地鐵車輛高速斷路器檢修分析

朱利 張東 法洪江

青島地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司 山東青島 266300

斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考Ｄ壳埃勋@得了廣泛的應(yīng)用。

1 地鐵車輛高速斷路器常見機(jī)械故障類型

地鐵車輛高速斷路器發(fā)生故障是指地鐵運(yùn)行過(guò)程中，由于某些因素導(dǎo)致設(shè)備失去其功能或者不能達(dá)到其預(yù)期的作用。如果地鐵在正常運(yùn)行過(guò)程中，一旦斷路器出現(xiàn)問(wèn)題將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。電氣故障或者機(jī)械故障都有可能引起斷路器故障。機(jī)械故障的主要原因是操動(dòng)系統(tǒng)的工作故障和傳動(dòng)裝置故障，這些因素約占故障總數(shù)的70%。斷路器斷開動(dòng)作的執(zhí)行就會(huì)產(chǎn)生誤差。這通常是由于二次回路中出現(xiàn)問(wèn)題或者是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、例如彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)等出現(xiàn)問(wèn)題，其中發(fā)生在斷路器的計(jì)劃?rùn)z修后操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障是最常見問(wèn)題。

2 地鐵車輛高速斷路器檢修流程分析

2.1 地鐵車輛一般檢修流程

地鐵車輛一般檢修流程：①入廠檢測(cè)。入廠檢測(cè)是在檢修前對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行外觀拍照、外觀檢測(cè)和功能試驗(yàn)，同時(shí)需記錄功能試驗(yàn)中產(chǎn)品的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。②拆解。根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書拆解產(chǎn)品。拆解下來(lái)的零件，達(dá)到服役壽命的直接作報(bào)廢處理；未達(dá)到服役壽命的，放在物料托盤中，后期裝回產(chǎn)品上。③清洗。使用洗滌劑和清洗設(shè)備對(duì)拆解的零件和產(chǎn)品外殼進(jìn)行清洗。④過(guò)程檢。在清洗之后、裝配之前，質(zhì)檢員檢查全部未達(dá)到服役壽命的零件，敲定需要報(bào)廢的零件和可以繼續(xù)使用的零件。⑤揀料。物料配送人員根據(jù)過(guò)程檢生成的需更換零件清單配送物料。⑥裝配。按照裝配作業(yè)指導(dǎo)書完成產(chǎn)品組裝。⑦出廠檢測(cè)。按照試驗(yàn)指導(dǎo)書對(duì)裝配好的產(chǎn)品做整機(jī)功能試驗(yàn)并拍照。若試驗(yàn)通過(guò)則放行，若試驗(yàn)不通過(guò)則呼叫質(zhì)檢人員進(jìn)行質(zhì)量分析及記錄[1]。

2.2 存在問(wèn)題

以檢修質(zhì)量為切入點(diǎn)，運(yùn)用“5W1H”方法，即從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)6個(gè)維度，詳細(xì)分析高速斷路器檢修過(guò)程及其所處檢修環(huán)境中存在的問(wèn)題。

3 高速斷路器檢修過(guò)程管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 檢修過(guò)程管控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于高速斷路器檢修過(guò)程，針對(duì)過(guò)程中存在的紙質(zhì)化程度嚴(yán)重、過(guò)程質(zhì)量管控較弱、對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)依賴性較強(qiáng)和信息追溯不便等問(wèn)題，設(shè)計(jì)面向地鐵車輛高速斷路器檢修過(guò)程的管控系統(tǒng)，地鐵車輛高速斷路器檢修過(guò)程管控系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“管控系統(tǒng)”）由4層架構(gòu)組成，分別是：硬件層、功能層、參數(shù)化配置層和檢修知識(shí)層。①硬件層是指在高速斷路器檢修過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)支撐作業(yè)管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能管控和事后追溯的信息化硬件設(shè)備。②功能層，即管控系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，包括：目視化管理，拉動(dòng)式配送和自動(dòng)化防錯(cuò)3個(gè)主要功能。目視化管理是將檢修過(guò)程中需要監(jiān)控和讀取的信息顯示在系統(tǒng)界面，使作業(yè)人員和管理人員快速了解車間和執(zhí)行過(guò)程的關(guān)鍵信息。拉動(dòng)式配送是指作業(yè)管控系統(tǒng)采集各個(gè)檢修工位的物料更換需求和配送需求，并發(fā)送給物料管理人員進(jìn)行物料分揀和配送。自動(dòng)化防錯(cuò)是指系統(tǒng)根據(jù)檢修知識(shí)對(duì)實(shí)際作業(yè)過(guò)程中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)建立的約束關(guān)系，防止人工裝配過(guò)程中發(fā)生疏忽等錯(cuò)誤。功能層將分成上層信息管理平臺(tái)（主要面向車間管控層）和底層工作單元（主要面向車間執(zhí)行層）2部分進(jìn)行規(guī)劃。③參數(shù)化配置層是指將檢修過(guò)程中需要使用的物理資源和信息資源按照工藝路線-工序-工步的形式進(jìn)行關(guān)聯(lián)和匹配，形成支撐檢修過(guò)程的結(jié)構(gòu)化信息表達(dá)。④檢修知識(shí)層是指檢修過(guò)程中所需要使用的人、機(jī)、料、法、環(huán)等實(shí)體制造資源和虛擬制造資源。

3.2 檢修過(guò)程管控系統(tǒng)

硬件架構(gòu)規(guī)劃如上所述，硬件層是支撐管控系統(tǒng)的重要部分，管控系統(tǒng)的信息采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控跟蹤和信息追溯等功能的實(shí)現(xiàn)均需建立在信息化基礎(chǔ)設(shè)施或硬件的基礎(chǔ)上。管控系統(tǒng)的硬件架構(gòu)規(guī)劃可被分為2層，第1層為車間執(zhí)行層，第2層為車間管控層。①車間執(zhí)行層負(fù)責(zé)檢修過(guò)程業(yè)務(wù)活動(dòng)的執(zhí)行、管控以及檢修過(guò)程的數(shù)據(jù)記錄和采集，所以車間執(zhí)行層的硬件架構(gòu)需要對(duì)檢修過(guò)程中的工藝流程、物流運(yùn)輸流程和信息采集流程提供有效的支撐。車間執(zhí)行層硬件設(shè)備包括終端設(shè)備、工位一體機(jī)、掃碼槍、條碼打印機(jī)、智能工具盒、人員身份授權(quán)設(shè)備、計(jì)數(shù)扭力槍、工位生產(chǎn)異常控制系統(tǒng)（Andon）、線體電機(jī)和線體傳感器、電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)（DPS）標(biāo)簽控制器、DPS電子標(biāo)簽、電壓傳感器、電流傳感器等。②車間管控層主要幫助生產(chǎn)管理人員完成對(duì)車間執(zhí)行層中檢修作業(yè)的管理，進(jìn)一步提升檢修過(guò)程的管理水平。車間管控層的硬件設(shè)備主要有：用于管理生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的生產(chǎn)服務(wù)器，用于打印產(chǎn)品條碼和生產(chǎn)報(bào)表的產(chǎn)品條碼打印機(jī)和打印設(shè)備，用于執(zhí)行檢修過(guò)程中信息發(fā)布、檢修計(jì)劃制定、檢修譜系追溯、質(zhì)量管理的PC終端設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)管理透明化和信息發(fā)布的可視化屏幕，用于查看檢修過(guò)程數(shù)據(jù)的平板電腦等[2]。

4 檢修管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證

基于上述設(shè)計(jì)，開發(fā)了地鐵車輛高速斷路器檢修過(guò)程管控系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)檢修過(guò)程信息的采集，硬件設(shè)備方面部署了觸控一體機(jī)、條碼掃描槍、條碼打印機(jī)、可編程邏輯控制器（PLC）等。管控系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)，主要分為兩大部分：①上層信息平臺(tái)，主要是完成物理資源及信息資源的基礎(chǔ)信息建模與組態(tài)配置，并在此基礎(chǔ)上支撐上層平臺(tái)里其他具體應(yīng)用模塊及底層工作單元的功能實(shí)現(xiàn)；②底層工作單元，主要用于指導(dǎo)和完成產(chǎn)品檢修流程中入廠檢查、拆解、清洗、過(guò)程檢查、揀料、裝配、出廠檢查等檢修作業(yè)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文在“中國(guó)制造2025”大背景下，以某企業(yè)地鐵車輛高速斷路器產(chǎn)品為研究對(duì)象，分析其檢修流程及檢修車間生產(chǎn)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合信息化等技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種面向地鐵設(shè)備檢修過(guò)程的管控系統(tǒng)。通過(guò)檢修管控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施，提升地鐵設(shè)備檢修過(guò)程信息化水平和管控力度，減少檢修作業(yè)對(duì)人員的依賴性，提高檢修產(chǎn)品質(zhì)量和檢修效率。