CRH2A/380A 平臺動車組三級修檢修范圍及標準深化研究

吳國棟，張慶華，錢小磊

（1 中國國家鐵路集團有限公司，北京 100844；2 中國鐵道科學研究院集團有限公司 機車車輛研究所，北京 100081；3 北京縱橫機電科技有限公司，北京 100094）

近年來，我國動車組修程修制改革持續深入推進，在確保安全、把握規律的前提下，通過開展大量科學論證和實踐驗證，基本實現了整車及部件檢修周期和檢修方式優化的既定目標，在減少檢修頻次、降低檢修成本、提高運用效率等方面取得了顯著效果［1-2］。隨著動車組檢修規模的日益增長和動車段自主檢修的不斷深入，也逐步暴露出部件檢修范圍偏大、檢修標準過嚴及整車檢修修時較長等方面的問題，嚴重影響檢修效率效益。文中以CRH2A/380A 平臺動車組三級修為例，堅持問題導向和目標導向，對優化動車組檢修范圍和檢修標準的思路方法及解決方案進行探討。

1 背 景

2007 年，CRH2A 型動車組投入運營，初期執行生產廠家推薦的45 萬km 高級修周期間隔；2009年，原鐵道部組織開展了將高級修周期延長至60萬km 的研究，重點解決齒輪箱油、牽引電機軸承油脂的可靠性問題，經論證采取了高級修間隔內增加每30 萬km 齒輪箱換油和牽引電機注脂等專項修項目，將CRH2A 型動車組高級修周期間隔由45 萬km 延長至60 萬km。

2014 年，對標其他平臺動車組120 萬km 高級修周期，為解決CRH2A/380A 平臺動車組檢修仍然過于頻繁的問題，機輛部門組織開展了該平臺動車組高級修周期延長至120 萬km 的相關研究［3］，重點解決原60 萬km 三級修時S38C 車軸脫漆磁粉探傷、油壓減振器性能檢測、牽引電機分解修更換軸承油脂、軸箱定位節點剛度測試等檢修項目取消后的運用安全問題。通過可行性論證、小批量實車驗證、階段總結、逐步擴大驗證，2015～2020 年共實車驗證700 余組次，驗證期間動車組運行安全、狀態良好。2021 年，CRH2A/380A 平臺動車組高級修周期間隔正式全面延長至120 萬km，歷史性解決了不同技術平臺動車組引進時檢修周期不一致的問題，使之更好適應我國的檢修管理體系，延長后高級修頻次減少了一半，在提高檢修運用效率的同時也大大降低了檢修成本。

2 當前存在的問題

前期在CRH2A/380A 平臺動車組高級修周期延長的研究中，更多關注60 萬km 三級修時相應的檢修項目在延長后如何保證質量安全，而對于原120 萬km 四級修檢修范圍和內容的優化研究相對較少，在原四級修調整優化為三級修后，檢修內容基本沿襲原來的范圍。經過深入現場調研分析，同時對比其他平臺動車組，CRH2A/380A 平臺動車組三級修存在著下車分解檢修項目較多、檢修范圍偏大，部分檢修標準沿用新造標準，導致標準過嚴、檢修偶換率偏高，受檢修內容、配件周轉、生產組織等因素影響的檢修修時較長等問題。具體表現在以下幾個方面：

2.1 檢修范圍偏大

動車組三級修主要定位是轉向架分解檢修和整車性能試驗。經與其他動車組橫向對比，CRH2A/380A 平臺動車組三級修范圍明顯過大，如轉向架檢修中構架關鍵焊縫三級修需脫漆磁粉探傷（其他車型為四/五級修探傷）；齒輪箱三級修為分解檢修，因退卸齒輪箱還相應增加了輪座尺寸測量、探傷等工作；車體檢修中間車鉤需下車分解測試緩沖器性能，導致整車三級修需要解編，限制了動車段整列架車修能力和效率的發揮；調試作業需對車輛配線進行絕緣耐壓測試，其他平臺僅五級修進行，另外還存在較多對狀態修未拆裝或連接狀態未變化的部件進行調試，以及整車和部件調試項目重復試驗的情況。

2.2 檢修標準過嚴

CRH2A/380A 平臺動車組三級修部分檢修標準簡單沿用了新造標準，導致部件偶換率增高或無謂增加了處置時間，進而增加了檢修成本，延長了修時。

（1）軸箱彈簧檢測不合格率高。統計某動車段2022～2023 年底檢修的1.4 萬余組軸箱彈簧，其中3 300 組垂直度不滿足要求，不合格率23%，主要原因是軸箱彈簧垂直度沿用了新造標準，沒有根據長期運用后的客觀變化情況制定檢修標準，并且新造標準較國標還要嚴格。

（2）受電弓軟連線狀態檢查更換率高。統計某動車段近兩年三級修數據，受電弓軟連線更換率高達95%，基本等同于必換件，更換原因主要為三級修規定受電弓軟連線整根長度一半以上布滿毛刺即需要更新，其他車型無此要求。

（3）排障、撒沙托架高級修研配組裝工藝標準過嚴，導致研配不合格率高（某動車段統計為42%）。主要原因是在托架與安裝臂組裝前，完全按照新造組裝工藝進行逐齒預組研配共11 次，每次均需用塞尺對托架和安裝臂的各處配合面進行測量，任一位置不合格就需更換托架或安裝臂重新研配，實際每個高級修間隔運行期間有可能用到的齒基本就在2～3 個。

2.3 檢修修時較長

統計各平臺動車組三級修修時情況，CRH2A/380A 平臺平均修時在20 d 以上，相較CRH1A、380B、380D 等平臺動車組15 d 左右的修時明顯較長，分析主要原因有：

（1）調試項目多、檢修范圍大。CRH2A/380A平臺三級修調試周期6～9 d，相比其他車型（如CRH380B 平臺三級修調試2～3 d）明顯偏高；CRH2A/380A 平臺轉向架檢修周期7～9 d，相對其他車型的5～7 d 有所偏長，主要為齒輪箱分解檢修和構架探傷檢查耗時較長。

（2）檢修工藝流程及生產組織不完善。目前動車段尚沒有較好反映實際檢修工藝流程的網絡計劃圖，也缺少各環節檢修實績寫實，不能很好掌握各工序匹配關系、識別瓶頸工序并采取有效對策，存在受瓶頸影響造成工序等待的情況，如蓄電池、干燥裝置等部件的檢修周期超出車體修時，造成車體等待而不能與轉向架及時落成。

3 解決思路

針對上述CRH2A/380A 平臺動車組三級修存在的問題，堅持目標引領和問題導向，遵循以可靠性為中心的維修（RCM）理論［4-5］，按照以最少的維修資源消耗，保持和恢復裝備固有可靠性及安全性的維修原則，運用系統思維、辯證思維和精準思維，對運維數據、故障規律、檢修技術和經濟性進行綜合分析，科學確定檢修項目、范圍和標準，合理選擇維修方式和策略，將檢修內容、技術標準和生產組織作為一個有機整體進行統籌優化，既要避免過度修，又要防止失修。

（1）針對檢修范圍偏大、標準過嚴問題，進行多維分析，科學評判，逐步優化。借鑒近年來動車組修程修制改革經驗，從設計標準、仿真計算、運維數據統計、橫向對比分析、地面試驗驗證等多個環節、多個維度，綜合評判檢修內容優化的可行性，科學制定優化工作方案，嚴格進行方案評審，穩步開展實車驗證。

（2）針對檢修修時偏長問題，堅持系統觀念，進行整體分析，解決主要矛盾。影響修時的因素有檢修范圍的原因，更重要的是工藝流程和生產組織的問題，因此要系統梳理并制定完整的檢修網絡計劃圖，找出各工序間先后和串并行關系，重點針對修時瓶頸工序（或控制性工序）進行深入剖析，研究提出優化方案。

（3）根據檢修優化項目的重要程度和難易程度，分級分類，穩步推進。對于較原修程修制變動較大、影響安全/秩序的項目，機輛專業管理部門統一研究，嚴格制定工作方案并據此開展相關的試驗驗證和總結評審，履行相關決策程序后穩步推廣實施；對于相對簡單的檢修工藝流程、工藝方法、工藝標準等方面的優化項目，由檢修單位履行必要的方案驗證寫實、評估審核等流程后逐步推進實施。

4 優化方法

動車組全壽命周期內的性能和質量演變規律，是設計、制造、運用、檢修多方面長期綜合作用的結果，通過對產品原設計性能、結構功能原理、長期運維表現等進行充分分析，對既有標準進行審查和修訂，是檢修范圍和標準優化的重要途徑。在此基礎上，從生產管理和手段提升入手，持續改進工藝流程、工藝方法和生產組織方式，不斷壓縮檢修修時，提高生產效率。具體分析優化方法舉例如下：

（1）設計源頭分析優化。動車組轉向架構架理論上為無限壽命設計，CRH2A/380A 平臺動車組新造和服役構架均通過了1 000 萬次臺架疲勞試驗，理論上可以滿足全壽命周期服役。統計十余年來CRH2A/380A 平臺動車組全部1.8 萬余個構架歷次高級修磁粉探傷結果，均未發現疲勞裂紋，檢測的構架尺寸均未超限，且隨里程無明顯變化，因此取消首輪五級修前的三/四級修構架關鍵焊縫探傷基本可行。對于CRH2A/380A 平臺動車組中間車鉤120 萬km 修程需下車分解修的問題，主要是由于其緩沖器壓縮高/自由高檢測不合格率高而需要更換，原因是緩沖器設計選型時的定位即120 萬km 進行下車檢測，目前已開發裝用了新型緩沖器，提升了相關性能指標，且經過運用120萬km 后的拆解檢測試驗，緩沖器性能符合指標要求，可以運用兩個高級修間隔，因此中間車鉤三級修由分解修優化為狀態修可行，相應地，CRH2A/380A 平臺動車組三級修可以實現整列架車修。

（2）功能原理分析優化。受電弓軟連線的作用主要是避免電流通過軸承導致軸承發熱、損壞，經分析軟連線毛刺異常情況對正常受流影響很小，且橫向對比發現其他車型高級修均無軟連線毛刺、斷絲相關要求，因此取消CRH2A/380A 平臺動車組三級修毛刺、斷絲要求，僅規定斷線大于10%或斷股時更新可行。此外，通過分析排障、撒沙托架與安裝臂配合受力狀態，將高級修全齒研配11 次優化為選取每個高級修期間可能用到的3個有效齒進行研配，可以保證安全運用，同時大大減少了工作量。

（3）運維數據分析優化。統計CRH2A/380A平臺動車組電動空氣壓縮機、輔助空氣壓縮機、制動控制裝置、停放制動控制裝置、S39 乙氣壓開關、牽引變壓器風機、高壓隔離開關、中央/終端及顯示控制裝置等部件三級修原分解修的狀態數據、運用及檢修故障數據，經分析論證三級修優化為狀態修可行后，開展實車跟蹤驗證，對比分析優化前后故障率變化情況，跟蹤過程中專項抽檢測試，跟蹤至四級修入修后詳細分解檢查和性能測試，基于大量運維數據支撐檢修項目的優化。

（4）工藝流程分析優化。通過工藝寫實，建立反映實際檢修工藝流程的網絡計劃圖，能夠直觀表達各工序先后和串并行關系，明確體現修時瓶頸工序、各工序人員數量、作業時長等信息。同時通過流程梳理，分析發現部件與整車重復的試驗項目，以及可以由整車調試工序前移、提前確認功能和處置故障的項目等，提出三級修電氣調試和功能確認試驗項目優化建議。

（5）工藝方法分析優化。通過開展自動渦流探傷工藝方法研究，實現不脫漆狀態下構架探傷（首輪五級修及后續修程涉及），預計可實現構架探傷周期由24 h 壓縮至3 h。通過開展齒輪箱帶輪跑合試驗參數優化，CRH2A 平臺動車組齒輪箱跑合時長由2.5 h 壓縮至1.5 h，CRH380A 平臺動車組齒輪箱跑合時長由3 h 壓縮至1.25 h。

（6）生產組織分析優化。通過狀態修工序分割重組、最小作業單元調整、減少工序交叉等待、轉向架各工位節拍化作業等，提高檢修效率；通過人員增配和內部調配，實行新增平行作業小組、增加作業班次（部分工序雙班制），滿足修時壓縮工藝策劃；通過優化串并行工序結構、增設智能工裝等方式，減少調試作業時間；通過適量增加周轉件儲備，滿足換件修節拍需要。

5 優化成果

針對不同的問題采用上述不同的優化方法，CRH2A/380A 平臺動車組三級修實現了多項檢修范圍和標準的優化，如構架取消首輪五級修前的三/四級修焊縫探傷，調試取消線間絕緣測試及耐壓試驗，齒輪箱、中間車鉤和制動、牽引系統相關部件由分解修優化為狀態修，軸箱彈簧垂直度、受電弓軟連線、撒沙/排障托架檢修標準優化等。

此外，參考工程行業相關標準［6］，探索確定了動車組檢修網絡計劃圖的編制規范，通過采用以箭線及其兩端節點編號表示工作，包含整體作業時間及各工序作業時間、作業人數、工時等信息的雙代號網絡圖，梳理出關鍵工序、瓶頸工序、等待工序及各工序間的串并行關系，用于指導動車段進行工藝流程的優化。以CRH2A 型動車組三級修為例，網絡計劃如圖1 所示。

圖1 CRH2A 型動車組三級修網絡計劃圖

6 結束語

鐵路機車車輛修程修制改革是一項長期而艱巨的系統工程，在前期已基本實現整車及部件檢修周期延長和檢修方式優化的基礎上，部件檢修范圍和檢修標準的優化將是當前和今后一段時期機輛系統面臨的重要研究課題和挑戰，需要集合各方資源和力量，持之以恒、長期不懈的奮斗，才能滿足新時代鐵路高質量發展對機車車輛運維管理的要求。