员之间、轮机系统之间及轮机管理员与轮机系统之间高度契合，从而达到机舱资源配置的最优。

与Wartsila Sulzer RT-flex 系列机型相比，MAN B&W ME系列船用电控柴油机性能稍逊色，但是其友好的人机交互系统造就的操作简便等特点而倍受青睐。为了淡化轮机管理人员对ME系列机型的陌生感，ME在设计上尽可能地继承MC机型的特点。因此MAN B&W ME系列机型管理技能培训项目较RT-flex系列稍简单，具体项目如下：

(1)ME系列机型机构及设计特点。通过与传统机型MC系列对比讨论，掌握ME结构特点，4学时。

(2)ME系列机型液压动力供给单元(HPS)及气缸液压单元(HCU)。使学员掌握HPS及HCU结构、功能及维护管理，精通ME机型燃油喷射及排气特点，6学时。

(3)ME系列机型气动操纵系统，同RT-flex系列机型此项要求。

(4)MAN B&W Alpha汽缸油注油系统(PLS)，使学员掌握Alpha注油系统结构及运行特点，并熟练PLS操作及维护管理，3学时。

(5)ME控制系统(ECS)及曲轴位置感受系统(CPSS)。使学员掌握ECS和CPSS网络化结构及运行特点，精通信号流程、系统接线，并熟悉MOP等人机交互操作与维护管理，6学时。

(6)ME系列机型日常维护管理与常见故障诊断，同RT-flex系列机型此项要求。

(7)WECS-9520与主机遥控、控监测报警等外部系统的集成，同RT-flex系列机型此项要求。

(8)基于RT-flex系列机型的机舱资源管理，同RT-flex系列机型此项要求。

船用电控柴油机管理技能培训项目教材严格按照上述培训项目编写，教材采用大量高清实物图片、流程图、结构框图等形式直观地阐述船用电控柴油机各方面内容。教学过程为基于电控柴油机的轮机模拟器理实一体化教学，教学效果良好。

2.2 培训项目创新性

船用电控柴油机自2014年起开始淘汰传统机型而大规模装船应用，其管理技能培训项目开发研究则刚起步。供应商开发的管理技能培训项目仅针对电控柴油机本身的维护管理，淡化了电控柴油机与主机遥控、监测报警等系统集成，更无法从机舱资源管理的高度培训智能主机机舱资源最优配置技能，而这些正是高级轮机管理人员日常工作的关键所在。缺少电控柴油机机舱资源管理培训项目的船用智能管理技能培训则缺乏系统性，则不是完整的管理技能培训。

南通航运职业技术学院船用电控柴油机师资团队一直深度跟踪电控柴油机技术发展和实船应用情况，并且团队中多名轮机长和电子电气员多次赴电控柴油机船舶任职。站在电控柴油机机舱资源管理的高度开发Wartsila Sulzer RT-flex和MAN B&W ME等系列船用电控柴油机管理技能培训项目。使轮机高级管理人员除了学会电控柴油机维护管理等管理技能外，还能获取关于电控柴油机机舱的更为高端的资源调配技能。

3 管理技能培训

3.1 实训设备

船用电控柴油机高端培训最为直接的培训场所应是以RT-flex和ME机型为主推进动力的自动化机舱。机舱可以有两种形式，实船机舱或陆地教学机舱。在实船机舱开展培训可以保证培训场所和日后工作场所最大程度的吻合，但也存在一定的局限性。在营运船舶开展培训，培训工作会给正常营运带来较多困难，为了保证安全营运，很多方面培训无法在短时内完成。陆地教学机舱可克服前述困难，但是以电控柴油机为主推进动力的机舱建设成本太高，更没有培训机构能同时完成RT-flex和ME两种主推进动力的机舱系统的培训。

基于电控柴油机的高仿真轮机系统模拟器不失为一种高效、节能的理实一体化培训设备，其系统逻辑与实际仿真对象几乎完全相同，教师既可讲通过模拟器讲解电控柴油机结构及运行原理等理论知识，也可通过模拟器传授管理、维护、故障诊断、机舱资源配置等管理技能，学员可通过模拟器反复操作练习加深映像，融会贯通。培训及训练过程不会同机舱培训一样产生巨大的能耗，学员的误操作也不会带来任何风险，即使出现故障或误操作重新复位即可，且成本相对低廉。

南通航运职业技术学院会同国内知名海事院校以及海事自动化企业共同研制了基于RT-flex电控柴油机的轮机系统模拟器和基于ME系列的轮机系统模拟器。模拟器采用半实物半仿真系统实现电控柴油机管理维护操作、故障诊断及机舱资源管理教学，其中特有的3D仿真系统动态展示电控柴油机结构及特有零部件系统结构，并实现硬件拆装与更换模拟操作。基于RT-flex电控柴油机的轮机模拟器和基于ME系列的轮机模拟器可完全满足高端培训的要求，并得到了相关机构的认可。此外，学院还购置了电控柴油机特有的关键部件，如RT-flex机型中的燃油高压共轨总管、容积式喷射单元和ME机型中的FIVA阀等。

3.2 师资队伍建设

为了达到管理技能的培训效果，必须打造一支在船用电控柴油机方面理论水平扎实、管理、维护维修及机舱资源调配技能高超、专业教学水平一流的综合型动态师资队伍。

所谓综合型师资队伍，由精通船用电控柴油机的知名学者、教授、副教授、讲师、轮机长、电子电气员(电机员)、调试工程师、高级维修技工等成员组成的专业化教学团队。组建综合型师资队伍的目的，即站在机舱资源管理的高度“玩转”船用电控柴油机。团队成员在日常教研中相互学习、取长补短，最终使团队成员在电控柴油机管理、维护维修、调试及机舱资源调度等方面面面精通。综合型师资队伍还应是动态发展的，提倡团队中的个体成员“身兼数职”，如某成员可以既是讲师、也是电机员，甚至是调试工程师和高级维修技工，这就要求团队成员应定期或不定期去企业一线充电学习，如参加供应商专业培训、电控柴油机船或船务机构任职等。此外还可动态发展教师电控柴油机维修人员和供应商调试人员等外聘专业教师，可根据具体情况选择外聘教师直接参加培训或参加教研活动。

3.3 组织形式

船用电控柴油机技术正在不断的发展与完善，已经装船的电控柴油机在使用过程中也会出现不同的问题。为了达到管理技能培训效果，必须动态跟踪船用柴油机技术发展和电控柴油机的实船应用情况。要跟踪技术发展和实船应用动态，作为培训机构必须构筑“多位一体”的合作培训的思路。所谓“多位一体”的合作培训思路是由电控柴油机高端培训机构主导，会同电控柴油机供应厂商、拥有电控柴油机船舶的海运公司、有电控柴油机安装和调试经验的修造船、船级社、造船协会等多家单位合作办学，使各方在利益和效益上达到共赢。

国际知名企业均有相关的校园合作政策，Wartsila、MAN B&W等船用电控柴油机厂商也不例外。培训机构可通过电控柴油机供应厂商合作共建实验室，培训Wartsila、MAN B&W等厂商的技术。对厂商而言，无疑是扩展用户最强有力的广告效应；对培训机构而言，相对较小的经济投入便可掌握前沿高端培训技术。

培训机构通过与船级社、造船协会的合作，在培训细节上不断优化，达到船级社、造船协会的认证标准，从而获得专业认证提高培训质量和社会关影响力；同时整个合作过程也同样可促成船级社、造船协会相关标准、政策的优化。南通航运职业技术学院在教学培训、专业建设等方面一直本着“多位一体”的合作办学思路，取得了一定的成效的同时也获得了业内的肯定。

4 结 论

自2014年以来，船用电控柴油机几乎完全取代传统机型装船运行，高级轮机管理人员管理技能培训需求尤为突出。航海类高职院校开发船用电控柴油机管理技能培训项目相对其它培训结构在机舱资源管理方面有明显的优势。船用电控柴油机技术和实船应用情况均在动态发展之中，管理技能培训项目开发研究也将不断地完善和优化。

1 李世臣等．船舶动力装置(轮机长)[M]．大连:大连海事大学出版社,2012.

2 Wartsila．Sulzer RT-flex Diesel Engine Instruction Book[EB/OL]．.www.wartisila.com,2012.

3 MAN B&W-S60ME-C. Instruction for Main Engines[EB/OL]. www.mandiesel.com，2012.

(责任编辑：谭银元)

The Development and Research of MIDE Technique Training Program

AN Liang，WANG Qi，ZHU Yong-xiang

(Nantong Shipping College； Nantong 226010, China)

Marine intelligent diesel engine is being commonly used in ships, while there are no sufficient operational skills training programs. According to this problem, the essay attempts to develop a training program of engine room resource management. Based on the advantages of higher vocational colleges, the program designing, skills training system planning, the teaching staff building and training organization have been studied.

marine intelligent diesel Engine; training; ERM

2016-08-20

安 亮，男，硕士，讲师，主要从事柴油机制造与维修方面的教学和科研工作。

G712

A

1671-8100(2017)01-0102-04