軌道交通企業RAMS管理體系的建立

摘要：列車是否安全、可靠和好維修，直接關系到列車的運營服務質量和運營維修成本。

關鍵詞：RAMS管理 數據收集

引言：軌道交通服務質量主要表現在行車安全可靠、準點到達和運營成本不斷減低，這對列車的安全性、可靠性等綜合特性提出了非常高的要求。列車是否安全、可靠和好維修，直接關系到列車的運營服務質量和運營維修成本。當前，隨著國際鐵路行業標準IRIS體系推廣以及用戶對車輛RAMS（可靠性、可用性、可維修性和安全性）要求的不斷提升，南北車集團與合資企業的各車輛主機廠紛紛推行RAMS工程技術。南車株洲電機在推行IRIS體系的同時，積極開展RAMS工作，針對動車和城軌地鐵多個項目，開展了RAMS工作，做為質量管理工作的負責人，在實踐工作中積累了一定的RAMS工作經驗，借此機會與同行專家共勉。

1.軌道交通RAMS管理的現狀分析

RAMS 是可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可維修性（Maintainability） 和安全性（Safety） 的統稱，是軌道交通產品的四個重要特性，歐洲在1999年頒布了EN50126標準，法國、英國、德國等發達國家和地區均在軌道交通裝備方面成功地實施了RAMS/LCC工程，不僅建立了RAMS系列標準，使RAMS工程實現了系統化的發展運用，還在很大程度上推廣了RAMS工程應用，使軌道交通產品的可靠性、維修性和安全性等指標得到了顯著的提高。

南北車集團的主機廠自2006年開始陸續導入IRIS管理體系，積極按照EN50126的要求開展RAMS工作，特別是整車廠如青島四方、株洲電力機車、南京浦鎮、長春客車和唐山客車，投入大量資源開展RAMS工作，引入FRACAS系統來管理故障信息，導入RAMS分析軟件，對供應商提出具體的RAMS要求，但相對發達國家的RAMS水平，尚存在較大差距，具體如下：

2.建立RAMS管理團隊

成立的RAMS管理團隊原則上應包括RAMS總監、RAMS經理、RAMS助理、RAMS工程師等職位，如果要成立RAMS項目團隊，還應包括RAMS項目經理、設計工程師、維護工程師、運營方面的代表、安全技術專家、設備工程師、電氣和/或機械工程師等相關人員，建議采用矩陣式管理方式，但至少RAMS項目經理和助理應由專人負責，如企業資源允許，可安排專人參與RAMS項目。

3.RAMS管理體系建立的步驟

4.RAMS管理體系的文件要求

企業要建立RAMS管理體系，首先應該將管理體系文件化，編制管理體系要求的各層級文件，一般來說體系文件分為四級：一級文件是管理手冊，主要描述體系的方針目標、各項準則和框架要求；二級文件是程序文件，描述開展RAMS工作的具體步驟和流程控制要求；三級文件是作業指導書，描述RAMS工作中涉及到的方法論和運用某一工具的操作方法；四級文件是實施文檔，一般來說都是結合某一項目的具體要求形成的項目過程文檔和交付文檔

4.1.RAMS管理體系文件清單

4.2.RAMS項目實施的交付文檔清單

4.3 RAMS體系文件編寫策略

RAMS管理體系和ISO等其它管理體系不同的是，大多數企業RAMS的工作為零，如果一開始就著手建立體系文件是一頭霧水；所以大部分企業應該是先選擇典型項目實施RAMS工作，通過2-3個典型項目累計的經驗，總結出一套較好的文檔模板推廣到其它項目，并根據實踐經驗，建立RAMS管理的歸口部門，配置RAMS管理資源，分派職責權限，編寫RAMS管理手冊。然后建立RAMS管理過程， 編寫RAMS管理程序，這和ISO等通用管理體系文件的編寫剛好是反過來的。

5.影響RAMS管理體系建立的關鍵因素

5.1. RAMS數據收集

RAMS數據收集是RAMS工作的基礎，故障報告及糾正措施系統（FRACAS）為產品的預計提供依據，讓產品故障信息在公司內的設計、工藝部門充分流通迭代運用，不斷改進、提高產品的RAMS指標。故障信息包括：每個故障發生的時間、公里數、對列車服務的影響、維護員工到達現場的反應時間、修復時間、關聯故障、故障起因、整改措施等。

5.2.RAMS的建模、預計和分配

RAMS的建模包括數學模型和產品可靠性框圖的確定，對電子產品來說，其故障分布符合指數分布，故障率通常假設為常數；對機械產品來說，其失效的過程比較復雜，一般符合威布爾分布或運用馬爾科夫軟件建模；可靠性框圖簡稱為RBD，是在產品結構框圖的基礎上抽象出來的產品功能的模型。

可靠性分配是按照規定的可靠性準則，將可靠性指標（軌道交通常用指標為MDBF）分配到RBD的每一個功能模塊上的過程，分配常用的方法為專家評分法，通常根據技術水平、復雜程度、環境條件和工作時間，由專家組打分后按評估的權重分配的過程；可靠性預計是針對RBD每一個功能模塊的可靠性進行分析和計算，得出可靠評估值，可靠性預計常用的方法為應力分析法，根據系統任務和環境條件，通過供應商提供數據或查閱第三方的數據（如：美軍標299C）計算出評估值；一般來說一次分配和預計是不能達到要求的，預計和分配需要一個反復迭代的過程，最后仍達不到要求時必須改進設計來達成目標。

5.3. RAMS工具的運用

FMECA和FTA是RAMS技術最常用的兩個失效分析工具，FMEA是汽車行業進行的失效模式與后果分析，FMECA是在FMEA的基礎上進行的安全危害度分析，一般分為功能FMECA和硬件FMECA，分別適用于系統失效分析和零部件失效分析，是典型的歸納方法；FTA為故障樹分析，一般針對典型的失效事件，找出導致它發生的中間事件直到根源的基本事件，是典型的演繹方法。

5.4.對供應商的RAMS要求

每個公司都有專門的供方管理機構，也有專用的《供方管理程序》，需要在供方選擇、評估、確定的流程中增加RAMS要求。

5.5.可靠性試驗

實際工程中，部分產品會出現在型式試驗和壽命試驗中表現良好、但在實際運營中故障率較高的情況。因此，建議對關鍵電子設備進行必要的高加速壽命試驗（HALT）。HALT是一種發現缺陷的手段，它通過設置逐級遞增的加嚴的環境應力，來加速暴露試驗樣品的缺陷和薄弱點，并從設計、工藝和用料等諸方面進行分析和改進，從而達到提升可靠性的目的。其最大的特點是設置高于樣品設計運行極限的環境應力，從而使暴露故障的時間大大短于正常可靠性應力條件下所需的時間

5.6.RAMS驗證

RAM驗證期一般從上線運營開始計算，為期2年。此階段列車故障信息收集相對容易和全面，可靠性增長形象直觀，容易接受，效果明顯。RAM驗證期前半年為車輛早期故障期，半年后車輛故障率趨于穩定，進入車輛故障率的穩定期。上線運營后，每月月末應計算車輛可靠性指標，將車輛運營的實際故障率與車輛合同值進行比較，待車輛運營實際故障率持續低于合同要求值連續12個月，車輛可靠性通過考核。同時，通過故障曲線可以評估本型號車輛的可靠性水平。

6.RAMS內審

內審是在公司內部推行RAMS工作的一項重要手段。適時進行RAMS審核，可發現問題，實施跟蹤，糾正不合格項，并驗證糾正措施的實施。審核內容分為例行審核、動態審核和追加審核。為方便推進RAMS工作和不增加額外的工作量，此項工作建議與質量內審結合進行。

7.結束語

近幾年，RAMS工程已逐漸在我國鐵路行業內推廣。隨著國際鐵路行業標準（IRIS）體系的建立，RAMS及LCC（生命期成本）已成為鐵路行業的必要指標，也是國內產品走向國際市場的必備條件，本文是筆者對RAMS工作的一些認識和實踐經驗，歡迎廣大讀者批評指正，共同交流探討，以提高“中國制造”的安全性、可靠性水平，使中國鐵路真正成為國家的一張名片。

參考文獻：

[1]EN 50126（IEC 62278）：鐵路應用-可信性、可靠性、安全性、可用性、可維護性和安全（RAMS）的規范和證明。2000年3月發布

[2] EN 50128（IEC 62279）：鐵路應用-通信、信號和處理系統-鐵路控制和防護系統軟件。2001年3月發布。