基于以可靠性為中心的地鐵車輛維修

許秀鋒

（同濟大學資產處，200092，上海∥講師）

RCM（可靠性為中心的維修）在20世紀60年代末起源于美國航空界。首次應用RCM制定維修大綱的是波音747飛機［1］。近年來，RCM在國外鐵路及軌道交通項目中應用日趨廣泛。如1996年，通用汽車公司為加拿大國鐵保修50臺大功率內燃機，首次在機車上應用RCM。近年來，歐洲以及日本等地的鐵路及軌道交通，也在RCM思想的指導下，進行了修理制度的改革［2］。如果能在地鐵車輛的維修保養過程中，從RCM的角度出發，以故障統計為基礎，以故障模式分析作決策支持，合理地確定地鐵車輛的維修需求，優化目前使用的地鐵車輛維修保養方式，提高維修保養的效率，增強有效性，體現針對性，克服盲目性，必將對國內軌道交通的維護保養工作產生重大而深遠的影響。

1 RCM理論

在RCM中，需要回答以下7個基本問題［3］。一是功能：在現行的使用環境下，設備的功能及相關的性能標準是什么？二是功能故障：什么情況下設備無法實現其功能？三是故障模式：引起各功能故障的原因是什么？四是故障影響：故障發生時，會出現什么情況？五是故障后果：什么情況下各故障至關重要？六是故障預防：做什么工作才能預防各故障？七是找不到適當的預防性工作怎么辦？

作為故障預防的基礎，RCM將故障后果分為隱蔽性故障后果、安全和環境后果、運行后果及非運行后果。RCM以上述后果分類作為維修決策的基礎，通過將每種故障模式的后果按上述分類標準去歸類，從而將維持設備的運行、環境和安全目標集合在一起，使預防維修的重點放在那些后果最嚴重的可能故障上。

RCM的分析思路為：首先對設備功能、功能故障、故障模式進行分析，在此基礎上對故障影響和故障后果進行評價、分析，并以安全、運行經濟性和維修費用的綜合目標制定維修策略［4］。

2 應用研究

2.1 確定分析目標

以上海軌道交通5號線為例，自2003年運營以來，由于車輛故障導致的救援事件中，制動故障占63%，車門故障占28%，其他故障占9%左右。為此，確定以制動系統為重要系統，通過研究分析，優化現有的維修保養策略，提出有效的整改措施。這必將大大減少車輛故障對運營造成的影響。

2.2 系統功能框圖

在進行RCM分析之前，通過收集制動系統的相關資料，包括設備說明書、設備結構圖、設備系統圖控制、保護邏輯圖、設備運行規程、設備的歷史維修記錄、故障報告及可靠性數據等進行分析。

5號線地鐵車輛制動系統由英國Westinghouse公司提供，屬于微機控制直通式模擬電空系統。其空氣供應及制動系統關系見圖1。

圖1 空氣供應及制動系統關系圖

2.3 系統結構分解

制動系統主要分為空氣供應系統、制動控制系統、空氣懸掛系統和其它氣動系統。

2.4 信息工作單

對制動系統分析的過程如下：首先明確制動系統的功能，根據功能進一步分析可能發生的功能故障模式和導致這一功能故障模式發生的故障原因；然后對故障原因的形成、征兆以及對分析項目的影響進行詳細的說明。制動系統故障模式及影響信息工作單見表1。

表1 制動系統信息工作單

2.5 決斷工作單

邏輯決斷的過程就是通過對后果進行分析、邏輯決斷后形成決斷工作單（見表2）的過程。

表2 制動系統決斷工作單

3 維修策略優化

通過對地鐵車輛制動系統的RCM分析，結合地鐵車輛制動系統的實際故障發生情況，調整了原有的維修方式和檢查周期，形成了新的維修大綱。新維修大綱是對原有維修方式的優化（見表3）。

表3 地鐵車輛制動系統維修大綱對比

主要性能對比如下：

（1）新的維修大綱縮短了對風缸、軟管、空壓機、空氣干燥器、雙向閥等部件的檢查周期，減少了故障率，提高了地鐵車輛的可靠性；

（2）新的維修大綱增加了對風管及塞門的檢查內容，提高了列車的安全性及可靠性；

（3）根據實際使用情況，新的維修大綱延長了主控制器的維修周期，使主控制器的維修周期和地鐵列車的架修周期（5年修）保持同步，縮短了列車停庫時間，提高了列車可用度。

通過實例應用和分析，可以看出RCM對于優化維修策略、提升維修管理水平、提高維修效率、降低維修成本等方面具有明顯的優勢。

［1］賈希勝，程中華.以可靠性為中心的維修（RCM）發展動態［J］.軍械工程學院學報，2002，14（3）：23.

［2］何鐘武.淺談國內外RCM技術的研究與應用［J］.航空與標準化質量，2006，38（3）：38.

［3］Deshpande V S，Modak J P.Application of RCM to a medium scale industry［J］.Reliability Engineering and System Safety，2002，77（1）：31.

［4］Beehler M E.Reliability centered maintenance for transmission systems［J］.IEEE Trans on Delivery，1997，12（2）：1023.