南非機車維保數據庫及檢修研究

廖章慶 鐘俊顏

摘要：介紹南非機車維保數據庫組成以及應用，非計劃修的檢修策略以及機車維保后續重點技術的研究方向。

關鍵詞：南非機車;維保數據庫;檢修策略

中圖分類號：TK418 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0133-02

0 ?引言

南非機車是為南非國鐵設計的雙流制電力機車，它能適用于南非交流25kV/50Hz和直流3kV雙電流供電制式和軌距1065mm的特殊運營條件。最早的20E機車已運營8年多，機車和各部件在使用過程中必然會產生不同程度的磨損、疲勞、變形、損傷或故障，導致性能降低甚至功能喪失。2016年年底南非國鐵與CRRC簽訂了南非機車的維保服務項目，為保證合同的順利執行、提高機車可用性和可靠性指標、提高機車的維修效率、降低機車的運維成本、分析并預測機車及各子部件的故障趨勢以及優化各機務段的資源配置，建立南非機車維保數據庫，對南非機車進行檢修維保策略的研究。

1 ?維保數據庫的組成

機車的運營條件以及機務段維保檢修能力是執行機車維保的基礎信息和硬件要求，維保技術文件是指導維保執行的技術性基礎文件，維保數據庫主要包括以下部分，見圖1：①運營條件信息：鐵路線路平面圖和縱面圖;氣候信息;機車配屬機務段;②機務段維保檢修能力信息：檢修人員及資質、工具/設備及其保養記錄、在段備件（包括周轉件）信息;③檢修維保技術信息：機車及各子部件的使用維護說明書;司機操作手冊和在線故障緊急處理指南;計劃修流程、修程、作業指導書;非計劃修流程、作業指導書;重要子部件委外檢修技術規范;技改項點及其作業指導書;④檢修維保日常信息：機車運行公里數;機車黑匣子數據;各級檢修記錄表;履歷表（各機車和重要子部件的檢修記錄，包括重要子部件的序列號、制造廠家、承修單位、檢修日期和檢修人員、上車、下車時間及其在車運行機車公里數、累計時間等信息）;故障統計匯總表;技造信息記錄表。

2 ?維保數據庫的應用

根據機車在線正點率和機破率、在段的故障情況統計，從各種維度分析機車運維的效果、當前各機車車隊的運營和故障情況，分布并預測機車以及子部件在短期、中期、長期的故障分布趨勢是數據庫的主要功能。

根據數據庫的統計分析結果，主要從物料可用性和檢修質量可靠性兩方面對機車維保工作進行改善。

2.1 檢修物料可用性 ?統計各機務段物料使用數據，結合機車的各級計劃修所需物料以及技改物料情況，預測長期和短期內的物料需求，適當提前采購各類所需物料并配置到段，同時在幾個大型機務段之間的合適位置設置中心物料庫房，以應對特殊情況下對個別物料的需求，保證機車檢修物料的可用性，提高資金的周轉率。

周轉件物料維修的管理：根據南非當地物料供應商以及南非國鐵推薦的其他鐵路配件檢修廠的維修水平、機車各子部件的重要度以及維保物料的經濟性分析，周轉件物料分別采用全委托（南非當地供應商）檢修、半委托（CRRC提供技術支持，供應商（非南非國鐵控制）提供場地和檢修人員等檢修資源）檢修、在當地設立子公司，主體由CRRC控制的檢修基地檢修以及由機務段檢修的4種周轉件檢修模式，根據各承修單位的檢修質量統計以及檢修經濟性分析，定期調整各子部件的承修單位和其承修份額。

2.2 檢修質量改善 ?;檢修質量的提高離不開檢修人員的技能提高和檢修方法的改善：

①檢修人員的管理建議。根據南非當地用工特點，為優化檢修人員配置、提高檢修效率，降低檢修人員的全面技能要求、發揮各自的專業能力，提出“檢、維、修”分離原則，對機車及其各子部件進行檢修維護。

檢：根據機車的各級計劃修時間節點，主要負責機車的各級計劃修檢查，按照計劃修檢修作業作業書對機車的各級計劃修部件和項點進行檢修維護，在檢修的過程中發現非計劃修故障和問題，記錄并及時反饋給維護人員，側重于檢修人員的計劃修檢修能力和發現問題的能力的培養;

維：維護的主要核心保證機車的高可用性。及時處理在段、在線機車的各非計劃修問題和故障，以快速恢復機車為中心，不對故障部件進行具體的修復處理，側重于檢修人員對各系統的熟悉和處理能力的培養;

修：對周轉件進行維修。根據各段的檢修能力，對由機務段承修的周轉件進行檢修，側重于在段檢修人員對具體部件的熟悉和故障處理能力的培養。

同時不定期的對司機進行機車操作和各類常見在線故障緊急處理等方面的培訓，提高機車線上正點率和減低機車的機破率。

②檢修技術文件的改善。定期統計機車各類故障信息，分析各線路、各型機車以及所屬機務段機車等維度的故障分布，總結各故障部件的故障特點并預測各類故障的分布趨勢，改進和優化各類計劃修和非計劃修技術文件（流程、修程、作業指導書）、重要子部件委外檢修技術規范等技術文件。

3 ?檢修策略

南非機車采用以可靠性為中心的維修理論，以計劃修為主，非計劃修為輔，非計劃修與計劃修相結合的維修方式進行機車維修策略。

南非機車采用的是多編組運營（2臺及2臺以上的22E機車，4臺及4臺以上的20E/21E機車），編組內機車數量可以根據機車的實際狀態和負載情況進行一定的增加，根據各機車各系統的性能狀態編制機車編組，編組的各系統性能特性是以整個編組內的幾臺機車串聯或者并聯進行整體分析，只需要保證機車編組的各系統均有不同程度的冗余，允許機車一定程度的“帶病”運營。對單個機車的故障處理可以有一定的滯后性，這樣在檢修策略的設計時有較大的靈活性，提高機車的可用性，降低機車的綜合運營成本和機車全生命周期成本。

針對南非機車的多編組運營模式，提出重復度較高的工序的故障部件、計劃修部件、未處理故障部件以及技改項點部件的統一處理的概念：在一定時間容差內，計劃修部件（提前和滯后的部件）、非計劃修部件（當前部件和滯后的其他部件）、技改項點等檢修或改造工作一起執行，在機務段內的非計劃修故障（包括司機在線上反饋的故障和在段各級計劃修檢修時發現的故障）處理將按照圖2的流程進行，在線的故障處理按照機破流程進行（本文暫不涉及）。

3.1 發現故障 ?機車在各機務段內的各級定期檢修維護工作時，發現的各類非計劃修問題和故障、機車黑匣子記錄的報警數據以及司機反饋的實時故障信息作為故障信息的輸入來源。

3.2 鎖定故障部件 ?根據各故障現象，在段技術人員經檢查/檢測等方法、手段鎖定故障部件或故障系統。

3.3 判斷執行情況 ?根據故障部件的可靠度閾值（可靠度閾值是由故障等級，影響車輛安全性、任務性或影響經濟性等因素確定），以及機車編組的實際運營負載以及當前所處機務段的檢修條件，結合段內的檢修資源，確定故障機車是否需立即處理還是放行并記錄，機車編組是否重新編組。

3.4 分析故障處理所需工序并確定執行檢修內容 ?根據故障處理所需的工序，分析與處理故障部件所需執行的工序（包括一些重要工序：如架車、拆頂蓋）重復度較高的一定時間容差的計劃修部件、前期未處理的其他故障部件以及技改項點，就機車的運營計劃和當前所在機務段的檢修資源情況，確定并執行在當前機務段可以一起處理的檢修作業內容。

3.5 記錄并共享檢修記錄

記錄各檢修記錄并在數據庫內共享各機務段的檢修記錄，實現各機車、各子部件檢修履歷的無縫銜接，為避免后續計劃修檢修工作的重復和資源浪費。

4 ?后續的維保技術研究

目前南非機車的維保工作還處于初期階段，維保技術的研究將持續開展，后續維保技術的研究將重點從以下幾個方面著手：

4.1 剩余壽命研究 ?加強重要子部件的剩余壽命研究，根據同類部件的歷史使用數據、全生命周期成本（LCC）分析以及各部件的重要參數趨勢研究，根據部件的關鍵技術參數推測出當前故障部件的剩余使用壽命，對當前故障部件是進入再檢修還是報廢處理提供指導性建議。

4.2 可靠度閾值研究 ?根據編組負載要求以及機車各系統的性能狀態情況，重點研究機車編組內各系統冗余以及可靠度閾值研究，科學合理的編制機車編組，提高機車的可用性指標，合理組織機車的檢修工作，統一處理機車的各類故障和計劃修工作。

4.3 重要子部件的檢修技術研究 ?重要子部件的檢修質量是影響機車可靠性、可用性的重要因素，了解并掌握子部件的關鍵檢修工藝和性能參數能更好的把控機車的運營質量，在南非機車的檢修工作中CRRC將開展研究并逐步消化機車上重要子部件的關鍵檢修工藝和性能指標。

參考文獻：

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[2]李成龍，等.機車重要零部件檢修數據模型化技術研究[J].鐵路計算機應用，2020（4）.

[3]張波，等.地鐵車輛“精益檢修”模式探討[J].城市公共交通， 2020（10）.

[4]鐘俊顏，等.南非20E&21E機車維修策略的研究[J].機電信息，2019（15）.

[5]呂德峰，等.基于可用度的地鐵車輛維修檢查間隔優化方法[J].東南大學學報，2011.

作者簡介：廖章慶（1984-），男，湖南衡山人，工程師，研究方向為電力機車通風設計和維保。