城軌工程車中大修維修策略及模式研究

卞榮俊，劉向宇，王成峰，王繼強(qiáng)

（青島地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，山東青島 266041）

城市軌道交通工程車輛（以下簡(jiǎn)稱“城軌工程車”），主要用于地鐵車輛段內(nèi)的調(diào)車作業(yè)、事故車輛的救援牽引、供電設(shè)備和線路的檢測(cè)與維修、鋼軌的探傷與打磨修復(fù)、隧道的清洗等，是保證地鐵安全運(yùn)營(yíng)不可或缺的車輛設(shè)備。我國(guó)城軌工程車與國(guó)鐵工程車在使用功能上類似，但是在維護(hù)保養(yǎng)、維修周期以及相關(guān)責(zé)任的劃分上存在較大不同，國(guó)內(nèi)大多數(shù)城軌工程車的檢修制度基本上是在沿用鐵路機(jī)車車輛檢修制度的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際運(yùn)用情況和設(shè)備供應(yīng)商提供的維保手冊(cè)，設(shè)置各自的維修策略［1］。

1 研究背景

目前，青島地鐵已開(kāi)通3、2、11、13 號(hào)線包括重型軌道車、電力蓄電池工程車（簡(jiǎn)稱“蓄電池工程車”）、鋼軌打磨車等近50 臺(tái)工程車，最早投用的3號(hào)線工程車投入運(yùn)用已近5 a，見(jiàn)表1，根據(jù)鐵路總公司TG/GW 117-2013《重型軌道車年修規(guī)則》［2］和《鐵路機(jī)車車輛運(yùn)用、檢修、維護(hù)、保養(yǎng)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范全書(shū)》［3］，機(jī)車車輛即將進(jìn)入中大修維修時(shí)間（其中，中修：機(jī)車全面檢查，主要部件解體檢修，恢復(fù)機(jī)車主要性能；大修：機(jī)車全面檢查，各部件、管系等解體檢修，恢復(fù)機(jī)車基本性能［4］），以保證機(jī)車狀態(tài)良好，其維修周期詳見(jiàn)表2。為更好地保障青島地鐵安全平穩(wěn)的運(yùn)營(yíng)，消除設(shè)備疲勞、壽命等影響因素，城軌工程車的中大修籌備工作迫在眉睫。

表1 工程車基本情況

表2 國(guó)家鐵路局標(biāo)準(zhǔn)維修周期

2 青島城軌工程車中大修維修策略研究

2.1 前期研究

為更好地制定青島城軌工程車維修策略，青島地鐵組織人員對(duì)工程車國(guó)家鐵路局標(biāo)準(zhǔn)、其他城軌工程車維修規(guī)程、零部件壽命以及故障情況等技術(shù)資料進(jìn)行梳理分析，明確各動(dòng)力車型的維修策略基本相同，如軌道車中修時(shí)間為5 a［5］，蓄電池工程車中修時(shí)間為5～6 a［6］，見(jiàn)表3。同時(shí)明確不同車型、不同部件的維修依據(jù)各不相同，如轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)等機(jī)械類部件的維修計(jì)劃主要考慮車輛的運(yùn)行里程，發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)與橡膠件等部件的維修計(jì)劃主要考慮車輛的運(yùn)行時(shí)間［7］。因此，在制定工程車中大修維修策略及工藝時(shí)需要統(tǒng)籌規(guī)劃，基于此目標(biāo)，通過(guò)思維導(dǎo)圖梳理工程車結(jié)構(gòu)樹(shù)（以軌道車為例），如圖1 所示，組織開(kāi)展工程車全壽命周期維修策略分析［8］研究。

圖1 結(jié)構(gòu)樹(shù)

表3 電力蓄電池工程車維修周期

通過(guò)對(duì)工程車最小可拆分單元的設(shè)計(jì)、使用壽命、故障率等方面進(jìn)行全壽命周期維修策略分析，基本上能夠很直觀地看出工程車零部件的使用壽命、維保工藝及要求等，確保制定工程車維修策略、檢修標(biāo)準(zhǔn)有理有據(jù)。

2.2 維修策略調(diào)研

為保證工程車中大修修程設(shè)置合理，對(duì)已開(kāi)展或計(jì)劃開(kāi)展工程車中大修維修工作的部分地鐵進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)絕大部分城軌工程車采用日常維護(hù)和定期維護(hù)相結(jié)合的檢修制度，即預(yù)防性計(jì)劃維修制度，但在維修策略設(shè)置上存在一定的差異性（見(jiàn)表4，均以常用動(dòng)力工程車為例）。

表4 修程及檢修周期

2.2.1 南京地鐵

南京城軌工程車年檢及以上修程主要分為輔修（1 a）、定修（2 a）、大修（軌道平板車無(wú)中大修）。

（1）定修（2 a）。類似國(guó)家鐵路局標(biāo)準(zhǔn)中修，但是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化改良，使之更符合地鐵情況，轉(zhuǎn)向架落車，維修范圍在輔修的基礎(chǔ)上增加車鉤、傳動(dòng)軸、芯盤(pán)等探傷工作，轉(zhuǎn)向架清洗、檢查及故障件更換，發(fā)動(dòng)機(jī)ET 檢測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱油水化驗(yàn)等，其中制動(dòng)閥件采取互換維修。

（2）大修（內(nèi)燃機(jī)車10～12 a，接觸網(wǎng)車12 a，2～3 萬(wàn)km）。工藝標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國(guó)家鐵路局重型軌道車大修規(guī)程，維修內(nèi)容主要依據(jù)自主編制的大修文本，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向架、齒輪箱等車輛部件須全部進(jìn)行解體維護(hù)保養(yǎng)，軸承、電氣線路、電氣元件應(yīng)全部更換等。

2.2.2 深圳地鐵

深圳城軌工程車年檢及以上修程分為年檢、中修、大修（動(dòng)力車）。

（1）年檢。在實(shí)施年檢作業(yè)時(shí)，除常規(guī)的維修項(xiàng)目外，根據(jù)不同的年份，還輔助實(shí)施一些特定的項(xiàng)修，如年檢1 實(shí)施制動(dòng)閥件維修、列車軟管檢驗(yàn)、單元制動(dòng)器維修等；年檢2 增加儀表、單元制動(dòng)器檢驗(yàn)，液壓油更換等；年檢3 增加車鉤、傳動(dòng)軸、車軸探傷等，其中鋼軌打磨車打磨系統(tǒng)油管也在年檢3 時(shí)全部更換。

（2）中修（6 a）。以故障修的形式對(duì)需要維修的工程車進(jìn)行項(xiàng)修，維保內(nèi)容主要有發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等部件的打掃、拆檢、橡膠件更換、軸瓦狀態(tài)確認(rèn)等，其中鋼軌打磨車還有車下油管的更換。

（3）大修（12～15 a，2～3 萬(wàn)km）。深圳城軌工程車大修內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)按鐵路大修標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向架、齒輪箱等車輛部件須全部進(jìn)行解體維護(hù)保養(yǎng)，各部件在重新組裝時(shí)還需要進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，如軸承退裝、齒輪箱分解組裝后，需要跑合試驗(yàn)；油壓減振器拆檢后的試驗(yàn)等。

2.2.3 上海地鐵

上海城軌工程車年檢及以上修程分為二級(jí)保養(yǎng)（年檢）、中修、大修。

（1）中修（6 a）。維保內(nèi)容包括軟管全部更換，電氣元件、制動(dòng)閥件全部拆解，車鉤、車軸等全部探傷及齒輪箱解體等，但是轉(zhuǎn)向架不落車，輪軸不退軸，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱按卡特標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施等。

（2）大修（12～15 a，2～3 萬(wàn)km）。大修內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)按鐵路大修標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，維修范圍包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向架、齒輪箱等車輛部件須全部進(jìn)行解體維護(hù)保養(yǎng)，電氣線路、電氣元件等全部更換，要求發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱必須由卡特售后服務(wù)處按照大修標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

2.3 小結(jié)

根據(jù)青島城軌工程車全壽命周期分析情況，結(jié)合工程車中大修調(diào)研內(nèi)容及青島城軌工程車的實(shí)際情況，青島城軌工程車應(yīng)采用項(xiàng)修（類似于中修，但是把工程車中修的內(nèi)容，按照6～8 a 的中修周期進(jìn)行拆分，每年進(jìn)行專項(xiàng)維修，項(xiàng)修設(shè)置來(lái)源于TG/GW 109-2016 鐵總運(yùn)（2016）38 號(hào)《軌道車管理規(guī)則》［9］）與大修（12～16 a）的模式，在工程車的整個(gè)壽命周期內(nèi)只做1 次大修。

3 青島城軌工程車中大修維修能力研究

3.1 維修能力調(diào)研

深圳地鐵在工程車自主維修方面具備明確的發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施計(jì)劃，通過(guò)15 年的積累，其中大修場(chǎng)地已逐步完善，且規(guī)劃的工程車中大修基地已在松崗車輛段開(kāi)工建設(shè)；工裝及試驗(yàn)臺(tái)已通過(guò)各條線路設(shè)備采購(gòu)逐步配置齊全，見(jiàn)表5（但不限于表5 所列設(shè)備）；人員通過(guò)前期工程車合作維修進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督的方式開(kāi)展培訓(xùn)，逐步提升自主檢修能力；同時(shí)，設(shè)置備件維修工班，專門(mén)負(fù)責(zé)備件維修；因此，深圳地鐵已具備一定規(guī)模的自主維修能力。目前，深圳地鐵已具備工程車制動(dòng)系統(tǒng)各閥件、單元制動(dòng)器的自主維修和試驗(yàn)，列車管、散熱單節(jié)的自主試驗(yàn)，部分電器部件的維修和試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

表5 修程及檢修周期

上海地鐵目前主要開(kāi)展工程車年檢及以下修程的定期維修和故障維修的自主維修，未開(kāi)展閥件、電氣部件維修、儀表校驗(yàn)等零部件的自主維修。故障件維修和儀表校驗(yàn)均采取委外維修的方式。

南京地鐵前期主要開(kāi)展工程車的年檢以下維修，年檢及以上修程全部委外維修，在委外維修過(guò)程中，由委外單位負(fù)責(zé)培訓(xùn)，積累一定經(jīng)驗(yàn)后，逐步開(kāi)展工程車定輔修的自主維修工作。目前，南京地鐵已增設(shè)工程車定輔修工班，負(fù)責(zé)線網(wǎng)工程車的定輔修工作，因此，南京地鐵已具備一定規(guī)模的自主維修能力。同時(shí)，南京地鐵已開(kāi)展JZ-7 制動(dòng)閥件等工程車部件維修。

3.2 青島城軌工程車維修能力分析

3.2.1 各層級(jí)人員技能分析

城軌工程車如自主開(kāi)展中大修維修工作，需要培養(yǎng)一支技術(shù)過(guò)硬的人才隊(duì)伍，其中，管理人員、技術(shù)人員須具備扎實(shí)的車輛專業(yè)理論知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，熟悉車輛檢修作業(yè)流程，并熟悉技術(shù)、工藝設(shè)備、物資、質(zhì)量、人員管理等各模塊的管理要求［10］；生產(chǎn)人員須熟悉檢修作業(yè)流程，具備扎實(shí)的檢修技能，尤其是車輛調(diào)試及部件自主維修，對(duì)人員維修技能的要求比較高；各層級(jí)人員須合理配置，如果采取自主修的模式，則人員培養(yǎng)應(yīng)該放在第一位。目前，青島地鐵現(xiàn)有人員中僅有部分人員具備中大修經(jīng)驗(yàn)，而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所知，工程車中大修各層級(jí)人員須15 人及以上，且工程車中大修維修工作中，很多項(xiàng)目專業(yè)性要求很高（如發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)箱等部件檢修），甚至是要求具備一定的專業(yè)資質(zhì)，如車鉤、車軸等部件探傷、油液檢測(cè)等（部分技能明細(xì)見(jiàn)表6）。

表6 人員須具備的專業(yè)技能

3.2.2 輔助設(shè)備工裝分析

在城軌工程車中大修維修過(guò)程中，需要使用很多輔助設(shè)備及工裝，如移動(dòng)式架車機(jī)、馬墩、JZ-7（DK-1）試驗(yàn)臺(tái)等（部分明細(xì)見(jiàn)表7）。截止至2020 年2 月，除部分設(shè)備及工裝已經(jīng)配備或者可以與電客車架大修進(jìn)行共享外，大部分暫未配備。

表7 輔助設(shè)備及工裝

3.2.3 檢修備品備件分析

在城軌工程車中大修維修過(guò)程中，需要儲(chǔ)備大量的備品備件，即除儲(chǔ)備齊全常規(guī)備品備件（如濾芯、各制動(dòng)閥件及其維修套裝、電磁閥、繼電器等）外，還應(yīng)儲(chǔ)備一些非常規(guī)零部件，如車鉤、芯盤(pán)、油壓減振器、牽引銷等。但是截至2020 年2月，青島城軌工程車自購(gòu)件和新線采購(gòu)件的儲(chǔ)備量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，而且很多備品備件屬于非標(biāo)件，難以采購(gòu)及儲(chǔ)備。

3.2.4 檢修環(huán)境分析

在城軌工程車開(kāi)展中大修維修過(guò)程中，需要有特殊的檢修環(huán)境，如：噴漆作業(yè)需要無(wú)塵環(huán)境；工程車轉(zhuǎn)向架、齒輪探傷等需要進(jìn)行架車作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)須具備架車條件，且須有全地溝，保證架車轉(zhuǎn)向架拆檢后，有足夠的檢修場(chǎng)地。

3.3 小結(jié)

根據(jù)調(diào)研結(jié)果以及青島城軌工程車中大修維修能力分析得出，青島地鐵暫不具備工程車中大修維修的能力。

4 青島城軌工程車中大修維修模式研究

4.1 維修模式調(diào)研

目前，國(guó)內(nèi)多家地鐵公司已開(kāi)展或計(jì)劃開(kāi)展工程車中大修維修工作，主要有自主維修、合作維修和委外維修3 種模式。國(guó)內(nèi)大部分地鐵中大修維修采用委外維修的模式［11］見(jiàn)表8。

表8 國(guó)內(nèi)地鐵公司維修模式

4.1.1 深圳地鐵

深圳地鐵年檢中的探傷作業(yè)、發(fā)動(dòng)機(jī)ET 檢測(cè)等維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容以委外維修的形式開(kāi)展，城軌工程車中修以故障修的形式，將工程車整體全部采用委外維修。作為遠(yuǎn)期規(guī)劃，深圳地鐵計(jì)劃將城軌工程車全部采用自主維修或者以合作維修的模式開(kāi)展工程車中大修工作，甚至是建立合資廠開(kāi)展相關(guān)工作。

4.1.2 上海地鐵

上海地鐵二級(jí)保養(yǎng)（年檢）中專項(xiàng)維修以委外維修為主，中大修工作是以委外維修的形式全部委外，工程車大修采用全部返廠。

4.1.3 南京地鐵

南京地鐵的定輔修工作采取自主維修，其中發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行ET 檢測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱油水化驗(yàn)，探傷等專項(xiàng)維修進(jìn)行委外維保，工程車大修全部委外。作為遠(yuǎn)期規(guī)劃，南京地鐵計(jì)劃工程車大修工作全部進(jìn)行自主維修。

在城軌工程車中大修維修模式調(diào)研過(guò)程中，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)城軌工程車大修費(fèi)用進(jìn)行了調(diào)研，工程車大修費(fèi)用基本上為原價(jià)的1/3～1/2。依此對(duì)青島地鐵軌道車的大修成本（原價(jià)為275 萬(wàn)元）進(jìn)行 測(cè) 算，為90 萬(wàn) 元～135 萬(wàn) 元。

4.2 小結(jié)

根據(jù)調(diào)研情況，得知國(guó)內(nèi)多數(shù)地鐵公司城軌工程車中大修工作均采用初期委外維修，當(dāng)人員技能累計(jì)到一定程度后，逐步過(guò)渡到合作維修，甚至是完全獨(dú)立開(kāi)展自主維修的模式。因此，結(jié)合青島地鐵實(shí)際情況，青島地鐵應(yīng)采取初期委外維修、中期合作維修、后期自主維修的維修模式。

5 總結(jié)及建議

青島地鐵3 號(hào)線工程車作為青島地鐵首條進(jìn)行工程車中大修維修的線路，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)資料，結(jié)合國(guó)內(nèi)地鐵公司調(diào)研及青島地鐵實(shí)際情況，深入研究青島城軌工程車維修策略及模式后，對(duì)其維修策略及模式建議如下。

5.1 優(yōu)化工程車維修策略

青島城軌工程車采用年修、項(xiàng)修與大修的模式［12］，在工程車的整個(gè)壽命周期內(nèi)只做1 次大修，期間每6～8 a 開(kāi)展1 次項(xiàng)修，并在項(xiàng)修及大修周期之間，根據(jù)項(xiàng)修周期開(kāi)展不同維修范圍的年修A、年修B、年修C 3 個(gè)專項(xiàng)維修項(xiàng)，當(dāng)工程車達(dá)到使用年限時(shí)，進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估及報(bào)廢處理。

5.2 逐步提升并建立自主維修能力

工程車項(xiàng)修、大修自主維修能力的建立，需要通過(guò)維修工裝、試驗(yàn)設(shè)備、人員維修技能等多方面綜合作用，需要長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)與積累。因此，青島地鐵應(yīng)結(jié)合工程車維修規(guī)劃，在初期和中期委外維修合同中，明確人員培訓(xùn)和工藝文件交底要求，并通過(guò)派人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督項(xiàng)修、大修質(zhì)量的方式實(shí)現(xiàn)人員中大修能力的提升。

同時(shí)，青島地鐵逐步梳理工程車項(xiàng)修、大修所需的工裝和試驗(yàn)設(shè)備，并將這些工裝和試驗(yàn)設(shè)備合理分配到新線工程車項(xiàng)目合同中。結(jié)合青島地鐵新線的開(kāi)通，逐步實(shí)現(xiàn)維修工裝、試驗(yàn)設(shè)備的配置到位。

5.3 持續(xù)開(kāi)展工程車全壽命維修策略研究

目前，青島地鐵已逐步開(kāi)展工程車設(shè)備結(jié)構(gòu)樹(shù)、設(shè)備最小可更換單元、設(shè)備故障信息的梳理，隨著各項(xiàng)基礎(chǔ)工作的逐步開(kāi)展，青島地鐵將逐步形成檢修項(xiàng)目的增加、人員維修技能提升、維修范圍增大的良性工作循環(huán)。通過(guò)對(duì)工程車全壽命周期維修策略的研究分析，將工程車部分項(xiàng)修、大修項(xiàng)目，分解到不同的年修修程中開(kāi)展，在保障合理維修周期的基礎(chǔ)上，壓縮項(xiàng)修、大修的維修項(xiàng)目，降低委外維修費(fèi)用。

5.4 青島地鐵啟動(dòng)第一次工程車項(xiàng)修籌備工作

結(jié)合青島城軌工程車實(shí)際情況，考慮正式啟動(dòng)工程車第一次項(xiàng)修籌備工作，編制項(xiàng)修文本，不同的年檢探索實(shí)施部分系統(tǒng)項(xiàng)修內(nèi)容，如制動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等深度維修，逐步改善設(shè)備質(zhì)量，消除設(shè)備的疲勞部件。