論大數(shù)據(jù)在貨車檢修中的應用

汪鵬

摘要：隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的信息化技術(shù)手段被引入工業(yè)領(lǐng)域以提高生產(chǎn)效率，鐵路貨車檢修就是其中之一。傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)側(cè)重于檢修文檔的管理和收集，缺乏對檢修數(shù)據(jù)的分析和判斷，因此在提升檢修效率、降低故障率方面存在很大的提升空間。因此，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)分析的鐵路貨車檢修信息平臺，完善檢修信息體系，收集匯總檢修設(shè)備的檢修信息，挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)，對提高貨車檢修質(zhì)量，對降本增效目標有積極的作用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);貨車檢修;數(shù)據(jù)挖掘

當今世界各國鐵路貨車采用的檢修制度，可以分為計劃預防檢修制度和按技術(shù)狀態(tài)檢修制度兩大類型。目前實施日常檢查、定期檢修的預防性計劃檢修制度。然而，隨著新型鐵路貨車不斷投入使用及現(xiàn)有鐵路貨車改造升級，現(xiàn)行計劃檢修模式中存在的問題日益凸顯。

一、貨車檢修生產(chǎn)的現(xiàn)狀

貨車是鐵路運輸系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，貨車檢修是保證運輸安全的主要環(huán)節(jié)之一。目前，貨車檢修生產(chǎn)現(xiàn)狀有以下特點。（1）在檢修生產(chǎn)過程中，貨車部件（配件）在多種狀態(tài)中轉(zhuǎn)換，按待檢品、待修品、合格品、報廢品等不同狀態(tài)加以區(qū)分。（2）配件類型多樣。目前，各段修車間逐步覆蓋了C60、C64、C70、C80等各型貨車檢修資質(zhì)，檢修車型呈不斷擴充的趨勢，各類配件的型號越來越繁雜。不同型號貨車部件（配件）在同一區(qū)域、同一條工藝線上修理的情況非常普遍。（3）貨車檢修生產(chǎn)節(jié)奏緊湊、作業(yè)效率高，要求生產(chǎn)節(jié)拍通過多流程、多崗位協(xié)調(diào)配合，緊密銜接。（4）質(zhì)量控制項點分散、數(shù)量多，要求生產(chǎn)過程明朗化。貨車檢修中的靜止配件標識及放置位置、流動配件狀態(tài)轉(zhuǎn)換，以及對產(chǎn)品和主要工藝過程、項點參數(shù)等的復核檢驗等都要清晰明確。一旦出現(xiàn)在生產(chǎn)區(qū)域錯放、亂放或標識缺失、混亂，就可能存在配件誤裝的質(zhì)量隱患。（5）檢修主要生產(chǎn)現(xiàn)場立體交叉作業(yè)人員多、場地相對集中，安全管理的復雜系數(shù)高，須采取分區(qū)、分時間、固定通道等措施減少交叉作業(yè)。

二、論大數(shù)據(jù)在貨車檢修中的應用

1.大數(shù)據(jù)平臺的搭建。考慮到貨車檢修的實際狀態(tài)，大數(shù)據(jù)平臺從邏輯角度可分為數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的分析以及數(shù)據(jù)的展現(xiàn)等，數(shù)據(jù)架構(gòu)為：大數(shù)據(jù)源→大數(shù)據(jù)接口層→數(shù)據(jù)持久化層→大數(shù)據(jù)支撐層→應用層。數(shù)據(jù)源主要從三方面獲取，一是貨車生產(chǎn)企業(yè)的出廠測試數(shù)據(jù)，二是貨車檢修設(shè)備廠家提供的檢修系統(tǒng)接口，三是該車號檢修的歷史數(shù)據(jù)。對貨車檢修周期數(shù)據(jù)的掌控，有利于得到科學的故障分析結(jié)果。平臺基于B/S結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)計算技術(shù)以及數(shù)據(jù)展示技術(shù)等。貨車檢修數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選和轉(zhuǎn)換之后，通過數(shù)據(jù)存儲技術(shù)實現(xiàn)重要文檔的歸檔及備份。隨著檢修工作的不斷推進，數(shù)據(jù)庫所存儲的數(shù)據(jù)量會不斷增加，成為海量高擴展性、高可靠性可在實際中應用的數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)計算技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)預測以及圖譜分析處理等。計算模式分為時間維度和數(shù)據(jù)處理方式兩種類型。從時間維度看，可以分為實時計算和非實時（離線）計算;從數(shù)據(jù)處理方式看，可以分為流計算和批處理。根據(jù)車輛制動檢修大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的特點，可以采用非實時批處理以及實時交互計算和流計算等不同的數(shù)據(jù)處理方式進行數(shù)據(jù)計算。數(shù)據(jù)展示包括傳統(tǒng)的報表、圖形等方式，并根據(jù)每日、每周、每月的檢修情況作出總結(jié)，形成檢修詳細報表。檢修詳細報表應具備直觀、現(xiàn)代化、可視化的特點，能準確、明了地展現(xiàn)各類數(shù)據(jù)分析結(jié)果，方便檢修人員對檢修結(jié)果作出判斷。

2.壽命管理。我國鐵路貨車檢修制度正處于由計劃性整車檢修，向計劃性換件修的過渡階段。隨著新型鐵路貨車不斷投入使用及既有鐵路貨車大規(guī)模改造全面完成，特別是鐵路貨車技術(shù)管理信息系統(tǒng)（HMIS）的功能不斷拓展，貨車檢修周期大幅延長。但是，存在鐵路貨車檢測監(jiān)測數(shù)據(jù)利用不充分、信息系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享不暢通、鐵路貨車檢修信息應用與檢修制度不匹配等，導致了鐵路貨車主要部件“過度修”、零部件檢修周期與壽命周期不一致、檢修基地建設(shè)及維護費用較高等問題。神華鐵路自備貨車本著“固定編組、固定車次”的原則，按車型進行統(tǒng)一管理。即同一列車車次對應固定車輛編組，定點裝卸、循環(huán)使用。原則上，同一車型、同一定檢期的車輛為一組單元車列，不同車型車輛不得混編。單元車列應同一時間進廠維修、修竣出庫。這樣，不但大幅減少了檢修車的扣車、取送車作業(yè)，壓縮了貨車周轉(zhuǎn)時間，也提高了貨車管理水平。

3.故障預測。當今世界各國鐵路貨車采用的檢修制度，可以分為計劃預防檢修制度和按技術(shù)狀態(tài)檢修制度兩大類型。計劃預防檢修是根據(jù)車輛主要零部件的損傷規(guī)律和使用期限，確定合理的檢修循環(huán)結(jié)構(gòu)和檢修周期，在尚未發(fā)生故障之前就對車輛進行修理，消除車輛零部件的缺陷和隱患，預防車輛發(fā)生故障的一種檢修制度。鐵路貨車狀態(tài)修是以車輛技術(shù)性能穩(wěn)定為前提，以配件的壽命管理為保證，通過檢測監(jiān)測手段或人工準確識別車輛狀態(tài)，及時有效地對故障進行維修的先進貨車檢修體系，是提高車輛檢修效率，降低車輛檢修成本，提高車輛利用率的有效途徑。由于各貨車檢修單位面對的產(chǎn)品及配件型號十分繁雜，為滿足不同車型檢修的需要，普遍存在“盡量多存各型配件，方便隨時使用”的想法。實際工作中，因為配件不到位、配件規(guī)格不齊全影響作業(yè)計劃的情況也確實經(jīng)常發(fā)生。因此，要保證“整理”到位的前提，就是健全配件的現(xiàn)場定量制和配送體系，即按每班生產(chǎn)計劃的時間節(jié)點，向現(xiàn)場補充配件，同時，嚴格限制現(xiàn)場各類配件的存放冗余。

4.鐵路貨車制動檢修信息平臺的應用。每日的貨車檢修狀態(tài)通過HMIS信息進行讀取，通過分析每一輛貨車的配件型號、技術(shù)狀態(tài)、使用年限進行統(tǒng)計，通過對信息平臺歷史數(shù)據(jù)的對比，分析出車輛狀態(tài)信息。檢修過程中將貨車信息錄入RFID中，通過采集歷史車輛的檢修信息，實現(xiàn)檢修狀態(tài)監(jiān)控，直觀的統(tǒng)計圖表有助于掌握檢修工位的檢修工作量。對采集的數(shù)據(jù)進行月度統(tǒng)計，形成月度檢修匯總表，并形成總的檢修情況報告。檢修情況報告可導成EXCEL或WORD文檔，便于站、段管理。通過對采集數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計和分析，形成分析數(shù)據(jù)圖。以軸箱橡膠墊為例，進行每輛軸箱橡膠墊的統(tǒng)計并根據(jù)使用年限和品牌、型號故障率進行分類，最終形成軸箱橡膠墊分析數(shù)據(jù)圖。最后通過輔助決策分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行運算、分析，得出最終的分析結(jié)論，為臺車的檢修提供科學的決策依據(jù)。利用服務器的計算軟件對用戶客戶端的請求進行處理，并將計算結(jié)果返回到瀏覽器。其他諸如數(shù)據(jù)響應、數(shù)據(jù)加工以及結(jié)果呈現(xiàn)、對核心數(shù)據(jù)庫的訪問和對應用程序的操作執(zhí)行等工作由WebServer最終完成。對于段修車間來說，B/S結(jié)構(gòu)可以充分利用局域網(wǎng)優(yōu)勢，在正常工位檢修的情況下完成對檢修信息的采集和分析。

三、貨車檢修現(xiàn)場的應用

“大數(shù)據(jù)”的核心就是預測，它是把數(shù)學算法運動到海量的數(shù)據(jù)上來預測事情發(fā)生的可能性。因為，我們可以從歷史的修車記錄、生產(chǎn)記錄、行車記錄、配件信息等相關(guān)數(shù)據(jù)，通過算法為貨車檢修提供預測。

為了提高檢修效率，實現(xiàn)資源良好利用，檢修人員可以在傳統(tǒng)的檢修基礎(chǔ)上引入“大數(shù)據(jù)”來對該檢修車輛進行分析，通過對該車輛信息的讀取，整合了現(xiàn)有的不同管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)了跨系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析，為檢修人員提供輔助。以臺車組轉(zhuǎn)向架檢修為例：讀取該轉(zhuǎn)向架的組成配件信息，獲得配件的生產(chǎn)廠家、型號、生產(chǎn)年限，判斷是否符合壽命管理，通過“大數(shù)據(jù)”里配件的歷史檢修信息、同一配件廠家、批次的歷史故障率、行車路程等數(shù)據(jù)來進行分析，為檢修人員提供數(shù)據(jù)支撐。對故障率較高的配件和部位應該加強檢測，提高修車質(zhì)量。

結(jié)束語：

大數(shù)據(jù)的價值就像漂浮在海洋中的冰山，第一眼只能看到冰山的一角，絕大部門都隱藏在表面之下。探索以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的解決方案，是產(chǎn)業(yè)升級、效率提高的重要手段。對公司數(shù)據(jù)挖掘不僅能夠成為公司競爭力的來源，也將成為公司競爭力的一部分。結(jié)合貨車檢修自身特點，在傳統(tǒng)的檢修工藝基礎(chǔ)上引入“大數(shù)據(jù)”，將數(shù)據(jù)分析與檢修工藝相結(jié)合，對降低貨車故障率、減少配件過度浪費、降低職工作業(yè)強度提供了積極的參考意義。

參考文獻

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