地鐵車輛檢修運維生產管理研究

潘 瑩

上海軌道交通設備發展有限公司

0 引言

隨著軌道交通行業的飛速發展，中國已成為全球最大的城市軌道交通市場，與此同時軌道交通設備的復雜程度也日益增加，如何更好地開展地鐵車輛檢修運維業務，對各大城市的維保公司提出了巨大挑戰[1]。目前城市軌道交通車輛檢修運維業務分為日常維保和架大修兩部分，國內普遍應用的模式包括傳統修模式、均架修模式和全壽命周期維修模式。傳統修模式即是日常維修與架大修獨立進行；均架修模式是將部分架大修的小部件維修項點合并到日常維保中的均衡修作業中，大部件還是按照架大修流程作業[2,3]；全壽命周期維修模式則是完全取消架大修作業，日常維保和架大修全面融合。

目前這三種維修模式的生產管理都面臨以下問題。

1）檢修規程不完善

地鐵車輛檢修規程在各系統供應商提供的維修大綱的基礎上進行消化吸收和轉化，此轉化過程中沒有考慮系統間的關聯度，也沒有結合現場車輛的運營情況和車輛履歷數據進行優化調整，不可避免因供應商的保守原則引起過修，大大增加了維修成本。

2）計劃兌現率低

維保生產計劃編制是檢修作業的基礎和關鍵。計劃編制的輸入之一是檢修規程，完善的檢修規程是計劃編制質量的核心保證，但現場資源配置也是計劃兌現的關鍵。目前上海地鐵維保公司大多還是通過人工的方式進行計劃編制，該計劃基于運營要求和檢修規程編制日檢、均衡修、架大修以及其他計劃性維修作業。對于故障修、技術整改和普查等臨時作業則是根據經驗進行排班。此類計劃編制方式未有效地與現場狀態進行結合，計劃兌現率較低。

3）資源分配不合理

檢修資源主要是統籌考慮“人機料法環”五部分，合理利用維修人員、配備恰當的維保物料和工具，在規定的環境中按照檢修規范高效開展維保作業。但由于維修現場的信息化程度不高，現場資源使用情況跟蹤不到位，車輛狀態信息模糊，導致資源分配不合理，資源的利用率也明顯偏低。

4）信息反饋不及時

計劃編制完成后，維修人員按照作業工單進行現場檢修作業。作業過程中需要填寫相關表單，如故障記錄單、工單、作業記錄表、物料領用和更換清單等。目前大部分車輛段由現場作業人員手工填寫相關檢修數據和記錄表，且填寫質量參差不齊。這些紙質表單由于填寫和維護不到位，信息反饋不及時，加大了后續的計劃編制和作業執行的難度。

因此，地鐵車輛檢修運維生產管理要從檢修規程管理、生產計劃管理、生產調度管理和生產執行管理四個方面進行改進和優化。首先基于車輛履歷數據，不斷驗證和優化檢修規程，計劃員按照優化的檢修規程、運營需求和生產能力編制維保生產計劃，同時通過合理的資源調配和有序的現場車輛調度生成維修工單，最后維修人員按照具體的維修工單，準備相應的物料和工具進行現場作業，并進行信息反饋和后續數據分析處理，從而持續優化檢修規程和計劃，進一步提高維修作業的質量和可靠性，地鐵車輛生產管理流程見圖1。

圖1 地鐵車輛生產管理流程圖

1 檢修運維生產管理流程

地鐵車輛維保是地鐵正線運營的安全保障和后勤支持，檢修規程管理、生產計劃管理、生產調度管理和生產執行管理四部分的有機結合是本文的研究重點。

1.1 檢修規程管理

車輛檢修作業的要求來源于設計的維修手冊和現場運營指標。即：車輛系統設備的可用性隨著部件的運行時間和里程逐漸降低，需要按照維修手冊要求定期進行車輛維保作業，從而滿足運營所需的可用列車數。但是，用于現場作業的檢修規程需要通過對車輛技術資料進行轉化來指導檢修作業，包括車輛構型建立[4]、故障知識庫建立、作業指導書編制以及車輛電子履歷梳理等工作。因此檢修規程管理是車輛構型管理、故障知識庫管理、作業指導書管理和車輛電子履歷管理的合集。

完善的檢修規程管理是維保生產作業的基礎，是生產計劃的關鍵輸入。檢修規程中的檢修部件、檢修方式、檢修間隔、檢修工具和人員的要求以及檢修條件說明都是現場作業的基本要素。這些基本要素的跟蹤優化管理是檢修規程管理的重要環節之一。另外檢修部件則是構型管理的一部分，完整的車輛構型系統建立是精細化維修管理的前提，將車輛系統劃分至最小可維修單元，同時進行設備編號，精確定位部件位置，實現部件的統一化管理，持續跟蹤部件維修狀態，實時更新構型數據，盡可能減少部件欠修和過修[4]，車輛構型示意圖見圖2。

圖2 車輛構型示意圖

1.2 生產計劃管理

維保生產計劃管理包括維保生產年計劃、月計劃和周（日）計劃的編制和變更管理，以及物資需求計劃的編制和更新工作[5,6]，見圖3。

1）年度生產計劃管理。計劃員根據上一年度的維修計劃和本年度的運營指標要求以及檢修規程確定本年度的生產任務工作量和檢修周期，制訂本年度的日檢、均衡修、臨修、架大修以及輔助設備日常保養、新車調試、鏇輪和車輛清潔的年度生產計劃。年度生產計劃主要用于物資采購和預算制定，該計劃一般在上一年度的10 月份之前完成編制、審核和發布工作。

2）月度生產計劃管理。計劃員根據年度生產計劃以及檢修規程的詳細要求編制月度生產計劃。月度生產計劃是在年度生產計劃的基礎上進一步細化和完善，明確每月的日檢、均衡修、架大修以及新車調試和輔助設備日常保養的生產任務。對于季節性或特定時間要求的維修項點需要在月度生產計劃中預留相應的時間。計劃員將編制完成的月計劃交生產計劃部審核，審核通過后進行發布，一般是在上個月20日前完成編制、審核和發布工作。月度生產計劃主要是對計劃修中的日檢和均衡修作業進行規劃，預留一定的余量給非計劃性檢修作業。

3）周日生產計劃管理。周日生產計劃是綜合考慮列車運營圖和現場資源情況所制訂的執行度最高的計劃，它包含計劃性的均衡修項點、日檢項點以及鏇輪、洗車等作業，同時包括非計劃性的故障修、整改普查檢修項點。班組長有權對日計劃進行人員和排班的調整，最大限度利用維修人員和車輛窗口時間，提高生產效率和資源利用率，日計劃審核通過后，將生成次日的工單以及工作令號。

4）計劃變更管理。因運營需要或現場條件制約，列車未能按照計劃完成當日計劃的工作，生產管理人員應該提前1天反饋給計劃管理人員，計劃員根據反饋結果進行計劃變更。均衡修計劃的調整時間不得超過7天。在提出取消計劃時，應先確認該計劃在系統中是否發生領料。對已發生領料的工單，則應待物料完成退料流程后，方可填寫生產計劃變更申請。對于日計劃發生變更，但未超出本周周計劃范圍，則只需更新日計劃，周計劃不變。反之，如果超出本周或當月則要相應調整周計劃、月計劃。

5）物資需求計劃管理。物資是生產作業的前提和保障，在年度生產計劃發布之后，對應的年度物資需求計劃也需要提前明確，從而方便物資管理部門進行及時采購和到貨管理。一般情況下，采購人員需要在上一年末根據財務預算指標要求和生產到貨計劃要求分批進行備品備件、輔材輔料和工量器具等物資的采購。對于因臨時作業而需要采購的物資可以走緊急采購通道，從而保障生產作業按照計劃有序執行。物資需求計劃中需明確所需物資的類型、型號、數量和到貨時間等信息，以便采購的物資滿足生產要求。生產計劃框圖見圖3。

圖3 生產計劃框圖

1.3 生產調度管理

生產調度管理是平衡維修廠段的股道資源、人力資源和物料資源生成計劃性和非計劃性維修的作業工單，同時按照工單的作業項點進行調車管理和列車出入庫管理[7]。

1）調車管理是檢修調度員根據車輛的檢修計劃及臨時任務，制訂轉軌計劃需求，填寫《車輛轉軌計劃申請單》，及時向車輛段調度提報轉軌計劃。車輛段調度在接到《車輛轉軌計劃申請單》后應盡快安排轉軌作業，確保任務及時完成，若無法按計劃執行時，應在計劃單上寫明原因，及時反饋給檢修調度。地鐵車輛需要調離車庫進行作業時，檢修調度通知車輛段調度，由車輛段調度通知司機進行相關調度。

2）檢修調度負責根據運營需求、車輛狀態以及生產日計劃編制車輛出庫日計劃，夜班當值檢修調度應在首列車出庫前2小時將計劃運營列車車號交予車輛段調度。若確有困難，可根據列車出車時間提前45 分鐘提供完整運營列車并及時與車輛段調度溝通。車輛部管轄范圍內的列車庫庫門開閉執行區域管理，由區域管理責任車間負責。責任車間不當值時由檢修調度安排人員。地鐵車輛出入庫時，檢修調度提前15分鐘通知保安開啟庫門。司機確認庫門狀態。入庫時檢修調度安排人員檢查停放股道的出清狀態，確保符合列車接入要求。工程車進出檢修庫時，由檢修庫屬地單位負責開啟庫門，司機確認開啟狀態。工程車進出工程車庫時，由調度員負責開啟大門。

1.4 生產執行管理

維保生產作業執行分為計劃修作業和非計劃修作業。其中計劃修作業有日檢、均衡修、列車調試、列車清潔、車輛鏇輪和設備保養等，非計劃修作業主要是故障修和少量臨時的技術整改和普查工作。本文僅以均衡修作業為例詳細說明其生產作業流程，如圖4所示。

圖4 均衡修作業流程圖

1）班組長根據下發的均衡修工單到車輛段調度室進行施工登記和清點，接收車輛管理權；

2）均衡修班組長組織維修人員進行均衡修列車預準備工作，包括月度維修記錄表、歷史整改單和跟蹤單的匯總與梳理；

3）生產部門組織質量、安全等相關部門召開班前會，進行預檢信息通報、上個均衡修中發現的問題討論以及未完成的各類通知和普查項梳理；

4）完成前期的準備工作，維修人員按照安全防護規定做好防護措施開始進行均衡修作業，均衡修作業包括帶電的客室檢查作業、無電的車頂和車下作業以及專檢、互檢和抽檢等質量檢查作業；

5）在均衡修作業過程中可能發現各種異常，對于異常情況，維修人員需要進行上報，技術和生產等部門需要協同合作，對異常進行分析和處理，如果異常為車輛故障，則流轉到臨修作業流程，如果是質量問題，則需要進行跟蹤，直到異常被處理；

6）所有均衡修項點完成后，質量檢查合格，并出具報告，維修人員進行最后的工單填報和上傳；

7）均衡修班組長再次前往車輛段調度室進行施工注銷，歸還車輛所有權。

2 智能維保系統和工具

隨著運營車輛服役時間的延長，車輛設備的老化愈加嚴重，設備維護的頻次和要求不斷提高。為了有效提高維保品質和維保效率，智能化、信息化設備和系統應運而生。包括數據采集和車輛狀態監測設備、計劃編制工具、生產執行工具、物資管理系統、成本管理系統和數據分析系統等信息化平臺。基于上海地鐵線路信息化技術的發展，重點介紹自動排程系統以及點巡檢系統[8]。

2.1 自動排程系統

自動排程系統基于全壽命周期管理體系，對日常運維數據智能分析，提前預測部件的檢修需求，依據各種預設規則，通過智能化數學算法，為每一輛列車計算出最優的預防性維修計劃[9,10]。自動排程系統將傳統生產計劃排產方法轉變為數字化智能排產模式，自動派發任務工單，確保計劃下達準確無誤，避免人為排程失誤的產生，在全方位提高排產效率和質量的同時，避免部件重復更換，保證部件不過修、欠修，實現對車輛部件的全壽命使用[11]。

自動排程系統在地鐵車輛維保生產管理中發揮著重要作用，具體的功能如下：

1）部件維修需求的預測通過前期輸入的檢修規程、車輛電子履歷和數據采集系統反饋回來的部件信息，系統以每天平均消耗參數的方式預測部件維修日期，若部件在檢修規程中有多個檢修需求參數，則取最早的預測日期編制計劃。

2）多級生產計劃的編制：在完成部件維修需求的預測后，系統根據預先輸入的任務工作量和檢修周期，通過智能化數學算法將日檢需求、均衡修需求、洗車需求、臨時修需求、狀態修需求，自動編制車輛的檢修計劃和入庫需求計劃。調度員具有手動調整計劃的系統權限。

3）列車出入庫管理：系統通過對外接口以郵件等形式將回庫需求計劃定期發送至運營方進行確認，并接收反饋信息，形成回庫確認計劃，該計劃需得到調度員的接收確認。同時通過與車輛段鷹眼系統的接口，系統按前期輸入的規則識別出可利用的股道，并在車輛入庫前完成入修股道計劃的下達。

4）物料需求計劃[10,12]的輸出：根據檢修規程結合生產年計劃，形成物資需求年計劃，通過與供應鏈系統的接口將需求計劃輸出，同時該系統具備供應鏈人員接收、確認和反饋功能。

5）檢修工單的生成：結合檢修規程和作業指導書，形成檢修工單并按照檢修計劃派發至點巡檢系統。自動排程系統具備接收點巡檢系統反饋回來的日計劃完成情況功能，并對下一個日計劃進行調整。自動排程系統界面見圖5。

圖5 自動排程系統界面

2.2 移動點巡檢系統

移動點巡檢系統是以檢修車輛為單位構成多個獨立的管理區域，根據車輛系統設備的布局、設備的復雜程度及重要部件所需的檢查時間等，以關鍵系統和部件為中心制定多條巡檢路線，并引入“工位”的概念。檢修人員利用手持終端設備按照規定巡檢路線，逐個工位進行作業，并將巡檢信息通過手持終端進行上傳和反饋。真正實現檢修作業標準化和無紙化，提升作業質量。移動點巡檢系統的功能特點主要包含以下四方面：

1）“工位”管理理念：根據車輛系統部件的位置、檢修特點和要求對檢修作業進行分區，形成多個檢修工位，便于維修人員統一管理和作業，避免維修項點的遺漏。

2）電子化工單作業：以電子化工單替代傳統的紙質工單，大幅提高了檢修效率，同時減少了維修人員的工作量。電子化工單的統一填寫原則、數據格式的標準化管理，便于數據的存儲和分析，也有利于后續數據的追溯和反饋。

3)技術資料實時推送：移動手持終端可以在線推送各類作業指導書和故障處理建議等技術資料，從而指導維修人員進行規范作業，并對檢修過程中發現的故障給出相應的維修建議，從而顯著提高工作效率和質量。

4)與自動排程系統高效聯動：移動點巡檢系統和自動排程系統相互聯動，全方位管理生產作業。移動點巡檢系統接收自動排程系統發布的檢修工單進行作業，維修人員完成作業并填寫電子工單，并通過移動點巡檢系統反饋至自動排程系統，系統根據檢修記錄和車輛電子履歷進一步優化生產計劃和排程，從而更好地完成生產作業，實現技術閉環，如圖6所示。

圖6 點巡檢系統功能示意圖

3 結論

地鐵車輛檢修運維生產管理是一個維修需求→計劃編制→調度排班→工單派發→維修執行→維修分析→維修需求的長期PDCA 循環過程，在這個循環過程中通過自動排程系統和移動點巡檢系統的應用和聯動，進一步強化了檢修運維生產管理的信息化和智能化，這是未來智能維保的基礎和方向。

在后續的地鐵車輛檢修運維生產管理研究過程中，將重點關注以下幾點：

1）將檢修運維質量管理、風險管理、供應鏈管理和人力資源管理貫穿于生產管理的各個階段，實現信息聯動和資源共享；

2）實現智能運維的其他信息化系統與自動排程系統和移動點巡檢系統更好的聯動作業，進一步細化系統接口；

3）從地鐵車輛全壽命周期的角度進行檢修運維生產管理，基于車隊管理的理念，提高車輛可用率，降低全壽命周期運維成本。