淺析牽引電機自動清掃設備的應用現狀及改進措施

劉學剛 梁志高 傅曉倩

摘? 要： 牽引電機自動清掃設備是由朔黃鐵路與科研單位聯合研制，旨在解決牽引電機傳統作業模式“臟、亂、吵”的問題，改善員工作業環境，提高作業效率。設備基于工業機器人技術、高效除塵技術、高精度RGV定位技術等，將牽引電機的清潔工作科學分解，作業過程不再需要人員直接介入，電機表面、定子內部、電樞內部的清潔工作均有工業機器人和專用自動化設備完成。自正式投入使用至今，設備使用情況良好，本文將對設備應用現狀進行分析，并提出改進意見和改進措施。

關鍵詞：牽引電機;全自動清掃;智能化;改進措施

中圖分類號：U269.325? ? ? ? ?文獻標識碼：A

0 前言

傳統作業過程中，牽引電機清潔均有人員通過手持高壓氣槍吹掃的方式進行，從其表面積及內部吹出大量積碳、粉塵及高壓氣流產生的巨大噪音，造成作業環境惡劣，作業效率不可控，對作業人員身心健康亦造成極大傷害[1]。

牽引電機自動清掃設備的使用，實現了“自動換人”的目標，不僅使人員遠離“臟、亂、吵”的環境，也確保了作業的一致性，較大改善了作業環境、提高了作業效率，如圖1所示。

1 設備簡述

1.1 設備組成

牽引電機自動清掃設備由牽引承載裝置、機器人裝置、多維吹掃裝置、引風除塵裝置、凈化室等部分組成，如圖2所示。

1.1.1 牽引承載裝置

牽引承載裝置，承載能力12噸，一次可運輸兩臺電機或兩臺定子或四臺電樞，采用全自動運行并可實現高精度的室內毫米級定位。

1.1.2 機器人裝置

機器人裝置采用高精度、高可靠性設計，主要用于牽引電機外表面的刷掃、定子內部吹掃及其他必要的吹、刷掃作業。

1.1.3 多維吹掃裝置

多維吹掃裝置用于對牽引電機的電樞進行吹掃作業，配備高技術專用噴氣裝置，大吹力、低噪音、大縱深、多點位、精確定向吹掃，實現電樞孔洞內及易積塵部分的重點、深度清潔[2]。

1.1.4 引風除塵裝置

引風除塵裝置采用全球領先水平的DFE沉流式除塵器，是體積更小、使用更少濾筒的除塵器，氣流管理系統將進入的空氣導向智能釋放區，從而減小濾筒負荷，三角形的濾筒采用MaxPulse清潔系統，提供給濾材的脈沖清灰能量提高了27%，極大的提高了濾筒的過濾效率與壽命[3]。

1.1.5 凈化室

多功能凈化室將裝備的功能與美學深度融合，極具現代工業特點，具有良好的隔音、隔塵功能，多功能的視窗除可觀察內作業實況外亦可進行多媒體綜合展示與現場教學演示，具有極高的觀賞與應用價值。

1.2 設備功能

設備可對多種型號牽引電機進行清掃作業，一鍵啟動，無人化智能運行，可對電機表面進行刷掃/吹掃，對定子內部、電樞內部進行吹掃。

2 應用現狀分析

經過一年多的正式運行，設備的使用情況良好，但也出現了設備 “水土不服”的現象，本節將對牽引電機自動清掃設備的應用現狀進行分析。

2.1 自動化設備帶來的改變

自動化設備的引進，帶來的改變是改善、優化，技術創新、工藝創新就應該在改善和優化的過程中不斷強化和推進。

2.1.1 自動換人

牽引電機作業于封閉式除塵凈化室內，由機器人或專用裝置完成，人員于室外進行選擇型號、摁下按鈕等簡單操作即可，設備將自動運行，人員無需進入室內，可遠離“臟、亂、吵”的作業環境。

2.1.2 消音降噪

封閉式除塵凈化室采用了消音降噪設計，可有效降低室內噪音25-35dB，相比原先作業人員所處的105dB的噪音環境，約70dB的環境不僅僅是消除了噪音的危害，更讓工作環境達到了舒適的程度，如表1所示。

2.1.3 作業一致

機器人或專用裝置的作業流程，均由調試人員根據牽引電機的外觀尺寸及污物分布等特點，采用人工示教、確認的方式完成自動化控制程序的編制，機器人或專用裝置運行路徑及刷掃/吹掃效果一致，均可確保作業的一致性。

2.2 自動化設備在使用過程中的“水土不服”

牽引電機自動清掃設備的引入，除了帶來諸多改善和優化外，在使用過程中也發生了一些“水土不服”現象。傳統工藝流程中，牽引電機清潔的流程圖如下圖3所示。

如圖3所示，牽引電機清潔作業涉及多班組，電機下車、吊裝、轉運、拆解、清潔均由人工完成。

傳統工藝流程中，班組之間、本班組人員之間的配合已形成體制，正常情況下，解決好人與人間的配合即可。

牽引電機自動清掃設備的引入，以“自動換人”的理念，解決的是電機清潔這一環節，問題就在于自動化設備能否與既有工藝配合機制融合、以不影響整體工藝流程。

從牽引電機清潔全流程角度，根據對設備應用現狀的分析，總結以下幾個問題：

2.2.1 電機何時下車存在較大的不固定性或臨時性

該環節由聯合班組完成，作為牽引電機清潔工藝流程的起點，電機下車環節的時間節點直接決定后續環節工作的安排，但現場對這方面的管理及盯控重視程度不足，存在較大的不固定性或臨時性。

2.2.2 電機下車后能否順利完成轉運，人為因素影響較大

該環節由聯合班組完成，電機下車后，將由人工完成吊裝、轉運的環節， 轉運車輛電池電量是否足夠、是否被征用，聯合班組人員是否能夠及時將電機吊裝、轉運環節完成等，直接影響到該環節的實施進度。

2.2.3 電機的拆解及后續工作的安排，即自動化設備何時使用，受人為因素影響較大

該環節由本班組完成，電機能否按計劃完成拆解、何時完成拆解等，直接影響到自動化設備何時開始使用。

2.2.4 電機自動清潔時，車輛被征用、通道被占用，電機轉運環節停止

設備自動運行時，電機由轉運車輛自動移動至清潔工位、同時轉運通道也被占用，此時電機轉運環節將停止。同時，既有負責清潔的人員將“無事”可做。

2.2.5 設備故障時，直接影響到電機清潔環節或電機轉運環節

自動化設備故障時，電機清潔環節或電機轉運環節均有可能受到不同程度的影響。

3 改進措施

經過對設備應用現狀的跟蹤、分析、總結，“水土不服”現象主要體現在兩個方面：

（1）作業人員對自動化設備功能的“過高期待”，但凡遇到點問題，不管問題大與小，就開始極力否認，甚至反對自動化設備的使用。（2）自動化設備與工藝流程、人員管理流程、物料管理流程間的配合節拍失調。

基于上述兩個問題，提出相對應的兩條改進措施：

3.1 作業心態調整

積極主動地接受生產力進步、機器代替人工作是必然的，是時代趨勢，是社會生產力進步的體現。接收新的事物，自身不斷的調整、學習，有利于個人的成長、集體的成長。現有作業人員，在新的自動化設備投入使用初期，因為對新設備比較陌生或者不能夠完全掌握新設備的操作要領，或者新的設備所應用的知識領域超出了現有作業者需要現有人員深入的了解、學習時，都會讓現有作業人員產生畏難情緒，從而影響到設備效能的充分發揮。首要的改進就是，調整作業心態，積極地、樂觀地接收新事物、不斷的調整自己、修正自己，正確理解自動化設備引進的目的和意義，充分領會公司“以人為本”、“持續創新”的深意。

3.2 工藝流程優化

自動化設備的引進，與傳統工藝流程、人員管理流程、物料管理流程等均會產生或多或少的沖突，也就產生了設備在使用過程中諸多“水土不服”現象[4]。

根據對應用現狀的跟蹤、分析、總結，現提出如下工藝流程優化改進措施。

3.2.1 工藝流程優化步驟

（1）對既有工藝流程重新梳理，修改、增補工藝流程內容。（2）結合工藝如何順序化、人員如何分配、物料如何流轉三個方面，對全流程進行梳理。

3.2.2 優化后的工藝流程

結合工藝要求，自動化設備的引進，能否充分發揮其作用，能否穩定的實現功能要求，直接決定工藝流程能否順利完成。故自動化設備引進僅是第一步，充分理解設備，通過使用發現設備的問題、進行優化。

（1）優化溝通機制。針對牽引電機清潔工藝流程，與兄弟班組內遴選合適人員，組成“臨時專項作業小組”。明確各環節負責人，負責工藝流程各環節的交接工作，并登記在冊。

（2）電機拆解時間節點優化。作為牽引電機清潔工藝流程的起點，電機下車環節的時間節點需按計劃固定或按需求固定。按計劃固定，即按每階段的任務計劃確定流程起點時間;按需求固定，即收到臨時機車維修任務時，及時以書面方式通知流程環節各負責人，由各負責人組織后續工作。

（3）設置電機臨時存放區。設備運行時，為了不影響聯合班組作業，設置電機臨時存放區，供電機臨時存放;設備待機時，可進行電機吊裝、轉運環節。

（4）設備日檢、月檢。設備的日常維護保養工作也應堅持保質保量的進行。充分重視設備日檢、月檢工作，總結、分析設備使用過程中發生的各種問題，并與電機清潔環節負責人做好充分溝通，確保設備的正常使用。

4 改進效果分析

4.1 作業心態的調整，是個人和企業技術創新的基礎

主動地、積極地理解生產力進步、機器代替人工作是必然的，是時代趨勢，是社會生產力進步的體現。以積極的心態，接收新的事物，自身不斷的調整、學習，有利于個人的成長、集體的成長。積極接受、理解新的生產設備，積極的調整現有作業工藝，有助于設備最大生產效能的發揮。充分理解了設備、理解了工藝，才能夠為設備的再一次升級提供良好的基礎。

4.2 工藝流程優化，是現代化機車檢修創新的根本

傳統工藝流程以人為主，機器為輔，較大的依賴于人的體力和判斷力，對機車檢修工作也造成了較大的不確定性。工藝流程優化，從范圍上梳理人的職責、規定物的流轉、明確設備的功能，從制度上貫穿工藝流程的實施，從安全管理上把控風險等級，從人文上關懷員工身心健康，勢在必行。

結合工藝要求，自動化設備的引進，能否充分發揮其作用，能否穩定的實現功能要求，直接決定工藝流程能否順利完成。故自動化設備引進僅是第一步，充分理解設備，通過使用發現設備的問題、并提出優化方案完善設備非常有必要。同時，設備的日常維護保養工作也應堅持保質保量的進行。

5 結語

自動化設備的引進，不是人工作業的結束，是工藝的創新和完善。員工要做的是主動響應、理解技術創新，并積極參與到技術創新過程中去。部門要做的是梳理工藝流程的優化，讓人、物、設備融合發揮出最大的作用。

參考文獻

[1]馮娜娜，王麗紅.電力機車牽引電機檢修線工藝設計研究[J].鐵道運營技術，2016，22（1）：24-26.

[2] 張兆順，崔桂香.流體力學[M]北京：清華大學出版社，2015.

[3] 朱志允，趙文超，伊曉波，等.環保除塵設備的發展及應用實踐[J].蓄電池，2017，54（4）：195-200.

[4] 王延亮，尹文靜.自動化設備維護管理工作中存在的問題及解決方法[J].科學導報·學術，2020（56）：68-70.

收稿日期：2021-08-13

作者簡介：劉學剛（1983—），男，河北滿城人，本科，工程師，研究方向：電力機車檢修。