動車組軸箱轉臂檢修管控信息化系統設計及應用

盛超 陳小真 晏紅衛

摘 要：動車組軸箱轉臂是影響行車安全的重要走行部件。文章通過對某型動車組軸箱轉臂的檢修管控過程進行分析和研究，設計基于信息化的管控系統，較好地解決軸箱轉臂檢修管控項點多、主觀判斷項點比例大、管控過程主觀判斷標準不一致等問題，使軸箱轉臂檢修過程得到有效管控。

關鍵詞：動車組;軸箱轉臂;檢修;管控;信息化系統

中圖分類號：U279.2

動車組檢修有明確的檢修規程和規范，軸箱轉臂作為動車組走行部重要懸掛部件，其檢修過程的管控尤為重要。本文以某型動車組軸箱轉臂為研究對象，設計基于信息化的管控系統，使軸箱轉臂檢修過程得到有效管控。

1 軸箱轉臂檢修分析

1.1 軸箱轉臂結構

某型動車組軸箱轉臂采用轉臂式結構，由轉臂體、轉臂箍、軸箱節點等部件組成[1]，具體如圖1所示。

1.2 檢修要求

國內動車組檢修采用計劃預防性維護為主、事后維修為輔的維保體系，維保周期以走行公里周期為主、時間周期為輔。動車組計劃預防修分為五級修程。一、二級檢修為運用修，主要負責動車組列車的檢查測試和保養維護工作，以保證動車組日常的安全運營和高效運輸。三、四、五級修為高級修，其中三級檢修主要對轉向架進行分解檢修[2]。動車組軸箱轉臂三級修是整車走行120±10萬km或運營3年（以先到為準）時開展的計劃性預防修[3]。

根據動車組檢修規程，對軸箱轉臂檢修的主要技術要求及管控參數如表1所示。

1.3 檢修工藝流程

根據軸箱轉臂的技術要求，制定相應的檢修工藝流程如下：部件分解及清潔→軸箱轉臂體內孔清理及檢查→軸箱節點退卸及內孔檢查→組裝軸箱節點→軸箱轉臂金屬部位防銹及補漆→交付成品[4]。

2 存在問題

通過對檢修管控要求分析可知，軸箱轉臂的檢修管控存在如下問題[5]。

（1）外觀、尺寸、型號的常規管控措施主要為目視化檢測，部分輔助量具檢測，管控措施主觀項點判斷比例大且檢測比例均為100%，存在人為判斷失誤或疲勞作業的可能性，導致質量管控失效[6]。

（2）主觀管控項點受人為主觀因素影響，判斷標準存在波動差異的可能性。

（3）根據修程，軸箱轉臂為分解修，所有管控項點均要求100%記錄，管控項點記錄量大，且涉及到大量數據，信息錄入錯誤概率高，追溯困難[7]。

3 管控信息化系統設計

為解決動車組軸箱轉臂檢修管控過程中存在的問題，并提升檢修管控水平，從信息化角度入手，研究設計了管控信息化系統，使軸箱轉臂檢修過程得到有效管控[8]。

3.1 功能設計

3.1.1 原始信息采集功能

將待檢修軸箱轉臂的序列號、狀態等檢修信息采用隨行電子設備錄入，并上傳至服務器，生成唯一的二維碼與待檢修的軸箱轉臂綁定，確保后續通過掃描二維碼即可識別對應的軸箱轉臂。

3.1.2 過程信息采集功能

由于檢修工序分布的區域范圍相對較大，在掃描對應的軸箱轉臂二維碼后，需配置手持數字終端（PDA）或現場工控機，在檢修現場適時錄入其他尺寸、操作等信息，并將錄入的參數適時傳輸至服務器，便于其他工序調用及信息的追溯[9]。

對于檢修過程中外觀檢查及判斷的管控項點，對其涉及的管控部位拍照或對重點工序錄像，通過識別綁定的二維碼，將照片或影像上傳至服務器[10]。

3.1.3 設備參數采集功能

將軸箱轉臂內孔與軸箱節點外徑配合過盈量的管控要求轉變為量化監控，即將過盈量參數轉化為壓裝力參數，如圖2所示。在壓裝設備上加裝壓力傳感器，將壓力值轉化為電信號，通過網絡傳輸至服務器。當壓力值不能滿足監控量化值時，則在設備上啟動聲光報警，提示該件軸箱轉臂壓裝時過盈量不能滿足要求，及時終止不合格的壓裝過程。

通過計算，在壓裝軸箱節點時，過盈量不小于0.052 mm，對應的壓裝力為50～200 kN。如壓裝力小于50 kN，則判斷過盈量偏小，原因可能為軸箱節點外徑偏小或軸箱轉臂內孔損耗偏大;如壓裝力大于200kN，則判斷過盈量偏大，原因可能為軸箱節點外徑偏大或軸箱轉臂孔存在不光滑的金屬鎦痕等。壓裝不合格，均不能繼續下道工序[11]。

3.1.4 資源配置及計劃功能

為軸箱轉臂的檢修創建具體的工序訂單，設定單件軸箱轉臂檢修的起始、完成時間及車號等信息。在具體檢修過程中，所更換的配件及其數量直接在系統中體現，并最終通過服務器反饋至企業資源系統（ERP）中，當配件超出安全庫存時，提醒及時下達配件訂單，并補充發運至檢修現場，確保配件的及時供應[12]。

3.1.5 檢查及追溯功能

在完成全部檢修工序后，生成軸箱轉臂完整的檢修管控履歷表，包含原始信息、過程圖像、過程參數、尺寸記錄等必要的全部信息，便于管控檢查及后期相關信息的追溯。

3.1.6 管控配置功能

根據軸箱轉臂檢修的管控項點及其工藝要求，配置管控信息的采集工序及數值范圍、設備信息、人員信息等，并固化為相應的軸箱轉臂管控表格，將檢修過程中采集的信息從服務器后臺自動抓取至管控表格中，并根據管控需求，生成類似質量分析報表、配件需求報表等 [13]。

3.2 系統構建

管控信息化系統包括資源配置及計劃模塊、通信及采集模塊、檢查及追溯模塊、管控配置模塊，并通過開發軟件系統在電腦端及手機端實現上文所述功能，系統具體構建如圖3所示[14]。

在檢修管控現場區域，配置有服務器、工控機及終端采集等硬件裝置。其中服務器與資源配置及計劃模塊、通信及采集模塊、檢查及追溯模塊、管控配置模塊保持實時數據交換。通信及采集模塊與現場的工控機及PDA采集裝置連通，檢查及追溯模塊、管控配置模塊可選擇配置打印機、顯示屏及在手機端通過手機應用程序（APP）顯示[15]。