基于段企合作的動車組高級修檢修模式研討

費久利,王 惠,凌立彬,元世斌

(中車唐山機車車輛有限公司,河北 唐山 063035)

1 動車組配屬及檢修市場分析

高速動車組已成為國家名片,自中國第一列新型動車組于2007年4月份投入運營以來,歷經14年的引進、消化、吸收及再創新過程,我國已全面掌握動車組制造技術,關鍵部件國產化率不斷提升。目前在線運營動車組的主要技術平臺產品有CRH1型、CRH2型、CRH3型和CRH5型動車組,各動車組制造企業(以下簡稱“主機廠”)在既有平臺基礎上不斷深入開發和技術創新,研制出多種技術等級更高、速度更快的動車組產品,如高寒動車組、智能動車組等,極大地滿足了我國不同地域、不同經濟區域的差異化市場需求,為國家建設和經濟發展做出卓越貢獻。

截至2020年底,中國高速鐵路總里程約為38 363 km,各鐵路局共配屬運營動力分散型動車組3 862列(CR200J型動力集中型動車組高級修規程及檢修模式尚未確定,本文只討論動力分散型動車組),動車組線路和車輛的基本配比關系是每10 km 線路配置1列動車組,其中時速300～350 km 速度等級2 354列,時速200～250 km 速度等級1 449列,時速160 km 速度等級59列,具體配屬情況見表1。時速300～350 km速度等級動車組占動車組配屬總量的61%,是中國高速鐵路旅客運輸的主力車型。

表1 各鐵路局動車組配屬表 列

動車組于2007年投入運營,開始并沒有得到廣泛認可,上座率較低,但隨著整個社會節奏的加快和人們生活質量的提高,動車組幾乎已成為人們出行的首選。2007—2018年,動車組完成旅客發送量由0.6億人增長到20.54億人,2018年動車組完成旅客發送量在全國鐵路旅客總發送量中的占比為60.9%。2007—2018年,動車組完成旅客周轉量由132.78億人公里增長到6 872億人公里,動車組完成旅客周轉量在全國鐵路旅客總周轉量中的占比達到48.6%[1]。國產動車組技術成熟,運行安全可靠,對改善人們的旅行品質和促進社會發展起到至關重要的作用。

據中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)官網消息,到2025年,全國高速鐵路里程將達到4.5萬km;動力分散型動車組保有量預計將增至4 800列左右。預測2021—2025 年動車組保有量年均增長約200列。雖然國家對高鐵的投資有所降溫,但隨著京津冀、長三角、粵港澳、成渝、海峽西岸等14個國家級城市群的建立和快速發展,作為城市群重點發展的基礎設施,城際鐵路將會成為基建的下一個風口,“十四五”期間將規劃建設高速鐵路、城際鐵路、市域鐵路近7 000 km,需求車型涵蓋時速140 km、時速160 km、時速200 km、時速250 km 等城際市域動車組產品。

為保證動車組長期高速、穩定、安全、舒適運行,必須經常對動車組進行日常整備、檢查、保養,并定期進行全面檢修。隨著新建線路的開通和動車組運營數量的增加,動車組檢修市場需求逐年增加,目前每年動車組高級修總量為1 500～1 800列,市場需求巨大。根據《中長期鐵路網規劃》,到2030年,全國動車組配屬將達到5 541列,屆時動車組檢修需求還會進一步擴大,具體數據如表2所示[2]。

表2 2030年全路動車組三、四、五級修工作量計算 列

2 動車組高級修簡介

2.1 動車組檢修的意義

動車組檢修工作貫穿于動車組服役的全過程,在動車組運營時部件會產生不同程度的磨損、變形,技術狀態變差,使用性能下降,嚴重影響運行安全。維修作為設備管理的重要環節,能使動車組保持、恢復其規定的技術狀態或改善其運用狀態,有效預防故障及其不良后果發生[3]。動車組結構復雜,零部件種類繁多,材質、使用條件、使用壽命和失效程度各不相同。一些零部件因各種原因而失去原有的功能,需要及時修復或更換,而其他大部分零部件能完好無損地正常工作,這就構成了車輛維修的必要性和可能性。

動車組檢修可充分利用尚可正常工作的零部件,延長車輛的使用壽命,與更新設備相比,可節省資金,節約能源和資源,降低運營成本,提高效益。

2.2 動車組高級修修程

我國高速鐵路具有路網大、線路長、密度高、運用效率高等顯著特點,動車組產品具有多個技術平臺,針對運營環境及客戶需求不同,在每個技術平臺基礎上又開發設計了多個車型,結構及性能不斷優化,為滿足動車組的高級修需求,不同車型動車組檢修規程在內容和標準上既有共性特征又有個性化差異。

我國在學習引進國外動車組檢修理念和檢修標準的基礎上,通過管理模式和檢修方法的創新,對動車組進行科學專業化檢修,確保動車組安全可靠運行。CRH 系列動車組檢修分為五個等級:一級和二級檢修為運用檢修,以維護保養為主,在動車所完成;三級、四級和五級檢修為高級修,以恢復基本性能為主,在動車段或主機廠完成[4]。動車組檢修按里程維度和時間維度雙向控制,詳細數據如表3所示[5]。按檢修規程要求,各高級修主要內容有較大差異,具體檢修內容如表4所示。

表3 國內動車組檢修周期表

表4 動車組高級修主要內容

國鐵集團正在牽頭組織動車組修程修制改革工作,擬延長各技術平臺動車組高級修間隔里程,以降低檢修成本,提高裝備使用效率,部分車型已進入實際運用考核階段,驗證評價后動車組高級修程會作相應調整。

3 動車組高級修現狀

國內高速動車組制造企業主要有4家公司,分別為中車長春軌道客車股份有限公司(以下簡稱“長客股份”)、中車唐山機車車輛有限公司(以下簡稱“唐山公司”)、中車青島四方機車車輛股份有限公司(以下簡稱“四方股份”)和青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司(以下簡稱“BST”),中國軌道交通運輸裝備制造企業建設規模大,技術實力雄厚,在國內及國際市場上均具有較強的競爭力。依托動車組新造技術優勢,各主機廠提前掌握動車組檢修技術,并率先開展了動車組高級修業務,檢修業務前期主要由主機廠承接。動車組檢修技術難度高,資源配置和資金投入量大,國鐵集團深知檢修對動車組運營安全的重要意義,提前布點,先后投資建設了北京、上海、廣州、武漢、沈陽、西安、成都7個動車組檢修基地,隨著各動車檢修基地建設陸續竣工投產,在主機廠的技術支持與協作下,各動車段先后掌握了高級修技術,并形成規模檢修能力。國鐵集團動車組檢修基地輻射范圍及規劃設計檢修能力如表5所示。

表5 國鐵集團動車組檢修基地輻射范圍及規劃設計檢修能力

以2020年為例,全路動車組高級修總量為1 396列,其中:四方股份檢修438列、長客股份檢修202列、唐山公司檢修68列、BST 檢修77列,其余611列全部由國鐵集團動車段檢修,動車組高級修檢修占比見圖1。各主機廠主要檢修四、五級修動車組,國鐵集團各動車段主要檢修三、四級修動車組。

2020年3月4日,國鐵集團下發鐵機輛〔2020〕44號文件《國鐵集團關于深化動車組修程修制改革推進自主檢修工作的通知》,文件中對動車組修程修制改革提出具體要求和時間結點,并對“十四五”期間動車組高級修發生量和動車段的承修量進行了預測和分配,具體數據如表6所示[6]。

表6 “十四五”期間動車組高級修發生量及動車段承修任務測算表 列

由表6分析可知,動車段將逐步承修所有的三級修,并于2024年實現100%承修;部分承修四級修業務,檢修量逐年上升,到2025年將承修約62%的四級修檢修業務量,預測未來動車段四級修的檢修占比會穩定在50%～60%,見圖2。“十四五”期間,國鐵集團并未安排五級修業務。

圖2 “十四五”期間動車段三、四級修承修量統計

4 高級修合作模式研討

4.1 動車組高級修存在的主要問題

(1) 段企雙方高級修產能差異問題。由于提前布局規劃及產線建設重點投入,各主機廠高級修能力及規模較大,目前總檢修能力為1 237列/年:其中四方股份為730列/年;長客股份為192列/年;唐山公司為190列/年;BST 為125列/年。以上僅為批復口徑綱領,如考慮后續效能提升及新造產線轉化等因素,實際檢修能力會遠超出這個產能。國鐵集團各動車段生產能力形成較慢,部分動車段產能還未達到設計綱領,正在進行產線改造及資源配置,以快速提高生產能力。目前各主機廠檢修業務定單不均衡,產能利用率較低,以2020 年為例,主機廠平均檢修產能利用率僅為63%,而動車段又急于擴大產能,以滿足不斷增加的動車組檢修需求。

(2) 段企雙方技術差異問題。由于承接了新造動車組技術優勢,各主機廠已深入掌握涵蓋動車組各級修程的高級修技術,并與供應商合作,基本掌握了主要零部件的檢修技術。各動車段由于建設及投產時間不同,技術掌握程度參差不齊,部分動車段還沒有掌握四級修技術,五級修基本還未涉及。

(3) 段企雙方檢修人員配置問題。動車組高級修生產組織性質基本為人員密集性產業,隨著高級修產線建設及產能的不斷提升,各動車段檢修專業人員需求缺口較大。而各主機廠由于動車組新造市場需求的萎縮,新造產線專業技術及操作人員出現過度配置問題。

4.2 合作是必然趨勢

經過多年的持續投入與發展,各主機廠已經形成自主創新、配套完整、設備先進、管理完善的動車組制造體系,我國軌道交通裝備制造業不僅能滿足國內需要,軌道交通裝備的出口份額也越來越大,在國際市場上具有一定的影響力。各主機廠管理專業化、產線標準化程度高,具有動車組造修成熟技術和管理經驗,不僅能提供高標準的動車組制造及運用維修技術,還可配套輸出技術及管理平臺。國鐵集團各動車段建設投資大,硬件配套能力強,但延續傳統模式,在管理上以動車組運營業務為主、維修業務為輔,檢修技術較為薄弱。國鐵集團主動推進各動車段與主機廠合作,學習動車組檢修技術,盤活資源,快速形成高級修能力。國鐵集團是各主機廠主要用戶,有著天然的主動權和優勢地位,高級修合作是必然趨勢。

4.3 高級修合作模式建議

4.3.1 段企雙方應全方位深化合作

目前在線運營的動車組車型復雜,技術平臺多,關鍵技術均由制造企業掌握。前期在廣州、上海等動車段建設及生產過程中,段企雙方均有良好合作,主機廠在技術及人員等方面全力支持,使動車段能夠較快掌握相關技術并形成一定的生產能力。國鐵集團應充分利用自身優勢,合理配置各動車段檢修資源,按目前各段車型配屬關系,由各路局牽頭繼續深化與相應主機廠的高級修合作,結合修程修制改革工作的開展,深入研究并掌握高級修技術。各主機廠正在推行對動車組從設計、制造到運營、檢修的全壽命周期管理工作,在以前合作的基礎上,段企雙方進行更為廣泛的全方位合作,段方可選擇性移植主機廠技術平臺和管理平臺,實現數據共享,段企雙方的深入合作,會更有效地保障動車組運行安全。

4.3.2 段企雙方應明確業務范圍,差異化配置檢修資源

按各動車段初始規劃,其設計綱領均以三級修為主,規劃業務范圍涵蓋四、五級修,并配置了部分資源,未配置資源的也預留了五級修的可能性。目前各動車段三級修業務開展較好,不斷優化檢修工藝和配置資源,全部實現了整列架修模式,并基本做到了各車型的兼容性,生產效率高,取得了不錯的效果。四級修檢修工作量較大,需要對列車解編檢修,車體還需要涂裝作業,動車段進行四級修作業較為吃力,大部分動車段未形成四級修能力。五級修需要對列車進行全面分解檢修,技術難度大,資源配置要求高,工作量大,產線長,人力資源需求量大,周邊配套產業鏈要求高,部分車型還要在五級修時進行優化改造。結合目前實際情況,從資源配置、人力構成、技術掌握程度等關鍵要素分析,動車段均不具備承修五級修能力。而各主機廠依托動車組制造優勢,通過專項技術改造優化產線,配置高端裝備及檢修資源,進行標準化、數字化產線建設,均已具備較強的五級修能力,部分企業已開展次輪五級修業務,并在廠區周邊形成了強大的產業鏈配套能力。

為高效完成動車組高級修任務,確保動車組安全運行,動車段和主機廠均配置大量資源開展高級修業務,但并未明確高級修業務分割,造成部分資源過配置或利用率低,后續投資方向模糊。按照表2 數據,到2030年全路動車組高級修需求為3 462列,國鐵集團7個動車段的規劃總檢修能力為1 700列/年,各主機廠目前已形成高級修能力為1 237列/年,疊加動車組新造產線閑置資源轉化為檢修資源,各主機廠實際具備1 800列/年以上的高級修能力。綜合分析,段企雙方總檢修能力完全可以滿足2030年以前的動車組高級修市場需求。鑒于段企雙方當前實際情況,建議對高級修業務分配原則進行明確:動車組三級修業務全部由動車段承修,視能力情況適量承修部分四級修業務,各動車段補充瓶頸產線資源,將原五級修預留資源改造轉化為三、四級修產線,快速實現原規劃產能;主機廠承修全部五級修業務,承修動車段能力范圍外的四級修業務,各主機廠應提前研究動車組新造產線與檢修產線兼容或能力轉化問題,以滿足未來動車組檢修市場需求。按此業務分配原則,補強瓶頸能力,堅持市場化運作,段企雙方能力互補,充分利用既有資源,降低檢修成本,提高檢修效率,滿足動車組高級修需求,實現合作共贏。

5 結束語

(1) 高級修業務系統性強、專業化程度和技術含量高,承修單位應深入研究和掌握檢修技術,確保動車組安全高效運行;

(2) 動車組檢修市場需求大,段企雙方應進行全方位合作,形成優勢互補,高效完成動車組高級修任務;

(3) 段企雙方應明確高級修業務板塊,充分利用既有資源配置,選擇性補充瓶頸能力,減少不必要投入,節約檢修成本,創造最大經濟效益。