軌道交通智能維保管理系統的研究

李鵬

（上海軌道交通設備發展有限公司，上海 200245）

目前城市軌道車輛檢修牽涉部門多，數據交換頻繁，分析、統計、追溯困難；數據的記錄和填寫采用人工記錄方式，存在填寫錯誤或漏填寫的情況，準確性有待提高；數據的傳遞采用紙質表格文檔，形成大量的紙質數據，數據利用率不高。因此，智能化的管理方式已經迫在眉睫，本文主要針對智能維保管理系統構成進行分析研究，為實現車輛檢修的科學管理提供參考及建議。

1 系統概述

智能維保管理系統對維保各項工作采用信息化管理，通過實時信息交互與共享，支持各環節高效率協同和順暢銜接；通過信息統計分析技術的運用，不斷優化檢修工藝和生產流程，規范作業流程，保障檢修安全，實現對車輛檢修的有效、科學的管理，提供更加高效和靈活的計劃排程、過程管控及質量保障。

2 系統功能

智能維保系統可以采用模塊化配置，針對實際案例需求選擇合適的管理模塊，提高系統的運行效率，節省不必要的軟硬件費用。管理系統涉及的管理模塊眾多且技術復雜，由以下幾個主要部分構成。

2.1 檢修計劃管理

檢修計劃管理包括訂單接收、計劃維護、計劃下達、計劃反饋、計劃變更等功能，實時監控工單的完成情況，通過與生產計劃對比實現按生產線或者項目統計計劃兌現率。

（1）計劃編制。根據檢修規程工序中規定的檢修時間，基于車間檢修人員、物料、設備等生產要素進行特定約束條件下的有限產能排產運算，制定車輛檢修各種生產計劃，包括年計劃、月計劃、周計劃、日計劃、臨時性計劃的編制管理。

（2）計劃執行監控。實時監控檢修完成情況，通過與生產計劃對比實現按車輛或項目分別統計計劃兌現率，通過甘特圖和層級表格的形式展示檢修計劃，在甘特圖上顯示計劃基準和實際進度的對比情況，可以查看任務的完成情況匯報，如果沒有完成則顯示沒有完成的原因以及什么時候可以完成，在層級表格上根據不同進度狀態顯示不同顏色。

（3）生產日報。系統向檢修班組下達生產計劃，班組對每個工作日生產情況進行匯報，并以生產日報的形式提交。調度確認后，系統自動上傳，并與生產計劃進行對比分析，生成計劃兌現率。

（4）計劃執行分析。實現對檢修計劃的執行分析，包括：計劃總數據、按時完成數及比例、延期完成數據及比例、計劃變更率、計劃取消率等；實現從車間、部門、班組等級別進行計劃執行分析；并支持對月、年、自定義周期內數據進行分析。

2.2 檢修作業管理

（1）派工作業管理。檢修調度人員根據日計劃中包含的車輛檢修任務進行檢修調度派工，以車輛為單位，將車輛檢修任務派工至班組。檢修調度人員可查看車輛檢修進度、質量。班組工班長接到本班的車輛檢修任務，結合現場人員到位與否、物料齊全與否，按照檢修對象的專業類型，將檢修任務派工至班組人員。

（2）作業執行管理。主要包含作業情況記錄、工位及部件信息讀取錄入、作業工序實時追蹤和更新、部件更換記錄，以及故障信息錄入。系統提供手持終端、檢測設備通過無線網絡技術環境進行數據上傳與下發，利用二維碼或射頻等技術手段實現信息化檢修追溯管理。作業人員根據作業工單進行車輛檢查、對車輛部件通過終端及檢測設備進行數據測量、傳輸、超限值對比判斷。記錄更換物料、更換部件信息。

（3）工單管理。系統根據生產計劃推送每日建議工單，形成日計劃，派送至各工班長，工班長對各工單安排作業人員，以便后期進行人員工時及完成情況統計分析，然后將工單派送至作業小組人員。作業人員根據工單內容按照作業順序和要求開展作業，作業過程中可實時調閱關聯作業參考資料，數據錄入，作業過程記錄，完成情況反饋，故障信息報送等。工單具備進度監控和對比功能，實時把控作業整體進度。如作業未按照推薦進度完成，需作業人員提報情況說明，報工班長及調度審批，支持對作業工時、故障情況、備件消耗等情況的統計等，支持查看工單的詳細信息，包含作業狀態、已完成工序、工單已耗工時、對應的工班信息、參與人員信息、故障信息、物料信息等。

（4）故障提報管理。在檢修過程中如發現故障，則利用手持終端進行故障提報，故障報修時填寫故障位置、故障現象，并拍照上傳對第一故障現場進行抓拍和留底。作業人員處理故障完工后，填寫故障原因、故障處理方式，并與該作業項目進行關聯，形成故障庫。

2.3 檢修作業指導

移動終端可通過無線局域網絡訪問管理系統，在系統后臺完成檢修工藝配置，并通過移動終端顯示檢修作業指導。

（1）檢修工藝配置。系統具有對檢修作業步驟、所使用工具的逐級配置功能，內容包括作業指導的視頻、圖片、文字、物料、工具、參數值等提示信息；可對檢修作業過程進行靈活配置，嚴格控制作業人員按既定的檢修工藝規范要求操作，建立標準化作業流程。

（2）檢修工藝過程指導。系統實現檢修工藝過程目視化指導，可用圖片+文字的方式指導操作，以實現檢修過程控制，確保檢修作業按既定的流程進行，降低檢修質量對員工技能的依賴性，提高檢修產品質量的穩定性。檢修作業問題可用移動終端通過無線通道傳輸到檢修專家知識庫。檢修專家知識庫實現基于日常檢修獲得和存儲的“實時數據、歷史數據、案例數據”的故障診斷查詢，準確指導車輛運用維修。系統同時提供各類教學培訓視頻內容，供設備現場操作人員、維修人員在空閑之余觀看學習，促進自我成長。用戶可以按照視頻內容的不同自行檢索觀看。

2.4 點巡檢管理

點巡檢管理模塊實現與檢修計劃、檢修作業指導、派工、定位等管理模塊的數據聯動。通過手持終端設備現場采集、核對點巡檢的設備和部件信息。在車輛檢修過程中設定多個重點檢修項點，檢修工人按照既定的作業路線進行檢修作業時，在項點位置需拍照并記錄部件信息，作為事后核查的依據；在系統運用成熟后，可用項點作為卡控點，只有檢修過這些項點后才能進行后續工作，當工人漏檢時會在移動終端上聲音提醒通知工班長，如工人對漏檢情況不予處理，工班長可終止任務并重新分配，工人需重新開始作業。

通過手持終端記錄每天作業完成情況，異常情況，故障情況，上傳故障發生的位置，部件信息及當時處置方法并存入系統，后續點巡檢過程如在相同位置相同部件出現故障，可通過系統知識庫快速查找歷史解決方案在線提供輔助幫助。

2.5 定位管理

定位管理采用UWB或RFID和GPS實現人員與車輛定位管理。

表1 定位方式統計

在檢修重點位置通過拍照比對分析方式監督檢修工人是否按照標準進行作業。在條件允許的車輛段，利用車間現有視頻監控系統進行人員定位，實現標準化作業與安防監控的統一結合。

2.6 檢修設備管理

（1）設備臺賬。建立設備履歷信息包括設備基礎信息管理、全壽命履歷管理等。包括：設備名稱、出廠編號、出廠日期、設備廠商、使用部門、設備類別、設備狀態、設備修程、設備接口信息、使用人員信息、維保人員信息、上次日檢日期、上次保養信息、上次維修日期、日檢記錄、保養記錄以及維修記錄等。實現檢修設備的查詢、新增、刪除、修改等設備信息管理的相關維護操作。

（2）設備狀態管理。維護設備狀態監控包括監控設備的運行狀態、運行參數。設備運行基本信息包括設備預計下次維保時間、設備當前使用狀態（使用中/未使用）。統計設備當天（周、月）使用時長、設備使用頻率（次/天、周、月）、設備聯網狀態（在線/離線）和設備耗能統計（度/天、周、月）等。設備狀態信息可人工進行維護，也可通過與智能運維系統的設備數據查詢接口獲取。系統根據以上設備狀態信息安排相關作業計劃及檢修計劃。

（3）設備維護保養。系統具有設備保養維護功能，將編制的保養計劃自動推送至客戶端，系統提示維護保養計劃任務的具體內容，執行后用刷卡或手工錄入的方式記錄執行時間、執行人員等信息。

2.7 設備健康管理

設備健康管理系統包括車輛健康檔案管理、車輛段機電設備健康檔案管理、數據統計、故障分析預測等功能。車輛健康檔案管理模塊為車輛、車輛子系統、車輛關鍵部件建立完整的健康檔案，包括裝配時間、檢修記錄、故障記錄、運行時數據、工作性能數據、部件壽命追蹤等信息。車輛段機電設備健康檔案管理為車輛段關鍵機電設備建立健康檔案，包括入場時間、故障數據、運行過程數據、工作性能數據、維修記錄、部件壽命追蹤等信息。數據統計功能是以采集、分析的數據為基礎，針對車輛段業務管理要求，進行多維度數據統計分析，以可視化及報表方式展現。故障數據分析預測是基于積累的運行數據和故障數據，建立故障分析預測模型，實現故障預測和狀態修。

3 主要配置

智能維保管理系統主要配置包括應用服務器、接口服務器、算法服務器、數據庫服務器、管理工作站、點巡檢設備、展示大屏。

4 結語

圖2 模擬測試平臺示意圖

智能維保是城市軌道車輛檢修的核心業務，通過信息化技術對檢修全過程進行監控，實現對軌道車輛檢修有效、科學的管理，提高檢修效率和質量。目前軌道車輛智能維部分功能已成功應用于成都地鐵5號線，重慶地鐵1號線和廣州地鐵22號線，隨著我國軌道交通信息化建設的快速發展，軌道車輛智能維保的需求量將進一步提高，管理方式將更加科學實用。