神華鐵路大型養路機械設備零故障管理研究

劉學敏

(中國神華軌道機械化維護分公司，天津 300457)

隨著神華集團公司煤炭運量的不斷攀升，鐵路運輸安全風險加大，對線路養護質量和作業效率提出更高要求。為充分發揮大型養路機械集中管理優勢，提供專業化養護服務，確保鐵路運輸安全，實現神華鐵路整體效益的最大化，2010年，神華集團整合神朔、朔黃、大準三個鐵路公司的大型養路機械設備(以下簡稱大機設備)，成立中國神華軌道機械化維護分公司(以下簡稱神維公司)，負責大機設備專業化管理，承擔神朔、朔黃、包神、大準、甘泉5條運營里程共計1 731 km鐵路的機械化維護任務。未來準池、巴準、塔韓、黃大等線路建成開通后，神華鐵路運營里程將達到3 380 km。在鐵路車流密度增加、列車速度加快、煤炭運量增長的發展形勢下，利用大機設備在有限的封鎖天窗內對線路進行維修，不僅作業效率高、施工質量好，而且安全可靠，這就要求大機設備在天窗期內設備故障率為“零”，即使在施工中出現故障，也能在最短時間把故障處理好，降低設備故障對施工進度的影響，從而最大限度地發揮大機設備的線路維護效率。設備零故障管理就是在加強預防修的前提下，不斷追求設備零故障的過程。

1 神華鐵路大型養路機械管理現狀

1.1 線路維護模式

神維公司下設肅寧工務機械段、府谷工務機械段及準格爾工務機械段。各機械段均設線路清篩、線路搗固、道岔搗固等4個作業隊，一共12個作業隊，從每年的3月到12月在神華既有線路進行維護作業。其中，神朔鐵路和朔黃鐵路采取天窗修，大準線與大秦線同步集中修，包神鐵路與呼鐵局同步集中修。非集中修、天窗修期間，按照線路狀況安排零散機械維修，并對新建線路進行搗固作業，以保證新線安全運行。

1.2 設備配置情況

神維公司現擁有各類大型養路機械89臺(表1)，分別由肅寧工務機械段、府谷工務機械段、準格爾工務機械段承擔著設備的使用、維護與保養，公司設備管理部負責設備采購、配置、大中修、報廢管理和相關制度、標準的制定及考核。

表1 神華鐵路既有大型養路機械設備

1.3 設備質量管理穩步提升

從2012年4月起，神維公司從加強設備質量管理入手，通過制定相關設備管理制度，規范設備使用、保養、年修等技術標準及管理，職能部門通過加強現場設備作業指導、保養檢查等，制定設備“日上報、周分析、月匯總”的設備質量信息反饋流程，并嚴格執行，每月通報質量情況。公司還定期開展“紅旗設備評比”與職工技能大賽，提高員工對設備“修管用”的責任意識。通過多種方式，加強了設備的使用管理，設備故障率明顯下降，設備質量管理穩步提升、初見成效，圖1為2012年4月—10月和2013年4月—10月設備故障對比。

圖1 2012年與2013年同期設備故障對比

從圖1看，2013年設備質量明顯提升，統計期內由105件下降到12件，降幅為88.5%，對施工有影響的故障顯著降低。

1.4 新入職人員技能有待提高

由于神維公司一線操作人員大部分屬于新入職人員，專業基礎較弱，對大機設備內部構造、性能、重點部件作業原理及故障率的認識水平參差不齊，預防維修能力整體薄弱，事后維修能力也無法滿足生產需要，有時發生設備故障需要生產廠家或專業修理單位提供應急幫助，又由于新購大批設備使用初期出現的問題較多，對設備操作人員使用、維護、保養、檢修能力提出了更高的要求。雖然機械段通過加強員工培訓、技術指導和設備檢修保養制度的考核落實力度，但短期內還無法大幅提高員工的檢修能力，大機設備年修還只能采取委外修與自檢保養相結合的方式，員工技能有待全面提高。

2 實施設備零故障管理措施及分析

2.1 設備零故障含義

設備零故障就是在設備故障發生前，運用適當的維修策略消除故障隱患和設備缺陷，使設備始終處于完好工作狀態。零故障并非設備真的不發生故障，而是全力杜絕故障的發生，維持設備穩定運轉。推行零故障管理并不能保證100%不發生故障，但通過這一過程可以使故障減少到接近于零的程度，使設備運行處于受控狀態、設備檢修處于計劃狀態、備用設備處于可用狀態。對于大機設備而言，零故障還是一個系統性的概念，單臺設備實現零故障并不難，但對于編成一組作業的清篩車、搗固車、配砟整形車、穩定車、污土車，如何使它們發生故障停機檢修對作業的影響降至最低點則是一個復雜的問題，必須綜合考慮編組設備的整體狀況和施工作業系統的綜合經濟效益。

大部分機械設備故障率遵循圖2所示的浴盆曲線。將設備故障率隨時間的變化大致分早期故障期、偶發故障期和耗損故障期。早期故障主要由設計、制造上的缺陷或使用不當所致。偶發故障期設備故障率大致處于穩定狀態，故障發生是隨機的，故障率最低且穩定。這是設備正常工作期或最佳狀態期，在期此間發生的故障多是因為使用不當及維修不力產生的，可以通過改進管理和維護保養使故障率降到最低。在設備使用后期由于設備零部件的磨損、疲勞、腐蝕等，故障率不斷上升。經驗表明，如果在耗損故障期開始時對設備進行大修，可經濟而有效地降低故障率。大型養路機械設備故障率也遵循此曲線變化。

圖2 浴盆曲線

設備零故障管理是設備維修與管理工作發展到一定階段的必然趨勢與要求，它是一個管理目標。設備零故障管理的實質就是通過各種管理方法、監測手段不斷探索并掌握設備運行規律，將事后維修轉化為事前預防維修，從而實現設備的最優化運行。神維公司現階段追求大機設備零故障管理目標就是在設備故障發生前充分利用各種機會和采取各種有效措施、方法來消除設備缺陷與隱患，通過科學管理使設備故障減少到接近于零。

2.2 實施設備零故障管理的初步措施

2.2.1 對設備隱患進行分類

設備零故障管理實施的前提就是要區分不同種類的設備隱患，制定不同級別隱患的預防措施及處置預案，可以將設備隱患分為以下4類:

A類設備隱患是指潛在危險性大、難于控制、易引發重大事故，造成重大人員、財產損失的隱患。此類設備隱患應從根本上予以避免或消除。如清篩車作業時，由于人員操作不當或精力不集中，污土帶支架可能撞斷電桿，造成弓網塌陷事故;配砟整形車若操作不當，分砟犁也容易碰斷電桿，造成同類事故。

B類設備隱患是指潛在危險性較大、較難控制、能引發一般以上的設備事故，一旦惡化需立即停機緊急處理，可造成設備損壞或報廢的隱患。如清篩車發動機內部液力耦合器風扇螺栓疲勞斷裂，發動機無法散熱，導致溫度過高，造成拉缸;ZF離合器操作不當或內部疲勞，導致作業、走行均失去動力;挖掘鏈扒掌連接銷軸斷裂，導致斷鏈，飛出傷人等。

C類設備隱患是指潛在危險性較小、容易控制，雖能引發設備故障，但能利用定檢定修機會處理的隱患。如搗固裝置提升油缸活塞桿斷裂或大螺母滑扣造成無法提升從而影響作業等，這類隱患可在日常點檢中發現并及時處理。

D類設備隱患是指潛在危險性小，已得到有效控制的隱患，或需進一步觀察劣化趨勢，劣化后不會影響主體設備生產，可隨時處理的隱患。如油缸、油管滲油、螺栓松動等容易在日常檢修中發現的故障。

除了按照設備故障造成的嚴重性來區分，具體分析時還應將人為因素(如技能水平、責任心、相互配合等)、零部件質量(如設計、制造缺陷等)、管理因素(如制度標準制定與落實、檢查是否到位等)綜合加以分析判斷，將維修與相應防范措施轉向事前的預防處理上，不斷加以強化與程序卡控，直至消除存在的隱患。

2.2.2 采取不同維修策略

1)預防維修。按規定的周期和方法對設備進行預防性檢查，以確定零部件的更換周期，使故障停機損失降到最小。大機設備預防修通常采取設備點檢手段，對關鍵部位如搗固裝置提升油缸螺母、挖掘鏈扒齒連接銷等進行修理。經驗表明，一套扒砟鏈在清篩作業30 km以上時就應對其進行更換，搗固裝置在作業550～600 km時就要進行拆卸大修，提升油缸螺母一般使用時間在1年以上就需要加強檢查，及時發現作用不良從而更換。對于發動機而言，可通過對油質定期進行化驗分析判斷發動機內部狀態。采取不同的維護與監測方式也是屬于預防維修范圍。

2)改善維修。它是指為防止和延緩設備的劣化或便于日常點檢、維護、修理而對設備進行的改造，以提高設備的效率，減少重復故障，延長機件壽命，降低維修費用。它適用于故障多、難維修、維修費高的設備。企業一般是通過技術攻關，對困擾生產的設備問題、故障頻發的設備及維修工作量大的設備隱患，組成攻關小組，整合資源，集思廣益，以解決問題，或以保障生產為原則展開攻關，通過改善設計，使隱患徹底根除，提高設備的可靠性，達到維修預防目的。

3)事后維修。它是指設備發生故障或性能低下后再進行修理。設備搶修主要是針對事后維修，是指停工或不停工的情況下對設備出現的故障、事故進行緊急處理和修復。企業應盡量避免事后維修，而且要制定針對事后維修的具體預案，逐步將事后維修轉變為事前預防修。

在以上不同維修策略下，對各類故障及檢修、保養情況均要準確記錄，做好設備使用保養維修記錄檔案，通過對數據收集、處理加工，使其成為對設備管理決策有用的信息，在設備管理的全過程中形成設備完整技術檔案，提高零故障管理的系統決策水平與修理的針對性。

3 通過精細化管理實現設備零故障

3.1 細化設備管理指標

精細化管理主要是通過細化、量化、標準化、流程化等精細化管理方法，最終形成明確的管理目標與對應職責，不斷應用PDCA循環提升設備管理的實效，逐步擴大預防修范圍并完善相應措施。設備管理是一項非常細致的專業性工作，需要進行細化管理，可以從設備對象、作業指標、改進措施方面進行細化。開展好設備零故障管理不僅需要定性，更需要定量。通過量化的方法分析和研究設備性能，對運行狀態作出精確的描述與判斷，將這些描述與判斷轉化為相應指標，通過明確指標值加以進一步的管理，就可以提高設備預防修的準確性。

3.2 實施“表單化”檢修

組織專業技術人員研究制定各類大機設備檢修標準與點檢修流程，如日常設備點檢范圍與標準、自檢自修范圍與標準、強檢范圍與標準、年修范圍與標準等，將內容全部制作成表單，形成員工的一種“工單”。在制定設備點檢范圍與標準時要將點檢維護的時間、周期、線路、方法、目標等要素細化成前后銜接的工作步驟，便于操作人員按規定的方法與程序完成各自的工作。只有操作人員做到對設備心中有數，才能使設備受控，只有當設備管理者真正有效地掌握了設備的狀態，實現優化檢修和狀態檢修才有了扎實的基礎。加強設備點檢管理是零故障管理的基礎，而將各類檢修內容及標準“表單化”后，日常檢修還是集中檢修都成為了員工一種簡化而又可操作的工作習慣模式。

3.3 加強協同化檢修能力與備件保障水平

神維公司機械段設立了檢修工區，主要承擔設備的專業化檢修與應急保障職責。檢修工區作業人員可以采取設備包保方式激勵專業檢修人員的責任心，不斷提高檢修人員的學習能力與技術水平。作業隊的設備操作人員要與檢修工區的檢修人員定期召開分析會，交流所積累的檢修技巧和經驗，將總結的內容轉化為檢修技術標準。在平時的設備檢修中，檢修工區與作業隊間要加強協作，互相補充，互相指導，不斷提高檢修能力。

另外，在公司零庫存物資管理模式下，要充分利用ERP系統加強機械段間庫存信息共享，發生故障后要及時將配件就近調撥到維修現場，縮短設備維修停機時間。同時，將公司高價互換件合理分配與儲存，也是提高應急保障水平不可缺少的因素。

4 結束語

大機設備管理應貫徹“以養代修、以養緩修”和“減少設備故障就是創造效益”的設備維護理念，積極采用設備狀態監測技術，對機械狀態量如力、位移、振動、噪聲、溫度、壓力、流量等進行監測，通過對狀態特征參數變化的辨識、分析和判斷，對機械零部件作出可靠性分析和剩余壽命估算，為預防維修提供可靠的信息，使大機設備走上預防維修和狀態維修的主軌道。在追求零故障管理目標中，形成一套從采購、驗收、使用、保養、維修直到設備報廢的全壽命周期管理體系，將大機設備零故障管理始終應用于使用、監測、保養、維修各環節，并使每個過程、環節可控，為企業創造更大的價值。

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