南京地鐵設施設備運維管理平臺建設及應用研究

殷瑞忠，李廣剛

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇南京 211135）

1 引言

截至2021 年底，中國內地累計有50 座城市開通運營軌道交通線路9 192.62 km，其中，42 座城市開通地鐵與市域快軌長度8 206.48 km，占比 89.3%[1]。地鐵設施設備具有點多、線長、面廣、體量大等特點，信息化管理是必然要求。2020 年3 月中國城市軌道交通協會印發《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》，提出“推進城軌信息化，發展智能系統，建設智慧城軌”工作主題，三者之間存在必然聯系。智慧城軌建設成為交通強國建設的重要路徑和戰略突破口，有力助推軌道交通數字化轉型和產業化發展。南京地鐵運營11 條線路427 km，191 座車站，設施設備運維經歷了從無到有、從有到多、從分散到集中的復雜過程，經過充分實踐檢驗最終建成符合自身管理需要又具有推廣價值的設施設備運維管理平臺，同時為智能運維建設打下堅實基礎。

2 建設背景

2010 年以來，南京地鐵設施設備管理信息化依托資產管理系統（EAM），實現對庫存業務、固定資產管理業務、預防性維修管理業務、工單管理業務、周轉件與可維修件管理業務的初步支撐。但是由于該軟件基于C/S 架構設計開發，不僅被國外廠商技術壟斷，系統升級維護成本較高，且存在通用性差、業務不夠完善、以班組為單位使用公用賬號登錄、不支持移動端應用等缺點，不能滿足設施設備全員、全壽命周期管理的需求，并且系統相對孤立，信息數據源利用度不高，統計分析功能難以滿足管理需求，數據準確性和客觀性存疑，公司領導層不能及時獲取準確的生產統計數據。

隨著南京地鐵的快速建設，如何保障設施設備的日常安全運行，做好維護保養、檢修過程的管控，利用大數據、云計算、5G、物聯網等先進技術實現對設施設備全生命周期的信息化智能化管理，依靠生產數據為設備維修、物資采購、修程修制優化、更新改造、領導決策提供科學的數據支持，滿足和促進南京地鐵快速、穩定、可持續健康發展，已成為迫切需要思考、謀劃的重要課題。

3 運維管理平臺建設

3.1 建設目標

南京地鐵設施設備運維管理平臺建設響應國家數字化轉型和高質量發展要求，立足“運營地鐵”向“經營地鐵”轉變企業發展戰略，以地鐵數字化、設備管理精益化為核心，圍繞“兩個提高，兩個降低”（即提高設備可靠度，降低設備故障率；提高設備使用壽命，降低設備維修成本）核心目標，以支撐“設施設備全生命周期管理”落地為主線，以地鐵運營公司全員為服務對象，運用信息化、移動化、智能化管理方法和工具，建立貫穿公司和分公司兩級的設備管理平臺，最終實現“三覆蓋”和“三化”，即覆蓋地鐵設施設備全生命周期管理、覆蓋經營管理層的管控需求和一線現場的使用需求、覆蓋地鐵各專業的共性需求和特性專業的個性需求，設施設備管理全過程的無紙化、移動化和智能化。

3.2 功能定位

（1）平臺需覆蓋全專業，將電客車、工程車、信號、通信、土建、軌道、接觸網、變電、站臺門、電扶梯、自動售檢票系統（AFC）、自動化、風水電、車站安檢等軌道交通設施設備維保專業全部整合在一起，打通日常巡檢、計劃檢修、故障維修、臨時任務、拆裝移位、部件維修、狀態監測、狀態評估、更新改造、報廢處置等設施設備全壽命周期管理業務流程節點。平臺內各項數據可以根據不同層級、不同維度、不同條件進行統計分析，為各層級的績效考核和管理決策提供數據支撐，平臺架構如圖1 所示。

圖1 設施設備運維管理平臺架構

（2）與資產管理、物資管理、施工管理、調度輔助等其他生產管理系統建立有機聯系，實現內部數據共享、交互、融合，橫向貫通各業務系統的無縫銜接，實現一體化的業務管控，縱向滿足從決策層到執行班組各層級的管理需要，最終形成高度集成、運行高效、互聯互通的設備管理信息平臺。

（3）與智能系統接口，逐步實現各生產智能診斷系統對接，實現內部數據共享、交互、融合，從“感、聯、知、控”實現底層運行感知，專網快速傳輸，后臺及時預警，人員快速處置的一體化智能平臺。

3.3 業務場景

設施設備運維管理平臺是“人、機、料、法、環、測”全要素的管控平臺，是目標、流程、績效管理體系的體現，也是計劃、執行、檢查、改善過程的記錄，關鍵是業務驅動和業務覆蓋，從技術、經濟、組織實現業務管理，系統初步建成20 個功能模塊、147 個應用和400 多項功能點，包括設備臺賬、故障管理、檢修管理、架大修管理、送修管理、零部件管理、項目管理、統計分析等。

3.4 建設歷程

在項目實施模式上，按照信息化系統的建設規律，采用迭代式開發方式，將項目整體實施計劃分為5 個階段性里程碑，包括：業務調研及功能需求分析；系統功能設計及通用功能模塊開發；車輛分公司子系統功能模塊開發；其他專業分公司個性功能模塊開發；系統功能優化。

在平臺開發過程中，同步完成了包括32.68 萬條臺賬數據、6 800 條修程數據、4.58 萬條設備故障字典、7 000 條位置數據在內的40 余萬條基礎數據的采集、清洗及導入，實現2020 年7 月1 日平臺上線試運行的建設目標。

4 平臺應用

在進行需求調研分析的同時，對設備分類、設備分級、故障字典、設備物料管理系統（BOM）、設備位置、人員信息、組織架構等系統基礎數據的編制標準和規則進行分析研究，編制出《南京地鐵設施設備分類與編碼標準》《南京地鐵設施設備ABC 分級管理規定》《南京地鐵位置信息編碼規范》等平臺配套標準，并且對設備可靠度、檢修執行率、故障修復率、平均故障響應時長、平均故障修復時長、平均故障間隔時長等設備管理關鍵指標進行梳理和定義，形成《南京地鐵設備管理績效指標體系手冊》。通過制定以上設備基礎數據標準、設備管理統計方法，保證了錄入平臺系統的設備基礎數據有統一且明確的標準和定義。

結合實際設施設備管理業務，以下從設備臺賬、故障管理、檢修管理、架大修管理、零部件管理、統計分析等方面進行具體應用闡述。

4.1 設備臺賬

設備臺賬需解決移交轉資流程、資產分類和設備分類、資產和設備映射、資產報廢和設備報廢等系列問題，實現對地鐵實物從資產轉固、維修、變更、調撥、盤點、報廢、處置的全壽命周期管理，實現內在聯系和統一，避免割裂管理。地鐵設施設備運維管理平臺建設過程中，運營公司按照統一的臺賬統計口徑收集整理并導入運營公司全專業、全線路的32 萬余臺（套）設施設備臺賬數據，覆蓋設施設備的維修、檢修、巡檢、大中修、報廢等各類維保業務，實現設施設備的全壽命周期管理。設施設備臺賬列表如圖2 所示，全壽命周期履歷如圖3 所示，臺賬管理流程如圖4 所示。

圖2 設施設備臺賬列表

圖3 設施設備全壽命周期履歷

圖4 設施設備臺賬管理流程圖

4.2 故障管理

故障管理需解決報障和自修問題，故障響應時間和故障修復時間是關鍵考核指標。故障報修及處置流程如圖5 所示。報障可以同時報多個專業，全員隨時在PC端或移動APP 端登錄系統報障，專業人員到現場確認后生成故障工單，既實現了全員隨時隨地報障，也解決了同一故障關聯多個維保專業時需要重復報障的問題。

圖5 故障報修及處置流程圖

4.3 檢修管理

運維管理平臺檢修管理業務流程如圖6 所示。平臺支持錄入各專業的檢修規程，可以將同類別、同位置、同時間進行檢修作業的設備編成檢修作業包，再將規程和作業包結合，編制預防性維護計劃。平臺根據預防性維護計劃自動生成年度計劃、月計劃、周計劃，并按照檢修計劃的開始日期提前生成檢修工單，工單包括檢修作業包中的全部設備及其檢修規程文本中的檢修項、檢修內容、檢修標準。作業人員帶單作業，作業過程中通過平臺的移動端程序及時進行檢修結果的填報，實現檢修記錄無紙化。此外，該平臺還可配制檢修定額、安全須知、檢修時長、檢修人數、互檢及跟檢要求等，確保嚴格按照檢修規程和標準落實設施設備檢修。

圖6 檢修管理業務流程圖

4.4 架大修管理

實現架大修作業工單自動派發至指定工班，形成工班任務池，作業人員可自主在線完成派單/領單、填寫、驗收的閉環管理過程，實現檢修信息的便捷錄入。該模塊實現架大修工序管理（作業流程卡控管理），利用圖形化實現計劃與實際進度的對比顯示，可以實時查看架大修作業的完成情況及影響原因，實時掌握架大修計劃執行程度，及時完成每列車架大修物料、工時和成本統計。車輛架大修管理業務流程如圖7 所示。

圖7 車輛架大修管理業務流程圖

4.5 零部件管理

建立具有唯一編號的零部件臺賬，結合送修管理和故障工單的零部件拆解安裝記錄功能，零部件管理功能覆蓋拆解、新裝、送修、維修、交付、出入庫、報廢等日常業務流程，實現零部件從新件出庫—部件更換—壞件入庫—壞件送修—修復回庫—周轉件再次安裝更換的不斷周轉，完善了高價值周轉件、可維修件等零部件的全壽命周期管理。零部件管理流程如圖8 所示。

圖8 零部件管理流程圖

4.6 統計分析

根據平臺錄入的基礎數據以及各項維保作業過程中積累的業務數據自動統計得出檢修人員的作業次數、作業時長、作業效率及設備數量、報障數量、故障修復率、平均故障間隔時長、平均故障修復時長、檢修執行率、工單關閉率、運行里程、晚點事件、服務可靠度、物料消耗等關鍵指標和設施設備關鍵參數的數值曲線等，實現設備管理全專業、全流程的數據記錄與管控。各層級管理人員隨時可以在PC 端或移動APP 根據其權限查看，為績效考核和管理決策提供從宏觀到細微的數據支撐，運維管理平臺統計看板如圖9 所示。

圖9 運維管理平臺統計看板

5 實踐效果

目前南京地鐵設施設備運維管理平臺已正式上線運行并全面深入使用，初步實現“三覆蓋”和“三化”建設目標。

5.1 提升設施設備管控能力

信息化建設必須以牢固的基礎、清晰的流程、完善的制度為前提，借助信息系統，可以實時掌握設施設備運行狀態和檢修情況，隨時隨地進行辦公和跟蹤管控，隨時進行工作提醒和業務查詢，工單關閉效率提升了30%以上，全面提升了設施設備管控能力。

5.2 提升設施設備管理精細化水平

項目建設實施過程中，項目組牽頭南京地鐵運營公司各設備維保專業共收集、編制、整理并導入基礎數據近百萬條。包括設施設備臺賬數據、檢修規程、檢修作業包、預防性維護、設備分類、設備BOM 結構、故障代碼、物資編碼、員工、班組、位置信息等，使各項設施設備管理信息統一數據源相互關聯，全面提升了設施設備管理精細化水平。

5.3 提升設施設備管理工作效率

運維管理平臺上線試運行以來，轉變了傳統的工作方式，使線下辦公轉為線上辦公，如計劃制定一鍵生成，關注事項主動推送，待辦任務隨時提醒，關鍵信息按需查詢，作業過程實時監控等，大幅提升了設施設備管理工作效率。目前南京地鐵運營公司的各類設備維保業務在設備運維管理平臺都有電子化的作業記錄單據可供管理人員查詢跟蹤作業情況，日均產生各類工單3 000 余件。

6 結語及展望

目前，南京地鐵設施設備智能運維已完成整體規劃，正在積極推進車輛智能運維、信號智能運維、智慧工務等智能系統建設和擴大應用，初步明確南京地鐵智能運維建設技術方案和路線，擬從“感知—網絡（傳輸）—平臺”3 個層面打造南京地鐵的智能運維架構。其中，核心平臺計劃以“設施設備運維管控平臺”為中心打造平臺化服務，提供強大的計算能力、存儲能力、大數據能力、人工智能（AI）能力、互聯互通能力和維修支持能力。前期試點了主所機器人、信號智能運維接口，具備可行性，后續將通過籌建智能專網對接各智能系統，實現互聯互通一體化平臺建設的目標。