常州地鐵AFC設備維修與管理

戴 俊

(常州軌道交通運營分公司 江蘇 常州 213000)

一、引言

維修是維護、檢查及修理的總稱。維護是為了保持延長、改善提高設備機械性能而實施的技術活動；修理則是為了恢復、改善提高設備性能而實施的技術活動。從實際情況來看，設備維修的作用可以概括為“增加利潤、節(jié)省材料、延長設備的使用壽命、減少維護費用、避免事故”。維修為設備的順利運行提供重要保障，因此隨著維修技術的提高和進步，如何確保設備無故障運行，保證設備處于良好的工作狀態(tài)是重點研究方向。

常州地鐵雖然是惠民工程，但是如何節(jié)約成本，提高收益卻是必不可少的一部分。常州地鐵1號線AFC系統(tǒng)在正線共有236臺TVM、66臺BOM以及524臺AGM，合理的維修模式可以降低很大的成本，同時也要保證AFC的售檢票功能，適合常州地鐵AFC設備的維修模式是一個值得研究的課題。

二、維修介紹

維持和恢復設備的額定狀態(tài)及確定和評估其實際狀態(tài)的措施。維修是維護、檢查及修理的總稱，如下圖(圖一)所示：

圖一

維修的必要性在于：AFC設備在使用過程中都不可避免的存在有形及無形磨損，在特定條件下，AFC設備即使未投入使用，但經過一定時間后，其功能也將逐漸減退甚至消失。從技術和經濟上來看，對磨損及消耗的設備進行維修管理的問題，便存在一個決策優(yōu)化的問題。何時進行維修，維修到何種程度，也就是維修計劃和維修層次的問題，連同維修組織等因素便構成了一種策略上的考慮，將其規(guī)范化后就形成了不同的維修策略。

常見的維修策略有基于時間或工作量的維修策略；有基于故障的維修策略；基于狀態(tài)的維修策略。第一種通常為預防維修模式，也就是我們AFC設備的月、季、年檢修；第二種為事后維修模式，就是我們日常設備故障后進行維修；第三種為狀態(tài)監(jiān)測維修模式，比如：SC監(jiān)控工作站等監(jiān)控設備運行狀態(tài)的模式方法。

三、設備維修模式選擇

大多數地鐵AFC設備的維修模式主要分為兩類，一是由公司內部維修部門即票務中心完成設備的維修管理即自主維修，另一種是公司委托外部的專業(yè)化維修機構或設備廠家進行維修即委外維修。受維修費用的限制，選擇自修還是委外維修是一個很重要的研究內容。

從維修工作的性質來看，具有熟練技能的專業(yè)維修人員及維修專用設施、設備儀器、儀表都是必不可少的，且計劃性強，從而對比內部維修，內部維修需雇傭一批經專業(yè)培訓的維修人員，還需購置維修必備的設備工具、設施等，容易造成人力資源浪費或者是故障維修時能力不足的情況，維修質量難以保證。相對來看，委外維修具有較好的維修費用優(yōu)勢，但是由于是委單位，公司對其并沒有直接的管理權，容易造成管理混亂，資源浪費，甚至造成危機人身安全的事故發(fā)生，且委外維修隨行就市，由維修市場決定其價格，具有較大的波動性。

因此，可以將自修與委外相結合，這也是現(xiàn)階段大部分地鐵公司采取的方法，設備維修以委托外單位為主，管理則由公司內部進行，并安排內部人員對外單位維修人員進行相關監(jiān)督及落實相關管理制度。

對于何時引入委外維修也是個需要深度考慮的問題，以下是調研的其他地鐵委外單位引入時間：

地鐵是否委外委外時已開通線路南京地鐵2014年12月一號線、一號線南延線和二號線鄭州地鐵2017年4月1號線、2號線及四號線蘇州地鐵2013年12月一號線青島地鐵2015年12月一號線

通過以上幾家地鐵引入委外維修的時機來看，一般是開通時就進行委托委外維修或者在開通一段時間，線路運行穩(wěn)定后才逐漸引入委外維修。由于常州地鐵客流量不大，設備壓力不大的原因，可以在1、2號線運行穩(wěn)定后，再考慮引入委外進行包保維修及內部管理。

四、圍繞設備可靠性的維修

(一)維修模式

傳統(tǒng)維修主要是定時維修，但是只適合一些簡單零部件和有支配性故障模式的復雜零部件，這些故障往往集中在某一平均值附近，因而定期檢修對其設備可靠性可以起到有效控制作用，但是某些復雜且成體系的設備故障并不集中，取其中的某些平均值并不能控制其設備可靠性，這時就需要預防性維修。

預防性維修，顧名思義，就是在設備故障前，預知其可能發(fā)生的故障，對其進行維護保養(yǎng)或者進行某些改造，使其降低甚至不會發(fā)生故障。由于AFC設備的故障數通常具有一定的規(guī)律，可以類似于“澡盆曲線”(圖二)，所以在故障高發(fā)和故障平穩(wěn)期就需要合理的安排定時維修和預防性維修。

圖二

以下圖(圖三)常州地鐵1號線開通至現(xiàn)在共8個月的故障數來看也是符合澡盆曲線。

圖三

(二)以可靠性維修為中心的維修原則

(1)定時拆修對復雜的設備的故障預防幾乎不起作用，但對簡單設備的故障預防有作用。(2)提出潛在故障的概念，可使設備在不發(fā)生功能故障的前提下得到充分的利用，達到安全、經濟的使用目的。(3)檢查并排除隱蔽功能故障是預防多重故障嚴重后果的必要措施。(4)有效的預防性維修工作能夠以最小的成本消耗來保持設備的固有可靠性，但不能超過這個水平，除非重新更換更好的設備。(5)預防性維修能降低故障發(fā)生的頻率，但不能改變故障的后果，只有通過更新創(chuàng)新才能改變。(6)預防性維修工作是根據故障的后果所提前計劃做的維修工作，既要技術可行也要高效，否則預防性維修就沒有必要了。(7)先期制定的預防性維修等方案，需要在使用期間不斷收集資料不斷更新，不斷修訂，逐步完善。

(三)可靠性維修種類

1.預防性維修。通過對設備的檢查、檢測，發(fā)現(xiàn)故障征兆以防止故障發(fā)生，使其保持在規(guī)定狀態(tài)所進行的各種維修活動。預防性維修包括擦拭、潤滑、調整、檢查、更換和定期檢修等。

2.恢復性維修。設備或其模塊發(fā)生故障后，使其恢復到規(guī)定狀態(tài)的維修活動，也叫故障排除維修。包括：故障定位、故障隔離、分解、更換、調校、檢驗以及修復損傷件。

3.改進性維修。對設備進行改進或者改裝，以提高設備的固有可靠性、維修性和安全性。

改進性維修是維修工作的擴展，實質上是修改設備的設計，應屬于設計、制造的范疇。但由于維修部門的職責是保持、恢復設備的良好狀態(tài)，因此在設備固有可靠性、維修性和安全性不足時，提出改進性維修是進行有效預防性維修和恢復性維修工作采用的補充手段，也是設備改進循環(huán)中的一個必要環(huán)節(jié)。

五、故障診斷

今年來，科技進展越發(fā)快速，AFC設備的自動化水平也越來越高。基于AFC設備在地鐵運營中起著重要作用，AFC設備模塊故障診斷技術的應用也越來越廣泛，很大程度上優(yōu)化了設備的性能，同時也降低的人工運維成本。

(一)AFC故障診斷技術種類

1.經驗診斷。第一類是憑借著公司員工以往的工作經驗和歷次設備故障的分析總結，對發(fā)生的故障的AFC設備進行摸看排查，可以很快的判斷出設備的簡單故障并給出相應的解決方式，但是對于比較隱蔽的故障或者情況復雜不明的故障，診斷的時間就過長，很大可能會導致故障無法處理，更有可能引發(fā)其他并發(fā)故障，產生嚴重后果。

2.軟件診斷。第二類就是通過專門的設備故障診斷軟件，對AFC設備的模塊故障進行診斷，而在常州地鐵1號線中常用的幾種軟件就有X-shell和ToolPlus兩種，X-shell主要是設備承包商遠程連接設備，通過設備內部的日志判斷設備故障，并給出解決方法，而ToolPlus就是設備模塊制造商自己開發(fā)的軟件對模塊內部給出的故障代碼進行故障判斷，通過這兩種診斷程序對現(xiàn)場AFC設備進行故障診斷。

軟件故障診斷的內容包括狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和故障預測方面。其具體實施的過程可以歸納為以下四個方面：(1)信號采集。設備在運行過程中必然會有各種量的變化，由此會產生各種不同的信息。根據不同的診斷需要，通過傳感器選擇能表現(xiàn)設備工作狀態(tài)的不同信號。(2)信號處理。將采集到的信號進行分類處理、加工，獲得的信息信號進行分析處理，比如自動售票機的發(fā)卡模塊發(fā)生卡票故障，軟件采集發(fā)卡模塊的卡票信息進行分析。(3)狀態(tài)識別。將收集到的信號分析處理后，對設備模塊狀態(tài)進行判斷，如發(fā)卡模塊卡票，獲取卡票信息后，軟件即識別發(fā)卡模塊為故障模塊，并給出相應的故障類型。(4)診斷決策。診斷結束設備模塊的狀態(tài)后，采取相應的對策和措施，同時應根據當前的診斷預測設備狀態(tài)可能發(fā)展的趨勢，進行預分析，比如發(fā)卡模塊卡票后，故障存在期間，是否對皮帶或者電機等產生損傷，從而引起其他方面的故障，做好預處理防止故障發(fā)生。

六、備件管理

備件指設備維修中為減少停機時間而事先采購、加工并儲備的各種零部件。而備件管理則指備件的生產、訂貨、供應、及儲備的組織與管理工作。

做好備件管理，可以減少設備維修停機時間，提高設備使用可靠度；同時可以降低流動資金占用，提高資金利用率。

由于備件種類繁多，壽命及利用率也各不相同，需求量變化較大，加工及訂貨周期存在差異，因而備件管理是一項非常復雜的工作，是維修管理中的一個重要環(huán)節(jié)。

(一)備件分類

1.按備件來源

自制件：公司內部自行設計、制造的備件；

外購件：公司對外訂貨采購的備件。

2.按備件的技術特性

標準件：按照國標制造的備件；

特制件：非標準的特制備件；

專門件：按設備制造廠自定的標準系列制造的備件。

3.按備件使用特性

常備件：在維修中經常使用，單價較低且需要經常保持一定儲備量的備件；

非常備件：使用頻率低，單價昂貴的備件。按其儲備方式又可分為：計劃購入件和隨時購入件，計劃購入件是根據修理計劃，預先購入做短期儲備的備件；隨時購入件則是指修理前購入或者制造后立即使用的備件。

(二)備件的儲備方式

由于公司的生產規(guī)模及生產管理體系、備件特性及庫存條件不同，備件的儲備方式也有所不同，公司應合理選擇儲備方式。

1.成品儲備。對已經定型的備件，可制成成品進行儲備，使用時不在進行加工，如滾輪、卡簧、螺絲等。

2.半成品儲備。部分備件配合尺寸必須在修理是才能確定，因此這部分備件某些配合尺寸應留有一定的修理余量，以便修理是進行差量補充，如模塊的軸承等。

3.成套儲備。為保證備件的質量和配合精度，某些備件必須成套制造、保存和更換，如設備的顯示屏、打印機以及各類模塊主板等。

(三)備件的技術管理

備件的技術管理主要包括編制、積累備件管理的基礎資料，據此掌握備件的需求，預測備件的消耗定額，確定合理的備件存儲定額和儲備方式，為備件的生產、采購、庫存提供科學合理的依據。

1.備件消耗定額的確定。備件消耗定額是在一定條件下，生產單位產值或單位產量合理消耗備件的數量標準，對中心內部來說就是維修處理故障中合理消耗備件的數量標準，主要可以通過經驗估算法、統(tǒng)計分析法和實測法估算備件的消耗定額。(1)經驗估算法。根據以往備件管理的經驗，參考歷年統(tǒng)計資料和有關技術文件，并結合生產實際對消耗定額加以確定。經驗估算法簡便易行，容易掌握，但由于是乙過去的統(tǒng)計資料為依據，可能會把備件實際使用中的浪費作為合理的數據加以保持，從而直接影響估算的準確性。通常應用于缺乏技術資料，影響消耗的因素比較復雜，綜合程度較大的條件下。(2)統(tǒng)計分析法。在統(tǒng)計資料的基礎上，進行分析研究，同時考慮各種因素度備件消耗定額的影響，據此確定備件的消耗定額。統(tǒng)計分析法能發(fā)現(xiàn)并消除一些不合理因素的影響，但所依據的統(tǒng)計資料必須準確，備件管理人員也應具有較高的業(yè)務素質。(3)實測法。實測法是選擇有代表性的生產一線，對備件的消耗進行實際測定，根據實測結果和維修記錄進行分析研究，從而確定消耗定額的方法。

以上三種方法各有其優(yōu)缺點，在實際工作工往往可以結合使用。

2.備件存儲定額的制定。經常儲備哪種備件取決于備件的使用壽命，儲存數量則取決于備件的消耗量，公司內部的維修能力及備件的供應周期。

(四)ABC管理法在備件管理中的應用

ABC管理法也稱為重點管理法，是物資管理中的經常使用的控制管理方法。由于設備備件的種類繁多，其重要程度，消耗數量、價值大小、資金占用及庫存時間都各不相同，只有實行重點控制才能做到有效管理。而ABC管理法可以將各種類型的備件按照其單價高低、用量大小、重要程度、采購難易度等因素分為A、B、C三類，分別采用不同的管理方法。占用資金多、貨源緊張、關鍵備件列為A類備件，A類備件通常占庫存資金總額的60%～80%，存儲品種占總數的10%左右。對A類備件在訂貨批量和庫存儲備方面要實行重點控制，在保證維修的前提下適當增加訂貨次數以減少安全儲備量，加速備件資金周轉，減少資金積壓。占用資金少、采購容易、一般性的備件列為C類備件。通常占備件總資金10%左右，但是數量品種卻占總量的65%～75%。對C類備件可以采用較為簡單的策略進行管理，按需用量一次性訂貨。

處于中間狀態(tài)的備件則列為B類備件。B類備件通常占庫存資金總額的20%～25%，庫存品種也不多，20%～25%左右。對B類備件應實行較為嚴格的控制，訂貨批量可適當加大。

七、維修改進

在進行設備的各類維修的同時，需要對維修過程進行總結創(chuàng)新，比如維修流程標準化，維修工具優(yōu)化以及建立內部深度維修班組。

(一)維修流程標準化

維修過程中，將一套流程進行規(guī)范化，可以節(jié)約大量的維修時間，也能避免很多因為操作不當而引發(fā)的二次故障，對于這方面，我們進行了AFC設備相關的檢修作業(yè)工藝卡的制作，工藝卡種類主要分為設備的月檢、季檢、半年檢、年檢和三年檢，幾乎覆蓋了設備的所有檢修保養(yǎng)流程，從而提升設備的可靠度。

(二)維修工具優(yōu)化

維修時工器具時必不可少的一部分，在開通前，按照以往經驗已經采購好一批工器具在使用，但是由于設備故障的多樣性以及后續(xù)設備的不斷更新，工器具的優(yōu)化調整就變得極為重要，一般采用的措施是中期預算申報，但是這種等待周期過久，且受經費限制，往往一次預算下來，并不能采購到滿足維修的工器具。

因此我們可以通過技術創(chuàng)新或者聯(lián)系廠家提供他們維修設備模塊的常用工器具，進行普及化使用。

(三)內部深度維修班組建立

常州地鐵是全國首家在試運營前就建立維修工間。目的就是在于培養(yǎng)一支具備自主維修能力的維修技術團隊，在廠家質保期內就能夠介入到芯片級的維修和對終端設備模塊的深度保養(yǎng)，逐步減少了對設備承包商的依賴，以便在以后能夠完全的進行獨立自主的維修和保養(yǎng)，為公司節(jié)約大量的成本和創(chuàng)造可觀的產值，并大大降低的設備的故障率，同時能夠培養(yǎng)維修人才，并逐步通過維修經驗的積累和技術的傳承，打造一種全新的設備維修模式，未來可以更多的參與到設備的改造與研發(fā)過程之中。

八、總結

本文詳細分析了常州地鐵軌道交通AFC設備的維修管理模式，并提出了相應的改進方式：通過維修指標體系、設備維修模式以及對設備的備品備件的管理進行研究，對常州地鐵的AFC設備的維修管理提出了新的方法。此次研究為常州地鐵AFC設備相關維修管理提供了參考依據。