馬來西亞SCS動車組維保技術規程優化研究

高升輝，謝雙應，蘇理勇，劉海波，夏丹鋒，汪學嶺

（中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000）

0 引言

隨著馬來西亞軌道事業的蓬勃發展，其運營里程也在不斷地刷新紀錄，為了給大眾帶來更多的便利和安全，對車輛的維護保養也就變得越來越重要。但是高昂的日常維護成本給交通主管單位造成了很大的負擔，因此迫切希望可以降低車輛的維保成本，從而節省開支。作為車輛日常維保承包商的我們充分理解業主的意愿，但是質量和成本通常是一對矛盾點，如何在保證車輛維保檢修質量的前提下，降低其日常維保成本是本文研究的重點。本文將以馬來西亞SCS動車組項目（以下簡稱SCS項目）為例，從維保工藝流程和備品備件兩方面討論車輛日常維保檢修技術優化的可能性。同時本文的研究成果也適用于其它地鐵車輛項目的檢修，具有一定的借鑒意義。

1 SCS項目車輛配置

SCS項目采用6節編組，4動2拖，最高運營速度為120 km/h（如圖1）[1]，是株機公司出口馬來西亞的第一個動車組項目。SCS項目車輛主要包括牽引系統、制動系統、高壓系統、轉向架、車鉤、車體、空調、PIS、照明、信號等15個主要系統。

圖1 SCS項目編組圖

2 工藝流程優化

目前地鐵車輛的日常維保都是根據運營里程和時間來確定的預防修和狀態修[2]，SCS項目根據車輛的檢修計劃，將整車檢修分為5個級別，如表1所示。因為車輛的日常檢修作業主要集中在月度檢修，故以下將主要針對L2等級月度檢修進行討論分析。

表1 維護計劃和間隔

地鐵車輛常規的檢修工藝流程都是按系統分塊，例如員工做高壓系統的檢修任務，在一段時間內他只做高壓系統的檢修任務，直至做完再開始下一個系統任務。這樣做的好處是，員工可以更加專注于某一系統某一工序，不會由于多系統地穿插作業而導致檢修項點的遺漏，同時可以更系統地掌握系統的專業知識。但也同樣有其缺點，以高壓系統為例，高壓系統的檢修項點主要集中在3個部分，即車頂高壓設備、客室氣閥板和開關、底架跳接箱和高壓T型頭（如圖2），受電弓、高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓接地開關等主要集中在車輛的車頂位置，員工作業時需穿戴好防護裝置、接觸網斷電才能登車頂作業，然后進入客室打開電氣柜檢查氣閥板等部件，最后進入車輛底部檢查25 kV電纜T型頭、跳接箱等部件，員工需要花費大量的時間在中間非作業環節上。同時不同的系統工序作業時，又會造成很多時間和空間的重復，時間的利用效率不高。

圖2 高壓系統檢修項點

如果按作業順序和作業位置劃分工序，優化工藝檢修路線，結合各個系統檢修項點特點，如底架各系統設備都存在目視檢查各部件表面是否有異常破損、緊固標記是否錯位等，可以把這些相關的內容統一劃分在一個工序里，由同一組人完成，那么就可以減少大量的重復走動時間。優化后的新檢修工藝路線使得車頂、客室、底架的作業人員不再交叉作業，在提升安全性的同時，減少走動、工具準備等的時間，從而提高作業效率。

故根據檢修作業區域，將車輛檢修主要分成車頂、客室和底架3個大的區域，每個區域再根據各系統檢修項點的串行、并行關系，最終劃分為13個大工序。例如上述高壓系統檢修，在原工藝流程里僅作為1個檢修工序，由同一批人完成，而在新的工藝流程里，將其劃分在3個部分的檢修工序內：一是位于車頂的高壓設備，包括受電弓、高壓互感器、高壓斷路器等；二是將高壓系統客室內的作業合并到客室系統工序中；三是將高壓系統底架的作業合并到底架工序中。新的工藝流程如表2所示，表中每個格子代表1個工序，并排代表并行工序，串行代表作業員工在完成前工序后，再接著完成后工序。新的工藝流程最大化地提高了工作效率，減少了無效的等待時間，使得作業員工可以更高效地完成相關的檢修工作。

表2 新工藝流程

如表2所示，每次月度檢修需有10人同時在崗，車上6人，底架4人，第1、2、12、13工序需要車輛帶電作業。第1工序客室預檢查包括牽引系統、PIS、燈、空調等系統的功能檢測和查看各系統的故障記錄，以提前發現車輛部件的狀態是否需要專檢班人員進行修復或更換。第2工序底架預檢查包括制動系統的主壓縮機露點測試和屬于轉向架系統的空氣彈簧壓力測試等。第12工序客室功能測試包括各系統的功能測試，以確保檢修之后各系統的工作狀態正常。第13工序底架功能測試包括制動系統相關閥的測試。其它檢修項點根據現場的工藝驗證結果，將其劃分為另外9個工序，其中屬于牽引系統的第9工序主變流器吹灰會產生較大的粉塵，故安排給執行夜班檢修的日周檢班組來做。第3工序的客室門系統的工作量大，包括清潔、噴涂橡膠保護劑、涂抹潤滑脂等，故單獨設置為一個工序，需4名員工來完成。4名員工在完成門系統檢修工任務之后，進入車頂檢修作業，而車頂的檢修任務比較集中，主要分為第7工序空調系統和第8工序高壓設備，每個工序由兩人完成。客室其它的各系統的目視檢查和清潔等工作，包括PIS、燈、客室內裝、各電氣柜等，統一作為第4工序，由2名員工完成。2名員工在完成客室系統檢查任務后，根據計劃安排做第10工序回風格柵清洗或第11工序車頂空調清洗，由于第10工序是1年清洗一次，第11工序是半年清洗一次，故組長可以根據檢修計劃靈活安排。同時作為第11工序的車頂空調清洗需要耗費大量的時間，故需車頂的4名員工在完成相關任務后加入到車頂空調清洗任務中。作為第5工序底架各系統的目視檢查和第6工序底架各系統的清潔和各項測量統一由4名員工完成。第5工序底架各系統的目視檢查的目的是提前發現存在問題的部件，包括螺栓緊固標記是否移位、各系統部件是否損壞等，以便專檢班可以及時修復或更換。

故根據新的檢修工藝流程，理論的月檢班檢修人員是10人每天工作8 h，其中6 h車上作業，2 h班前會、準備工具物料、填寫表格、錄入系統等。同時考慮人員的出勤、請假等情況，班長（脫產）1人，按0.64的考勤系數統計作業員工總數為17人。目前SCS項目部月檢班員工總數是21人，故可以縮減4人，節省4人的人工成本。

同時我們還可以引入“維修窗”維修模式的概念[3]，即現有的維修周期不變，將維修內容做一定的調整，如將屬于月檢班月度檢修內容的主變流器和變壓器吹灰清潔工作，調整給日周檢班組來做。由于日周檢班的檢修作業相對來說比較簡單，故日周檢人員的配置是根據最少安全作業人數配置的，而在正常的日周檢作業時間內，其員工的任務是不飽和的，故可以根據現場實際情況把原屬于月檢班的主變流器和變壓器吹灰清潔工作劃到日周檢班做，這樣做既可以減少月檢班的作業量，相應地可以減少月檢班的作業人數，同時又可以提高日周檢班員工的工作效率和飽和度。至于主變流器和變壓器吹灰清潔工作的維護間隔，可以根據車輛的實際維護時間，在保證每列車每個月清潔一次的基礎上靈活安排。

3 基于RAMS的備品備件

自從SCS項目車輛上線運營以來，每個月都會對故障數據進行統計分析，加之SCS項目車輛如今運營已近10 a之久，業主一直未進行車輛的架修和大修，這就使得車輛的故障頻發，經常導致正線故障，時有清客發生。隨著疫情的恢復，越來越多的人選擇乘坐地鐵出門，同時業主又沒有相應的備件庫存來替換故障件，需要花費很長的時間來采購相應的備件，使得故障車輛長期處于停滯狀態，這就造成運力越來越緊張。同時由于采購的無計劃性和小批量，大大增加了業主的維修成本。

故可以基于RAMS的統計結果，對車輛故障模式及其所產生的影響進行分析，列舉出產生該故障的部件產品的故障模式與影響，并對故障影響嚴酷等級進行評級，識別出嚴酷等級較高的維修項點[4]。在確定維修項目的結構分解框圖的基礎上，對分解結構中各個部件的故障模式與影響進行分析，進而得出該部件故障對確定維修項目的影響，并運用邏輯決斷針對該影響進行判定，從而篩選出合適的維修工作類型，以此來確定需提前采購的備品備件種類。

通過對2022年前3個季度的故障信息進行統計，發現正線故障大多發生在制動系統、牽引系統和門系統中，如圖3所示。例如，在制動系統故障中，30%多的故障是RB12B故障板引起的，其產生的影響是故障后控制單元與微機單元無法通信，無法執行制動指令，列車限速100 km/h，可能造成車輛延誤；20%以上的故障是EB01B板故障引起的，其產生的影響是故障后列車限速100 km/h，可能造成車輛延誤[1]。

圖3 SCS項目故障統計信息

根據車輛危害等級和故障等級的劃分，將故障等級和危害等級較高的、影響車輛安全性、任務性或嚴重影響經濟性的產品定為重要功能產品，確定重要功能產品作為分析對象[5]。通過對車輛進行故障分析，以制動系統、牽引系統、門系統為例，列出最少可更換部件單元，同時對其所產生的影響重要性進行分析，確定最優先需要提前采購的部件。例如制動系統、牽引系統和門系統中產生故障影響最大的是各類繼電器，此類繼電器故障后將可能導致車輛無法啟動，需要正線救援等，故我們以此為依據向業主提出提前采購備品備件建議，以保證車輛在發生故障時能有充足的備件進行更換，使得車輛能快速地恢復運營。同時由于備件采購的計劃性和批量化，可以大大降低業主的采購成本和時間成本。常見重要繼電器如表3所示。

表3 常見重要的繼電器

4 結語

文中通過對維保檢修工藝流程和備品備件兩個方面進行討論分析，論證了在保證車輛維保檢修質量的前提下，降低車輛的日常維保成本的可能性。與傳統的檢修工藝流程中以系統劃分的工序模塊相比，我們可以通過優化后的以作業順序和作業位置為基礎劃分的維保檢修工藝路線進行作業，從而大大提高員工的作業效率，從而降低人工成本。還可以基于RAMS的故障統計分析結果，通過分析產生故障部件的最少可替換單元和其對車輛運行產生影響的重要度，向業主提出備品備件采購建議，使得可以提前批量采購可能造成重大的故障且影響車輛上線運營的備品備件，以降低車輛故障修復所需部件的采購成本和減少車輛修復的等待時間。