淺析地鐵不同設備維護模式的融合與優化

馬宏劍

（武漢地鐵集團有限公司，湖北 武漢 430077）

1 RCM和TPM融合可行性分析

RCM具體是指維護策略中的方法和流程，其主要目的是以最小成本代價實現設備最大限度的穩定性和安全性，即確定維修內容、維修方式等問題。而TPM則是以維保人員為基礎建立完整的維護體系，以提升設備綜合性能為最終目的，對整個維護過程實施全周期監控，對維護過程實行精細化管理，保證維護過程能夠執行到位。

通過上述分析不難看出，RCM與TPM這兩種維護模式在實際的應用過程中表現出的側重點不一樣，但是通過一定的融合可行性分析，兩者在一定的條件下是可以共同運行的，并且兩者可以構成一個完整的反饋維護管理模式，以明確維護重點和維護模式為核心，能夠對維護工作實現更加科學且精準的管理。主要原因是RCM可以通過維護數據的分析和處理，為維護制定一個科學合理且具有經濟性的維護方案，同時，RCM的數據分析結果可以為TPM的設備管理提供一定的依據，促進TPM設備管理。綜上所述，TPM和RCM這兩種模式夠相互共存，相輔相成。

2 TPM&RCM設備維保策略

2.1 實施步驟

通過分析地鐵設備維護的內容和特征，TPM&RCM設備維護管理模式具體實施分為以下幾個步驟：關鍵點分類、FMEA分析、維護周期優化、維護指導和標準化巡檢等。前三個步驟主要通過RCM手段為維護活動制定合理的維護側率，剩余兩個步驟則是利用可視化、標準化手段保證維護策略經濟性和有效性，同時為后續的過程分析提供數據支持。

2.2 RCM確定設備維護策略

（1）設備分類分級。為了達到提升維護成功率、降低維修成本和對關鍵設備重點維護。首先需要利用巴雷托最優管理分析法對待維護設備進行關鍵性分析，確定為維護對象和維護內容，通過查閱相關文獻可知，設備的關鍵性一般由設備的安全性、故障率和維護成本這三個指標衡量，故以此對維護設備進行關鍵性分析，分析公式如下：

在上式中，W表示為某設備的關鍵性得分；Ai為指標i的權重；Bi為指標i的關鍵程度得分，根據實際情況可打1～9分。

當時W≥80時，判斷該設備屬于K類設備；60≤W＜80時，判斷其屬于I類設備；20≤F<60時，屬于O類設備。這里，KIO分類分別代表關鍵、重要和一般。

（2）FMEA分析。FMEA分析即故障模式判斷及其造成的影響分析，這是一種分析故障信息的有效工具。其主要功能對通過分析設備運行數據，分析設備潛在的故障點，并針對性地提出維護測量和改善措施，將故障發生的可能性降到最低。由此不難看出，利用FMEA對關鍵設備進行分析，可以更好地確定維護重點環節；在TPM可視化管理的加持下，協助維護工作人員對設備狀態有一個準確的評判，以此來提高檢修工作效率，為后期實施具體的維修工作奠定基礎。

（3）維護周期優化。制定合理維護周期技術是保證設備運行的重要手段之一，設備維護周期直接關系到設備的穩定性與可靠性；與此同時，維護周期在一定程度上影響著維護成本和維護效率，若維護周期越短，則維護成本越高；若維護周期過長，則設備的穩定性不能得到保證，因此，維護周期的制定需要綜合考慮設備質量、設備工作模式等因素的前提下，制定一個實用周期性維護周期計劃，還要求維護周期計劃具備一定的經濟性。

2.3 TPM落實現場維護活動

（1）可視化管理。維修人員在維修設備時，通常會遇到以下困難：無法準確判斷故障原因；沒有標準的維修流程；缺乏可視化的指導手冊，容易導致誤修或缺修，維修效率低下，不利于設備維護和數據收集，因此，為了達到維護措施成本有效實施的目標，需要將RCM優化維護策略等信息與TPM有機結合，并使用特殊的視覺標志和其他方法來管理現場維護活動，具體內容見表1。

表1 設備可視化維護內容

以RCM分析結論為基礎，對整個設備維護過程實行可視化管理，對于一些關鍵部分或關鍵零件，可用一些特殊標識（不同的顏色）進行標記區分，并且可以在銘牌上注明維修日期、維修注意事項等信息，進一步規范維修作業，提高維修效率。

（2）TPM數據規范化統計。TPM管理體最大的特點就是對設備歷史信息和狀態的數據進行規范化管理，為后續RCM的具體實施提供依據。在設備維護方面，其規范內容具體包括設備批次、使用時間范圍、操作記錄和故障現象等，對數據信息進行足夠規范的護理是保證融合性管理模式執行的重要手段之一。

3 應用實例分析

3.1 總體概述

上海地鐵作為國內極具代表性的地鐵工程項目之一，其專業性、復雜性以及技術性等在行業都屬前列，這些屬性也決定了上海地鐵在日常運行中不得不面對極高的運營安全壓力和后期維護成本，廣州地鐵早在2005年就開始嘗試使用TPM&RCM相融合的設備維護管理策略，經過一段時間的使用，發現實際效用明顯，并且通過總結實踐經驗，不斷完善融合維護模式體系細節問題，使其逐漸趨于成熟。

以地鐵動力結構為例，經過一系列的關鍵性分析，該設備在安全性、故障率和維護成本三個方面的得分分別為9、8、7，由此得到其加權關鍵性為95分，故判斷地鐵動力結果為關鍵性設備，接下來通過FMEA分析，進一步確定設備維護的重點部位及環節等。具體內容見表2和圖1。

表2 動力結構可視化巡檢點

圖1

3.2 設備故障管理軟件開發與周期優化

為了方便后期記錄故障信息和相關數據統計工作，以Eclipse為開發工具，以phpMyAdmin作為后臺數據處理平臺，用Hadoop作為數據處理工具，開發出一套完整的地鐵設備維護輔助決策管理軟件，其功能和結構見圖2。

圖2 軟件功能及結構

通過故障分布和周期優化快，維修人員可以輕松實現故障數據的獲取，由此可以得到威布爾分布估計參數，接下來輸入維護成本相關數據，分析可得可靠度最低值，配合前期建立的周期優化模型，獲得對應的維修周期。

設備可靠度計算函數：

設備故障率計算函數：

式子中m=3.64為形狀參數，φ=11.75為尺寸參數。

通過分析歷史賬單可知，地鐵動力結構設備的預防性維護費用為750元，單次修復成本約為1500元。由于該設備為Ⅰ類關鍵設備，可靠度下限設定為0.9，通過優化后得到的最佳維護周期為5個月。

4 結語

本文通過分析TPM和RCM這兩種維護模式的兼容性，從兩個設備維護目標出發，介紹了TPM&RCM融合設備維護管理策略，并開發了相應輔助軟件和決策優化軟件，在上海地鐵中得以應用，其實際使用效果顯著，足以證明TPM&RCM相融合的設備管理與優化策略的有效性和合理性，應用前景值得期待。