淺談地鐵行業大型檢測裝備的全壽命管理

姚云鵬

（上海地鐵維護保障有限公司工務分公司，上海 200233）

隨著上海地鐵路網的不斷建設，為了匹配超大規模運營網絡的維護要求，大型檢測裝備數量必然會越來越多。一方面，由于大型檢測裝備引進的時間跨度大，新老裝備性能差距大、型號繁多，維護管理難度非常大。另一方面，隨著延長運營的影響，檢測天窗進一步縮短，需要確保大型裝備運行正常，減少故障率。隨著大型裝備使用年限的增加，還需要對大型裝備進行技術更新，確保大型裝備的可靠性，滿足檢測作業的需求。

大型檢測裝備肩負著對軌道和鋼軌進行檢測的任務，其輸出的軌控數據和鋼軌探傷數據質量直接關系到地鐵線路維護策略的制定，影響地鐵路網的運營安全。因此，對大型檢測裝備實施精細化、模塊化管理是確保大型檢測裝備數據可靠性的保證。合理規劃大型檢測裝備管理的各個環節，對此建立一套科學、系統、可行的全生命周期管理方法，確保其可靠性，使其能夠在確保地鐵路網運營安全上發揮應有的作用。

1 大型檢測裝備全壽命管理的概念

大型檢測裝備全壽命管理是指大型檢測裝備管理機構對改裝備整個生命周期內進行全過程管理,具體分為3個階段10個環節。大型檢測裝備全壽命管理始于裝備需求分析，終于裝備報廢，形成閉環管理。其中，裝備生產階段由裝備需求分析、選型、采購、生產監造、驗收5個環節依次組成；裝備使用階段由裝備使用、維護、維修、改造更新4個環節依次組成；裝備報廢階段，由裝備報廢1個環節組成。

2 大型檢測裝備全壽命管理的流程和方法

軌道檢查車是指使用激光或激光攝像機原理對軌道幾何形態進行檢測的大型檢測裝備。鋼軌探傷車是指使用超聲波探傷原理對鋼軌表面及內部傷損進行檢測的大型檢測裝備。

以上2種裝備在上海地鐵大型裝備中保有量最多，且使用程度最成熟，以此為例論述大型檢測裝備全壽命管理的3個階段10個環節。

2.1 需求分析

為了使采購的大型檢測裝備符合檢測要求，需要對大型檢測裝備使用需求進行調查。避免盲目采購造成裝備檢測性能和條件不符合上海地鐵線路狀態，導致裝備閑置，造成資產浪費。采用調查問卷法來收集裝備使用、管理部門員工對大型檢測裝備的功能、技術參數需求，通過親和圖法對收集的需求進行合并、分類，得出需求總表，根據這些需求進行市場和行業調研，確定需要采購的裝備的型號。

2.2 選型

選型的主要工作是確定將要采購裝備的技術要求、技術參數、型號等。一般采用市場調研和同行業調研。

（1）市場調研。為獲得更多更合適的供貨商，由裝備采購和技術人員組成的調研組必須充分做好前期的市場調查工作，廣泛收集檢測裝備產品資料和同類型產品的優缺點，加深對供應廠商產品質量、售后服務、信譽度、類似業績等方面了解，并進行綜合比較。

（2）同行業調研。對同行業相同類型裝備進行調研，走訪同行業已采購類似裝備的單位，聽取他們對裝備使用的心得體會，對標上海地鐵的使用要求，進行裝備型號的篩選。最后撰寫調研報告，選定裝備大致的技術特性。

通過前面2個方面，基本能夠確定需要新購裝備的技術性能參數、裝備的型號等。

2.3 采購

采購階段主要進行公開招標程序，確保購買的裝備符合選型要求。首先，進行裝備招標技術文件撰寫。確定好裝備型號、技術參數后撰寫招標技術文件，確定裝備各個子系統性能、布局等要求，確定備品備件、專用工具種類和數量等。然后，進行裝備公開招標、中標、簽訂采購合同等流程。

2.4 生產監造

生產監造環節是確保采購的大型檢測裝備有效使用和質量的關鍵環節，包含設計聯絡、監造2方面內容。

（1）設計聯絡。簽訂合同后將進行設計聯絡。在設計階段，設計方案和設計細節需要以書面的設計聯絡文件或者會議紀要形式進行確認，這些文件都是合同中技術部分的補充，可能涉及個別技術標準的升級、變更等。裝備驗收時，設計聯絡文件中的設計變更項，也是驗收的依據之一。

（2）監造。監造的主要工作是對采購的裝備全制造過程的監控。采用甘特圖來監控裝備的生產進度，確保裝備按照合同約定的時間和質量完成生產。該環節涉及駐場監造，駐場監造主要目的是監督正在生產的裝備是否符合合同要求。

駐場監造節點分為以下3個節點：

①隱蔽工程封閉之前。隱蔽工程封閉后，就不便于對隱蔽工程進行驗收，故在隱蔽工程封閉前，需要進行驗收，確保施工質量。

②檢測系統開箱。檢測系統作為檢測裝備主要組成部分，且檢測系統部件復雜，若不清點清楚會嚴重影響檢測系統安裝，進而影響裝備生產進度。

③系統安裝。系統安裝涉及電氣、水路管路安裝、走線，若設置不合理將會影響后續使用體驗。

2.5 驗收

驗收的主要工作是對采購的裝備進行驗收，確保裝備符合合同中約定的技術標準。若存在不符合項目，則需要在此階段內完成整改。

裝備驗收分為以下3種：

（1）出廠驗收。出廠驗收指裝備在出廠之前就必須進行的驗收，通常是決定裝備使用安全的項目，如車輛走形部分的配重、車鉤、二系懸掛等驗收項目及需要專用驗收裝備才能進行驗收的項目，如制動試驗、淋雨試驗、車輛限界等驗收項目。

（2）到貨驗收。到貨驗收指裝備到達買方場地進行的驗收，通常是一些驗證性的驗收，如連續運行無故障試驗、檢測系統調試及性能驗證試驗等驗收項目。

（3）最終驗收。最終驗收通過的標準是：裝備在通過到貨驗收后，在試運行期間內狀態穩定，且無新增故障發生，即可宣告通過最終驗收，進入質保期。

2.6 使用

使用是指在操作作業指導書的指導下完成檢測裝備的點檢和操作。采用裝備TPM（即Total Productive Maintenance全員生產維修體制）的管理思路對裝備進行管理。

確保裝備運行完好率的基礎是做好裝備的裝備故障樹（以下簡稱FTA）、潛在失效模式與影響分析（以下簡稱FMEA）以及科學完整的作業指導書。

FTA以從下至上的樹狀的結構描述裝備從最小單元故障導致子系統發生故障，子系統故障導致整個系統發生故障的邏輯關系。便于裝備操作員從部件至系統層面理解裝備故障的機理，有利于排查裝備的故障點位置。FMEA主要用于把控裝備可能發生的故障（包括已發生的故障、同行業類似裝備發生的故障、裝備說明書上列舉的故障、操作員經過頭腦風暴認為可能發生的故障）以及其可能造成的后果，該故障的發生頻率、探測方法、避免發生該故障的控制措施、該故障的SOD數值。通過把控故障的以上信息，將控制措施做到位，盡量不再發生FMEA中記錄的故障，從而確保裝備的運行狀態良好。

如果在二級公路改一級或一級改高速項目時，可采用分離路基，一幅利用舊路進行改造，另一幅采用新建方式。在用地緊張或受限地區建議采用單側加寬改造為整幅路基方式。

操作作業指導書用以規范操作員操作裝備的步驟、方法、標準。操作作業指導書是大型檢測裝備操作員點檢、操作裝備的依據，只有合格的作業指導書才能確保操作員在操作中的規范及質量，確保裝備不因為不到位的點檢、不當的操作、不當的維護保養而損壞。

操作作業指導書的內容應包括點檢、操作的流程、步驟、標準。根據操作作業指導書的內容編寫專門的大型檢測裝備點檢卡、點檢路線圖、點檢基準卡、點檢記錄表，便于操作員在點檢時進行對標檢查，也便于對發生故障后故障數據的收集和統計。點檢是指檢測開始前操作員對裝備進行的一種檢查。只有確保點檢結果（裝備狀態）符合作業指導書中規定的標準狀態，檢測裝備才能夠進行檢測，否則，得到的檢測數據必然是不準確的。

2.7 維護

維護是指在維護作業指導書的指導下完成檢測裝備的自主保養、監督委外單位的分級保養。

維護作業指導書用以規范維護人員維護裝備的步驟、方法、標準。維護作業指導書是大型檢測裝備維護人員維護裝備的依據，只有合格的維護指導書才能確保維護人員在維護中的規范及質量。根據維護作業指導書編寫：裝備保養計劃、保養基準書、潤滑基準書、清掃基準書。保養計劃為裝備全年的維護保養計劃，分為年度、季度、月度、日常保養。保養基準書就是對維護作業指導書中的維護項目進行拆分、圖示化，便于操作員在維護保養時對照標準進行作業。潤滑基準書就是單獨將裝備中需要潤滑的點位進行圖示化標識，便于操作員對各個潤滑點位進行潤滑，避免遺漏。清掃基準書就是將維護作業指導書中裝備需要清掃的部位進行圖示化標識，便于操作員對各個需清掃部位進行清掃，避免遺漏。

維護分以下3個層級為：

（1）預測性維護是指：根據FMEA和FTA中統計的故障發生頻率，在故障發生之前就對其進行針對性的維護，確保裝備不發生故障。

（2）專業性維護是指：由專業的委外單位，對裝備進行維護。一般這類維護的內容為：不對用戶（操作員）開放維護權限的軟件部分，以及用戶（操作員）不具備維護資質的硬件部分。

（3）日常維護是指：由操作員對裝備進行的日常性保養、清潔工作。

2.8 維修

維修是指裝備故障停機后的維修，維修分為以下3種：

（1）車體走行部分委外駐點保駕，由委外單位派維修人員在上海地鐵基地內駐點，以及夜間檢測時安排人員隨車保駕，確保能夠第一時間處理突發故障，避免裝備故障造成的檢測天窗點浪費。

（2）檢測系統自主故障排除，由現場操作員根據多年的故障排除經驗，編制故障排除手冊。根據排故手冊操作員能夠快速定位故障點并進行排除，減少由于故障排除造成的夜間檢測天窗時間的浪費。

（3）檢測系統委外單位24小時響應機制，若遇到現場操作員不能排除的故障，檢測系統委外維修單位將在24小時內進行響應。提供解決方案或者派員至現場進行故障排除。

2.9 更新改造

裝備更新改造的主要工作是由裝備管理使用方為主體，聯合分公司內相關部門，推動供應商對裝備進行升級改造，使陳舊的裝備升級換代，滿足上海地鐵檢測需求。

根據升級改造的體量大小、難度大小、所花費費用多少、耗時長短，大致將更新改造分為3個層級：

（1）年度集中修機制：利用每年委外單位專業性維修的天窗期，由設備使用主體提出改進需求，委外單位根據需求提供改進方案，由分公司相關部門認可后進行升級改進。

（2）專項改造機制：一般為裝備需要長時間停運才能進行的升級改造。由裝備使用主體提出改進需求，委外單位根據需求提供改進方案，由分公司相關部門認可后進行專項改造申請，利用專項改造項目對裝備進行更新改造。

（3）新車技術更新改進機制：對于需要更改裝備整體布局的改造，一般在采購新裝備時寫入技術文件，在生產源頭進行技術改進。

2.10 裝備報廢

裝備報廢的主要工作是裝備使用主體聯合分公司相關部門及裝備供應商，對到達設計使用壽命的裝備進行評估。若裝備還能在確保檢測性能不下降的前提下繼續使用的，將簽發延長使用壽命證明。若性能不能滿足檢測需求但裝備仍具備功能的，對裝備進行拆解、維修后用于培訓檢測裝備實操教具，減少另外采購教具的費用。

3 結語

為了確保大型檢測裝備在上海地鐵服役期間的作業質量，為該目的提出一套科學、可行的分為3個階段10個環節的大型檢測裝備全壽命管理方法。

從裝備采購生產階段、使用階段、報廢階段3個階段著手，管控好檢測裝備從采購需求提報到裝備報廢的全過程，統一新老裝備的管理標準，使采購的裝備符合上海地鐵檢測需求，降低裝備在使用過程中的故障，提高裝備報廢循環使用率。確保檢測數據的精準和可靠，確保上海地鐵路網運營安全。