故障件維修管理模型的設計與實現

沖 莉

（上海地鐵維護保障有限公司通號分公司，上海 200235）

隨著上海地鐵近30年的不斷發展，目前實際運營里程831 km，形成了18條線路、508座運營車站的超大規模地鐵網絡，網絡規模領跑全球。隨著運營里程數的不斷增加、線網規模的不斷擴大，地鐵相關設備總量也在不斷增長，即使在故障率不變的情況下，故障數量也在成比例增加，故障件數量也隨之增加。故障件即運行設備發生故障后，在維修過程中替換下來的設備配件。從企業的經濟效益角度出發，故障修或搶修時全部使用全新設備配件會提高生產成本。因此，故障件的維修是有效控制生產成本的一種方法，以最小的成本，最大程度滿足設施設備維護需求，實現降本增效的目標。

1 研究故障件管理的必要性

故障件作為地鐵故障修和搶修替換下來的設備配件，送至廠家進行故障件維修后，經離線和在線測試無問題的設備被稱為返修件，可對其進行入庫操作或者繼續線上使用操作。故障件在維修過程中發生的材料、人工及其他費用作為運行成本一部分計入。對于采購周期長的設備，應優先考慮使用返修件，縮短故障恢復延遲時間，降低停機損失。因此，故障件管理尤為重要，本文著重研究分析故障件管理。

1.1 故障件傳統管理方式

故障件傳統管理方式，存在如下問題。

1）從故障件入庫、領取使用、維修以及相關文件都由人工記錄，人為因素易造成故障件閉環管理失效。

2）故障件無唯一識別碼，很難追溯其在不同線路上或不同車站中的使用軌跡。

3）故障件信息分散，管理人員對故障件信息獲取和交互受阻，導致信息“孤島”。

4）人工盤庫、領用和維修的資料整理及信息查詢通常需花費較長時間，增加日常管理工作的時間成本。

5）故障件維修次數的人為統計，容易造成故障件申請報廢信息不精準，影響儲備量，進而影響備件采購申報。

1.2 故障件新型管理方式

在精細化管理的要求下，傳統的故障件管理方式無法滿足現代管理需求和企業運行要求，因此使用信息化技術手段，形成克服傳統管理方式缺陷的新故障件管理方式，從而降低管理成本，提高故障件管理效率和管理可靠性。新型管理方式滿足以下幾個應用需求。

1）故障件信息跟蹤與追溯

針對人工管理對故障件信息跟蹤缺失的問題，新的管理方式對信息的控制范圍涵蓋到故障件的基礎屬性信息、儲備數量、唯一識別碼、出入庫情況和維修情況，即可追溯到故障件每一個關鍵環節的運行軌跡，實現故障件全程管理。

2）故障件的識別與查詢

傳統管理方式下，故障件信息以紙質臺賬的形式進行存儲管理，從故障件領用出庫開始，其信息便封閉隔離。當需要識別和查詢地鐵現場運維中發生過故障的設備配件時，常會出現無法翻查的情況。因此，新的管理方式為每一個故障件配置生成唯一識別碼。

3）故障件分類管理與定位

為解決故障件因種類繁多而造成的管理混亂，需要對故障件進行清晰有效的分類。上海地鐵維護保障有限公司通號分公司從設備屬性、應用場景的角度出發，將設備進行3級分類和7大專業的劃分。

4）實時監控故障件儲備量及使用年限

人工記錄不全和盤庫不及時等問題，可能引起故障件儲備過量或供應量無法滿足運維現場需求的問題。新的管理方式加入多維度預警模塊，對故障件的最低儲備量、設備使用年限和故障件返修周期進行管理監控。

5）故障件的信息化管理

利用數據信息通信，實現故障件管理信息化，不僅降低了手工記錄的時間成本，還減少了人工的管理成本，保證故障件管理涉及的工作文檔、報表齊全。

2 故障件維修管理模型設計

故障件維修作為故障件管理的一個重要組成部分，其管理狀態決定著故障修復的快慢和停機損失的大小。對故障件維修過程涉及的關鍵角色—過程域和業務邏輯關系進行分析，以避免設計的故障件維修管理模型理論脫離實際，保證模型的可操作性和實用性。

2.1 故障件維修關鍵角色-過程域分析

為有效地把企業和故障件維修實踐整合起來，融合故障件維修的管理方法，分析故障件維修過程中各角色的相關職責及相關文件模板。如表1所示，使用關鍵角色—過程域矩陣進行分析，矩陣中每一格由活動內容和文檔模板組成。

表1 關鍵角色—過程域矩陣Tab.1 Key role - process domain matrix

故障件關鍵業務活動劃分為5大階段、7個活動，具體細分為故障件送修、故障件送修審核、故障件接修、故障件維修、返修件離線測試、返修件在線測試、返修件入庫/上線。

故障件關鍵角色針對故障件維修，在過程中抽象出關鍵角色，其中現場維護部負責設備故障件送修、在線測試、入庫工作；專業組負責相關專業設備故障件返修業務的日常管理；職能管理部門負責制定設備故障件維修方案，明確故障件維修等級，故障件返修工作協調；檢修組負責故障件自主維修。

關鍵角色在業務活動中的活動內容及相關文件模板，用以具體指導、檢查其在該階段的工作，包括故障件維修單、故障件登記表、故障件反饋表、故障件檢修報告和故障件維修報告。

2.2 故障件維修業務邏輯關系分析

為直觀表現故障件維修業務之間的邏輯關系，利用緊前關系繪圖法分析其業務邏輯關系。以故障件離線測試至在線測試間的業務活動為例，《備品備件管理規定》提出現場維護部需在離線測試結束后，10天內將返修件取回，30天內需完成返修件在線測試。通過分析，返修件離線測試與現場返修件取回存在完成-開始（FS）關系，現場維護部在返修件離線測試結束后方可將返修件取回，可以有10天的取回滯后期。現場返修件取回與返修件在線測試存在開始-開始（SS）關系，根據現場計劃施工點的安排，可以取件回來的同時進行線上測試，也可最多在30天后在線進行測試。故障件維修活動節點關系如圖1所示。

圖1 故障件維修活動節點關系Fig.1 Relationship of maintenance activity nodes of faulty parts

2.3 故障件維修管理模型

故障件維修管理較于老式管理方式，在設計時加入審核機制、監督預警機制和維修方案輔助機制。

1）審核機制：設置二級審核機制，實現管理者知曉現場運維故障件送修的目的，管理者可依據設備儲備量、送修頻度、返修周期等情況合理安排優先返修工作。

2）監督預警機制：通過對故障件送件、取件、在線測試等關鍵活動進行監督預警，管理者可以嚴格把控設備返修周期。

3）維修方案輔助機制：管理者根據設備儲備量、通用性、送修次數和維修成本資金，統籌考慮維修方案。維修方案包括自主修和委外修：自主修是企業內部生產人員，對設備進行力所能及的維修作業，有利于降低維修成本，縮短設備返修周期；委外修是按照簽訂的故障件維修合同，送至廠家對已產生故障或異常的設備、以及需耗費大量工作設備的高級修程進行維修作業。

通過對故障件維修管理的需求分析，設計出故障件維修管理模型，貼合實際故障件維修工作的同時，有效地控制了故障件返修周期。故障件維修管理模型如圖2所示。

圖2 故障件維修管理模型Fig.2 Maintenance management model of faulty parts

3 故障件維修管理模型實現

故障件管理平臺運用C#語言、SQL Server數據庫、.NET基礎框架和Visual Studio 2013開發工具搭建實現而成，涵蓋管理模塊即入庫管理、出庫管理、調撥管理和維修管理。其中故障件維修管理模塊的開發應用成功驗證了故障件維修管理模型的可操作性和實用性。

3.1 故障件信息同步

故障件信息同步接口主要運用于客戶端的本地信息變動與云服務器的綜合信息庫進行同步，其涵蓋的API函數有故障件基礎屬性、故障件儲備量、故障件領用、故障件維修等。解決了故障件在不同線路、不同車站使用時信息難追溯的問題。

實現故障件維修API接口具體步驟如下。

讀取客戶端提交的POST字段內容，進行故障件維修列表內容、故障件ID的賦值，用以綜合信息庫的寫入、更新操作；

加載數據處理類，執行數據庫相對應故障件信息的寫入、更新操作；

執行故障件信息的寫入、更新操作，返回執行結果；

向客戶端反饋數據執行結果描述。

3.2 故障件維修管理

故障件管理維修模塊作為故障件管理的一個重要環節，實時記錄故障件維修臺賬、故障件維修過程明細、測試報告和報廢建議。故障件維修臺賬：主要涉及維修單號、物資名稱、規格型號、序列號、使用位置、送修時間、審核狀態、維修狀態、故障描述等信息；故障件維修過程明細：通過PC端、手持端的多應用場景配合，記錄故障件送修地點、替換件信息、維修合同金額使用情況、測試情況、維修后上線情況等關鍵信息，并向管理者做出送件超時、取件超時、測試超時提醒，統計故障件在線使用量、故障件儲備量、故障件平均返修周期、故障件維修次數等情況，在地鐵設施設備故障修時，可快速定位最近的可替換備件，縮短設備故障處理時間；測試報告，在故障件維修結束后，進行離線和在線測試產生的報告，作為故障件再次投入使用的憑證，同時為故障件再次失效后，維修或報廢的依據；報廢建議，故障件管理維修模塊通過故障件類型、維修次數、維修合同使用情況、測試報告等信息，綜合判斷該類型故障件的可維修性，向管理者提出是否報廢的建議。

通過現場應用情況反饋信息得出在故障件信息識別方面，平臺賦予故障件唯一識別碼，顯著提升對故障件的識別效率，簡化用戶操作，提升平臺的交互性；在故障件信息追溯方面，地鐵設施設備故障修時，快速定位最近的替換備件，縮短設備故障處理時間；故障件在線使用量、故障件儲備量、故障件平均返修周期、維修次數的統計，為故障件的超修、報廢、采購預警提供科學輔助依據，實現了故障件全程管理。

4 結論

在持續精細化管理的要求下，對傳統的故障件管理方式引入信息化技術手段，建立新的故障件管理模式，實現對故障件的精細化管理，達到降本增效的目標。同時驗證了“關鍵角色-過程域分析法”具有易用性，可作為通用于軟件設計的分析方法，建立的模型具有可操作性和實用性，可以拓展到其他類似的管理流程中，為類似項目設計提供一定的參考。