城市轨道交通设备维修策略研究

铁 道通 信信 号 RA ILW AY SIGNALL ING & COMM UN ICAT ION
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关于郑西客运专线电百度文库维修管理模式的探讨
酒 慧*
继京津、合武、合宁、甬 - 台 - 温和石太等客 运专线投入运营后, 郑西客运专线也即将开通。郑 西客运专线是徐兰客运专线最先开工的一段, 东起 郑州站, 经郑州西等 13站止于西安站, 正线全长 4591534双线公里。郑州铁路局管内新建 6个站, 改造接入 2个站, 信号闭塞中继站 18个, 管辖设 计双线里程 343 km。由于目前国内还没有成熟和 系统的电务维修经验与模式可以借鉴, 因此如何做 好郑西客专信号设备的维护管理工作是当前迫切需 要解决的重要课题。
3 设备故障管理信息化软件的开发
科学性与可操作性的结合是 RCM 实践中需要 很好研究的问题, 大多数 RCM 分析人员来自生产
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维修第一线, 虽然有着丰富的经验, 但对 RCM 分 析过程中具体的数学模型、计算方法缺乏研究, 因 而开发界面友好、可操作性强的设备故障管理软件 是解决实际维修管理的有效途径。同时, RCM 项 目分析内容丰富, 数据量大, 处理过程相对繁琐, 若纯粹以手工方式进行计算与分析, 也不利于工作 效率的提高, 因此为实现 RCM 项目分析的程序化、 可操作化而开发的设备故障管理信息化软件系统, 也是现代维修 的必然需求。该系统本着简 单、易 学、实用的设计原则, 以故障管理体系为基础, 力 求实现 RCM 项目分析的主要功能, 并提高处理和 分析过程的可操作性, 降低管理者工作的复杂性, 保障分析结果的可靠性。关键设备故障管理信息化 软件设计框架如图 4所示。
2 RCM 维修策略优选
211 维修策略的分类 在地铁推行 RCM 过程中, 综合考虑到现行的
维修策略分类、各种策略间无概念性交叉或重叠, 以及便于实施操作等几方面的因素, 在明确各种维 修策略的适用条件、使用范围基础上, 对各种维修 策略的逻辑关系进行了梳理, 提出了以下维修策略 的分类模式, 如图 1所示。
常工作中正发挥着越来越重要的作用, 因此, 加强 和提高整个系统的运营安全性与可靠性水平成为越 来越需要关注的课题。
将以可靠性为中心的维修 RCM 运用到地铁的 设施设备维护工作中是可行并且是必要的。地铁运 营部门维修策略可考虑制定 RCM 的整体规划, 本 着 / 分类、分级, 完善设备管理系统 0, / 全程贯
图 1 维修策略分类图
212 维修策略的决策原则 1. 以可靠性为中心。 2. 符合设备、系统固有的维修需求。 RCM 策
略是通过故障的严重程度 ( 即故障后 果 ) 和维修 的可行性, 在定期维修、状态预防维修、事后维修 和定期报废等方式中进行抉择。
选择设备维 修策略的一般原 则是: ¹ 通过维 修, 恢复设备规定的功能, 提高设备可靠性或者消 除设备维修前存在的缺陷, 并充分利用零部件的有 效寿命; º 在保证可靠性的前提下, 力求使维修费 用与设备停修造成的经济损失两者之和为最小。
估、定量化建模等手段, 在保证安全 性的前提下, 以维修停机损失最小为目标, 优化系 统维修策略。
RCM 的基本观点体现在以下几个方面。 1. RCM 特别注重设备可靠性与安全性。设备 的固有可靠性与安全性是 由设计制造所赋 予的特
* 中铁第一勘察设计院集团 高级工程师, 710043 西安 收稿日期: 2009-10-28
序号
传统维修观念
RCM 理念
设备故障的发生 和发展与 使用时间有 设备故障与使 用时间一 般没有直 接关
1 直接关系, 普遍采用定时计划拆修
系, 定时计划维修不一定好
2 没有潜在故障的概念
许多故障具 有一 定潜 伏期, 可 通过 现 代各种手段检测到
修策略。 以可靠性为中心的维修 RCM 技
术是目前国际上通用的, 用以确定资 产预防性维修需求, 优化维修制度的 一种系统工程方法。它的基本思路是
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铁道通信信号 2010年第 46卷第 2期
图 2 / 车门图标红闪, 开关门正常 0 故障逻辑决断流程图
图 3 逻辑决断图与风险评估模型共同决策 过程图
3. 逻辑决断图与风险评估模型共同决策。逻辑 决断图与风险评估模型共同决策过程如图 3所示。
综上, 定性和定量 2种分析得出的结论一致, 故 / 车门图标红闪, 开关门 正常 0 应采用事后维 修的策略。
性, 有效的维修只能保持而不能提高。 2. 设备故障有不同的影响或后果, 应采取不
同的对策。故障后果的严重性是确定是否做预防性 维修工作的出发点。在设备的使用中, 故障是不可
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2010年 2月 第 46卷 第 2期
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城市轨道交通设备维修策略研究
修程修制
马小平 *
摘 要: 分析了城市轨道交通设备推行以可靠性为中心的维修 RCM ( Reliab ility Centered M a intenance) 的意义, 阐述了 RCM 的基本概念, 介绍了维修策略选择、设备故障管理信息化软件的开 发等关键环节, 展望了 RCM 在轨道交通领域的应用前景。 关键词: 城市轨道交通; 维修策略; 设备故障管理 Abstract: T h is paper ana lyzes the significance o f the im p lem en tation of RCM in urban rail transit equipm en,t describes the basic concepts of RCM, introduces key aspects includ ing se lect ion o f m a intenance
1 国外铁路客运专线维护管理模式
目前, 国外已建成并投入运营, 或正在建设高 速铁路的有法国、德国、意大利、日本、韩国、印 度等国家。按照建设与运营组织模式不同, 可以划 分为以下 3种基本模式。
* 郑州铁路局郑州电务段 工程师, 450052 郑州 收稿日期: 2009-09-27
图 4 软件系统功能框架图
变故障的后果
能改变故障的后果
对系统进行功能与故障分析, 明确系 统内各故障发生的后果, 用规范化的 逻辑决断法, 确定各故障后果的预防 性对策, 通过现场故障统计、专家评
能做预防性维修 的都尽量 做预防性维 按技术可行和 值得做来 采用不同 的维
6修
修策略和方式
7 通过更新改造来提高设备性能
通过改进使 用和 维修 方式, 也 能得 到 一些良好的效果
下面的实例以逻辑决断作为定性分析, 灰色局 势决策法作为定量评判, 定性和定量相结合, 共同 实现维修策略决策。如图 2所示, 以检修中心车辆 车门子系统设 备 / 车门图 标红 闪, 开 关门 正常 0 故障现象为例, 演示维修策略决策过程。
1. 逻辑决断图法。逻辑决断图采用图表操作, 是 RCM 分析方法、流程、理念的具体实现, 主要 针对 3个问题 ( / 什么情况下各故障至关重要? 0、 / 做什么能够预防各故障? 0、 / 如果找不到适当的 预防性工作, 该干些什么? 0 ) 的回答结果 图示和 逻辑梳理的过程。逻辑决断图的根本理念是: 对于 有严重故障后果的关键设备, 首选状态检测维修, 技术不可行时也必须采用定期计划维修策略; 对于 故障后果一般或较重的主要设备, 除故障突发特殊 情况下, 都应采用定期计划维修; 对于故障后果较 小的次要设备, 采用事后维修的策略。
城市轨道交通设备维修制度是使线路高效运营 的重要保障。目前国内各城市轨道交通设备的维护
1 RCM 与传统维修的区别
多采用故障维修和预防性维修这 2种维修措施, 前 者属于故障发生后被动的补救方式, 后者是在故障 发生前定时、定期的主动维修方式。对预防性维修
RCM 作为新一代的维修理论和方法, 是在传 统维修理论上的改革与创新, 与传统维修观念有着 很多的差异, 总结如表 1所示。
3
无隐蔽故 障和 多 重故 障的 概念, 认为 从可靠性原理 及实践寻 找或消除 隐蔽
两者之间没有联系
故障, 可以预防多重故障的严重后果
4 预防性维修能提高固有可靠度
预防性维修 不能 提高 固有 可 靠度, 只 能接近或达到
5
预防性维 修能 避 免故 障的 发生, 能改 预防性维修 难以 避免 故障 的 发生, 不
据此, 经过分析得出 / 车门 图标红闪, 开关 门正常 0 的故 障原因是电子单元故障, 由 维修经 验丰富的工程师按照逻辑决断的流程和决策标准进 行维修策略决断, 结果如图 2所示。
/ 车门图标红闪, 开关门正常 0 故障模式的逻 辑决断结果为: 事后维修。
2. 灰色局势决策法。灰色系统理论着重研究 概率统计、模糊数学所难以解决的不确定性问题, 是专门解决灰色系统多目标决策问题的一种方法, 并据此进行方案的排序优选。其具体步骤如下。
依照 RCM 的整套分析流程开发的设备故障管 理信息化软件, 每一个模块实现一个功能, 功能界 限划分清楚, 并且每个模块之间相互关联, 能较好 地实现维修管理的规范化和信息化。
4 结论与展望
我国目前许多大中城市都在加速建设城市轨道 交通系统。城市轨道交通系统在城市发展和市民日
2010年 2月 第 46卷 第 2期
strateg ies and developm ent o f equipm ent fa ilure m anagem ent softw are etc. , and g ives a prospect o f the app lication o f RCM in the f ie ld o f ra il transportation. K ey w ord s: U rban ra il transi;t M a intenance strategy; Equ ipm ent fa ilure m anagem ent
避免的, 但故障引发的后果却是不尽相同, 重要的 是预防有严重后果的故障。
3. 设备的故障规律是不同的, 应采取不同的 方式控制维修工作时机。
4. 对设备采 用不同的预防 性维修工 作类型, 其消耗资源、费用、难度与深度是不相同的, 可加 以排序。对不同设备, 应根据需要选择适用而有效 的工作类型, 从而在 保证可靠性与 安全性的前提 下, 节省维修资源与费用。
3. 兼顾维修资源的优化配置, 提高维修价值。 213 维修策略决策方法及优选实例
目前对于维修策略选择的研究大部分还是从定 性的角度进行论述, 针对性不够, 模糊性较大, 很 少有定量的研究。比较实用的方法是 RCM 中提出 的用逻辑决断图法进行决策, 需要定量方法在策略
决策时给予支撑。通过定性、定量结合的方式保证 结论更加可信与可靠。
给出事件和对策: 事件 ( i= 1, 2, 3, ,m )、 对策 ( j= 1, 2, 3, ,n) 。
构造 局 势 事 件和 对 策 的 二 元 组 合, 局 势 = {事件, 对策 }。
给出目标: 一般包括经济目标、技术目标、效 果目标、环保目标等等。
给出不同目标的效果白化值。 计算不同目标的效果测度。 计算多目标综合效果测度。 选择最优局势, 就是挑选效果最好的局势。 据上步骤, 经灰色局势决策法计算后可知: U= { 018051 017108 017848 018584} U1: 视情维修。 U2: 预定 翻修。 U3: 预定 报 废。 U4: 事后维修。 U2 < U 3 < U 1 < U4 可得, 方案四也即事后维修 为最优结果。
而言, 如果维修间隔设定不准确, 将 会造成维修不足或维修过剩的问题, 进而影响设备的可用性, 导致生产成 本的增加。 RCM ( Reliab ility Centered M a intenance ) 就 是针 对预 防性 维修 中存在的不足而产生的一种新型的维
表 1 RCM 与传统维修观念的差异