TCSNAME 100-2025 智能机舱机械状态监测与健康评估系统测试验证要求

Testandverificationrequirementsformachineryconditionmonitorassessmentsystemofintelligentmachinery2025-03-31发布I本文件按照GB/T1.1—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》的规定姚玉南、许浩然、许小伟、漆庆华、高冬冬、伊杰、张跃文、葛久龙、甘志强、赵宇璋、毛本0智能机舱机械状态监测与健康评估系统测试验证要求机械的范围即中国船级社《智能机舱检验指南》附录1中设备与系统的面向智能机舱机械设备，进行传感和数据采集、数据处理和特征提取、报警输出、故障/失效诊断4测试项目4.1各阶段主要测试项目智能机舱机械状态监测与健康评估系统各阶段测试1123456789试4.2仿真测试阶段测试与验证平台进行测试与验证；对MCM&HAS进行4.2.2机械状态监测与健康评估系统仿真测试应按照子系统进行，机械状态监测与健康评估系统功能4.2.3本阶段验证机械状态监测与健康评估系统接口正确性，各系统之间功能联动功能，原则上覆盖4.2.4实验室搭建测试环境，通过仿真机械状态监测与健康评估系统测试，对机械状态监测与健康评4.3.1本阶段的测试与验证任务在台架上进行测试与验证，对机械状态监测与健康评估系统在模拟环4.3.2在台架试验阶段，主要是对系统进行初步的功能测试，确保感知系统、数据系统、健康评估系4.4实船测试阶段4.4.1本阶段的测试与验证任务在实船上进行测试与验证，对机械状态监测与健康评估系统在真实的24.4.2实船测试阶段主要是对机械状态监测与健康评估系统进行全面的功能验证，评估其在真实操作系统、数据库系统、模型库系统、用户接口系统等，确保5.1测试验证条件根据智能机舱机械设备实体构建虚拟仿真模型，包括行为模型、诊断模型、规则模型等。将现实世界的测试场地、测试场景数字化，使仿真模型与数字化测试场景成为互通的测试模根据需要测试的内容，分析待测信号种类及信号要求。结合智能机舱机械设备工作环境，完根据测试需求，智能机舱机械设备试验台架的测控系统，需满足多通道、高采样率以及各信在实船测试阶段，通过DTU模块实现客户端对监测模块发送的6.1MCM&HAS测试及验证内容应满6.3MCM&HAS测试过程中，应对测试及验证过程6.5MCM&HAS测试阶段至少包括仿真测试阶段，以及台架试验测试阶段与实船7.1.1测量设备/传感器的耐用性、鲁棒性、精度和灵敏度测试应满b)电磁干扰屏蔽能力：测量设备/传感器在电磁干扰环境中应能正常工作，且其抗干扰能力应满7.1.3动态特性测量系统的失真测试应满3c)可靠性：动态特性测量系统的平均无故障时间（MTBF）应超过10,000h，平均故障间隔时间（MTTF）应超过15,000h，有效使用期应大于5年，）；d)操作性：动态特性测量系统应易于操作，操作人员应能够熟练掌握。7.1.4无线传感器通讯网络的信息传输量和服务质量测试应满足以b)服务质量：无线传感器通讯网络应保证服务质量满足相应标准，传输成功率应大于99%。b)探测时间与失效时间比要求：传感器检测到故障/失效所花费的时间与故障/失效持续的时间c)数据交换安全性：数据传输应采取加密和认证等安全措施，确保数据的机密性和完整性；d)数据交换标准性：数据传输应符合指定的标准和协议要求；7.1.7数据采集模块、数据处理模块、状态监测模块功能测试应满足以•数字化数据：数据采样率应大于信号最高频率的两倍，模数转换（ADC）分辨率应大于10•时序数据：数据应包含正确的时间信息，参考协调世界时或本地时区。•数据质量指标：应提供对数据质量的指标评估（如好、差、未知、中等）。•信号处理：实现信号的前置增益调整，以匹配ADC的输入动态范围。•同步或非同步平均要求：能够执行同步或非同步平均操作。•报警功能：当输出值超过设定的界限时能够产生警报和警告。7.1.8采集模块的硬件功能自检测试应满a)功能自检：采集模块能够对硬件本身进行功能自检；b)故障或错误报警：当自检发现功能异常时采集模块应能够发出b)症状识别：诊断模块能够根据相关状态监测参数和故障/失效模式，识别出可能出现的症状；c)相关状态监测参数：诊断模块能够获取并分析与故障/失效相关的状态监测参数，d)诊断方法：诊断模块提供有效的诊断方法，并给出相应的依据和解释，以支持4b)趋势分析：定期更新预测模型以包括最新的数据和故障案例；a)数据存储与备份：外部系统具备足够容量的服务器/数据库，能够存储、备份和管理），c)数据检索与调用：历史运行数据随时可被其他功能模块检索和调用；a)有效性：数据传输延迟应小于100ms，通信系统年度可用性为99.999%；b)可靠性：数据传输过程中最大误码率（BER）应小于10-6，数据包丢包率应小于0.1%；c)适应性：带宽调整的响应时间应小于5s，至少支持四种不同类型的通信标准，系统不同的网络拓扑结构，无需硬件更换即可切换至不d)安全性：采用分级用户管理和使用强认证机制确保只有授权用户能够访问系统资源；e)标准性：使用符合国际认可的加密标准，使用经过认证的安全传输协议；f)维修性：故障响应时间应小于30mia)决策支持准确性：辅助决策系统提供的决策支持信息的正确率应大于90%；7.1.15用户接口系统是否具备人机交互功能测试应满足以a)响应速度：用户操作系统的响应时b)用户友好性：定期进行用户调查或反馈机制，用户满意度应达到80%以上，新用户应能够在7.1.16数据库/数据仓库容量测试应a)容量：数据库/数据仓库的总存储容量应至少满足一个检验周期（保存至少5年存储使用7.1.17决策算法的快速性以及准确性测试应满足b)准确性：决策算法的预测或判断的正确率MCM&HAS测试环境包含仿真测试环境、台架试验与实船测试环5机械状态监测与健康评估功能机械状态监测与健康评估功能辅助决策功能视情维护功能仿真测试台架试验测试实船测试制定测试计划制定测试计划完成测试准备工作选择测试方法确定测试场景定义测试内容和边界条件制定应急预案和安全控制措施搭建测试环境准备测试数据与用例保障测试实施安全检查系统状态模块独立性验证重新测试改进MCM&HAS系统功能测试执行否冗余配置测试标准符合性测试故障注入测试安全测试是否完成测试是数据偏差分析功能满足性检查流程合理性和风险应对覆盖性检查测试结果是否达标是编写《测试总结报告》完成测试否重新测试对系统中存在的缺陷进行修改6b)确定测试场景：根据MCM&HAS系统特点、功能需求和验收标准，明d)制定应急预案和安全控制措施：根据应急情况系统的正常工作。测试应通过模块间的接口和依赖关系来验证并进行相应的验证和评估。根据《船舶网络安全指南》的要求，测试产品的网络系统是否满足第2章的障、软件错误、通信中断等情况，测试系统的故当系统发生故障时，应确保不对船舶和人员的安全造成危害7模块进行多次测试，测试系统的稳定性、互换性和数据的变化特测试中MCM&HAS是否受控、流程是否合理以及测试风险点的应对措测试结果分析时，若系统未达到相关技术指标，应该对系统进行修改后，重新进行测a)概要描述：对测试的整体情况进行简要描述，包b)测试结果：详细记录所有测试活动的结果，列出测试通过c)数据分析：对收集到的日志、资源、e)可行性建议：基于测试分析结果，提出对系统优化和改进的可行性建议。f)结论和建议：总结测试发现的主要问题和a)建立仿真环境：建立虚拟测试环境，模拟出实际的操作条件和系统行为；b)模型精度校验：使用已知数据对仿真模型进行校验，确保模型能够反映现实世界的行为；d)场景模拟测试：根据系统的应用场f)性能评估：测量和评估系统的关键性能指标，验证系统的性能；h)自动化测试：为常见的测试场景开发自动化测试脚本，提高测试的效率和可重复性；k)迭代验证：在产品定型阶段，不断迭8系统验证平台、辅助决策系统验证平台、视情维护系b)仿真测试环境应以全覆盖的功能特性、连接关系和接口规范进行设计和实现。d)仿真测试环境的系统架构应与实际系统配置保持一致。仿真测试环境应由MCM&HASe)仿真测试环境应针对各设备系统搭建。仿真测试环境各平g)信号注入系统至少包括仿真模型测试引擎、信号注入设备k)辅助决策系统验证平台包含数据库、模型库等相关软硬件。件、模型库、状态监测与健康评估以及维修决策软硬件仿真测试验证分为以下三个阶段：），d)智能机舱机械设备实体的决策执行动作回传至智能机舱机械设备仿真模型，并在数字空间完e)采集仿真模型的状态数据并完成测试评在原型验证阶段，可利用故障注入测试来验证数字样机和物理样机的测试性指标，以及系统故障注入测试应根据系统的特点和需求，选择合适的故障注入方法和场景。测试应记录和分析测试结果，修复发现的问题，并不断优化故障注入测试的方法9机械状态监测与健康评估系统测试环境包含智能机舱机械设备、感知系统、数据系统、健康a)感知系统包含传感器、噪声测量设备（传声器、电缆和记录设备e)通信系统包括导线、电缆、光纤、编码器、调制器、解调器等；f)交互系统包括可以显示机械状态总体界面及各个子系统/部件分界面，同时可以输出计信息，包括报警信息、测量信息、信号异常信辅助决策系统测试环境包含数据库系统、模型库系统、用户接口系统等：a)数据库系统包括数据库和数据库管理系统；c)用户接口系统主要是辅助决策系统与视情维护系统测试环境包含机械状b)测试方案设计：根据构建的试验台架及不同的测试需求，设计测试方案；c)功能试验验证：验证测试数据，完成设计需求。b)测试团队组织：由船东、船厂工程师、系统承包商和船级社验船师等专家组成测试团队；d)安全规程制定：制定严格的安全规程，e)实船试航：在船舶正常运行环境下试g)故障注入：在控制的环境下，模拟可能实船测试环境主要依据船舱成和功能可参考台架试验环境，但需要考虑船舶实际运行条件下的适应性和可1234功能试验应能确认MCM&HAS符合批准图纸/资料和本标准对系统的技术要求。产品的功能试验应包12345应能对机舱主要机械设备的运行状向各类数据采集接口接入对应的67监测参数的记录至少应包括如下信89应能记录在机械设备处于初始状态条件下测量或获得状态监测的基准如采用岸基支持的方法对设备进行测量的数据应能以标准的格式