基于精益六西格瑪的地鐵車輛架修流程優化

楊學武

（廣東城際鐵路運營有限公司，廣州 510330）

隨著城市軌道交通的快速發展，地鐵車輛的檢修規模不斷擴大。由于設備設施和管理模式的不同，各地鐵公司車輛架修的維修停時不同，但整體處于22～30 d的范圍，并未達到《地鐵設計規范》架修停時20 d的標準。車輛架修屬于離線檢修，維修停時直接影響地鐵車輛的上線運用率和正線供車數量[1]。因此，如何縮短車輛架修的維修停時，是各地鐵運營單位積極探索和亟待解決的重要課題。

文章以廣州地鐵3號線B4型車架修項目為例，運用精益六西格瑪的管理工具，統計分析影響維修停時的關鍵因素，并提出車輛架修流程優化的針對性措施。

1 精益六西格瑪的概述

精益生產源于20世紀70年代初期的豐田生產。任何生產過程中都存在各式各樣的浪費，必須從顧客的角度出發，應用價值流的分析方法，去除一切不附帶任何價值的流程。

20世紀80年代中期，六西格瑪在摩托羅拉公司成功應用。此后，通用電氣（General Electric，GE）公司也開始實施，并取得顯著成效。六西格瑪管理基于科學的統計理論基礎建立，一般采用DMAIC流程分析技術——定義（Define）、測量（Measure）、分析（Analyze）、改進（Improve）、控制（Control）來實現產品和服務質量的持續改進。

精益六西格瑪是精益生產與六西格瑪管理的結合，是以流程為中心的管理方式，本質是消除浪費。該方法不僅是一種解決問題的技術，更是一種全面提升公司競爭力和公司經營管理成熟度的戰略。下面將以六西格瑪的DMAIC流程分析技術為主，結合精益生產，對地鐵車輛架修的流程進行定義、測量、分析和改進[2]。

2 定義（Define）架修問題

地鐵車輛由許多機械電氣系統和子部件組成，屬于復雜而完整的綜合性行車設備。隨著列車運營年限和運行里程數的增加，車輛各系統零部件會出現磨損和到限等情況，需要對整列車輛進行系統性的架車分解、清潔、檢查、維修、試驗、組裝及調試等工序，以恢復車輛的綜合性能。整個維修過程稱為架修[3]。一列地鐵車輛的架修一般包括300多道工序，需更換20 000多個零部件，耗費8 000多個工時。

使用六西格瑪方法繪制的地鐵車輛架修SIPOC模型——供應者（Supplier）、輸入（Input）、流程（Process）、輸 出（Output）、客 戶（Customer），如圖1所示。

因為列車扣修、列車驗收和列車交付的時間由外部單位負責控制，所以項目研究的范圍不含這3項，即車輛架修維修停時的定義為

改善前，廣州地鐵B4型車架修的平均維修停時為26 d，維修停時偏長，影響車輛的上線運用率和3號線的供車量。本項目優化目標是將維修停時降低30%，即壓縮到18 d。

3 測量（Measure）與分析（Analyze）

3.1 測量（Measure）階段

首先，細化車輛架修的一級工序和二級工序，并梳理各工序的輸入變量表和輸出變量表，繪制B4型車架修的價值流程，如圖2所示。

從圖2可知，列車分解、車門維修、列車組裝及列車調試過程均存在等待時間浪費。一列車架修的平均等待時間為4.5 d。轉向架部件采用周轉件的維修方式，維修時間控制在車輛維修停時以內即可。轉向架部件的維修不會影響列車的維修停時。

圖1 B4型車架修SIPOC模型

圖2 B4型車架修價值流程

在測量階段，針對一些比較明顯的問題，可以制訂快贏方案。比如，在列車分解、組裝與調試過程中存在等待調車的時間浪費，制訂快贏方案時可以用精益生產的快速換模（Single Minute Exchange of Die，SMED）方法，與車輛段車廠的管理人員商談，將架修車輛的轉軌和調車作業安排在晚上完成，減少白班作業人員的等待時間[4]。再如，針對車門車體維修等待清潔的問題，可以用精益生產的線平衡方法制訂快贏方案，與委外保潔單位商談，在車體清潔時段加派人手，保證車門車體的檢修作業與清潔作業進度同步。

3.2 分析階段

通過關鍵過程步驟識別質量機能展開（Quality FunctionDeployment，QFD）找出車輛架修的關鍵步驟。

采用故障樹分析（Fault Tree Analysis，FTA）方法找出造成等待時間浪費的根本原因，再通過失效模式與效應分析（Failure Mode and Effect Analysis，FMEA）工具找出重點原因，主要包括以下幾點。

（1）車輛的轉軌調車等待時間過長。

（2）大修庫內的部件運輸路徑規劃不合理。比如，該大修庫內貫通道部件的運輸距離約150 m，單次運輸時間約20 min，內裝部件運輸距離長度約100 m，單次運輸時間約15 min。

（3）備件清點和領用時間過長。每列架修車班組共需清點20 000多個零部件，需要耗費大量工時。緊固件和繼電器使用多的班組尤為嚴重[5]。

（4）部件維修過程設備工裝不完善。比如：維修貫通道踏板時，需一人作業一人輔助，輔助工時占50%；拆裝門頁時，一人作業需4人輔助搬抬，輔助工時占80%。

（5）部件維修用時不平衡。如圖3所示，車體部件的維修用時需6.5 d，比其他部件維修用時都要長。

圖3 各班組的部件維修用時不平衡

（6）架修規程的作業內容過多，存在過度檢修的情況。

4 改進（Improve）與控制（Control）

針對分析結果，采用精益生產“八大浪費”的整治方法，按照六西格瑪矩陣制訂改善效果和實施難易程度的矩陣表。先實施改善效果明顯、難易程度低、改善效果一般以及難易程度低的措施。對于改善效果好和實施難度大的措施，需要想辦法推進。對于推進難度大和改善效果不明顯的措施，暫不實施。

4.1 改善效果明顯、難易程度低的措施

首先，通過線平衡方法將作業量大的班組的作業內容調整一部分到其他班組，實現班組間的作業節拍同步。其次，通過快速換模（Single Minute Exchange of Die，SMED）原理，將車門清潔的作業時間調整到晚上。再次，采用意大利面條方法調整部件檢修的作業場地，優化改善運輸路徑。重新調整后，貫通道運輸路徑從150 m縮短到30 m，內裝部件運輸路徑從100 m縮短至40 m，單列車部件運輸用時從190 min縮短至44 min，每列車的車體部件維修用時減少0.2 d。最后，與上級技術管理部門和客戶（運營中心）溝通，修訂車輛架修的規程，刪減與客戶檢修重復的作業內容。

4.2 改善效果一般、難易程度低的措施

一方面，制作備件看板，快速解決班組因清點備件時間長而影響全班作業進度的問題。實施后，平均每個班組備件領用及清點用時從77.4 min減少到37.4 min，車體部件維修用時節約0.1 d。另一方面，制作維修輔助工裝。比如：踏板維修輔助工裝的制作，維修人數從2人減少到1人，每列車可節約10工時；門頁拆裝輔助機械手的人數從5人減少到2人，每列車可節約64工時。通過輔助工裝制作，每列車車體部件維修時間可節約0.2 d。

4.3 改善效果好、實施難度大的措施

針對調車等待時間長的問題，需與車廠管理部協調，把調車作業安排在晚上。晚上調車作業存在安全壓力大和調車司機排班困難等問題。車廠管理部傾向于白天調車，因此溝通難度較大，但壓縮維修停時的效果明顯。通過多次協調，大部分調車作業安排在晚上。

4.4 控制措施

通過實施改善措施，2018年11月廣州地鐵B4型車架修維修停時從26 d縮短至18 d。

項目實施過程中，制訂了各班組的作業內容和完成時間，形成固化的架修標準流程，并修訂完善了12份崗位素質要求和標準化質量的記錄文件，從作業節拍、人員素質和作業質量等方面控制車輛架修的維修停時。

5 結語

通過使用六西格瑪的統計分析工具，挖掘影響地鐵車輛維修停時的問題，分析維修停時偏長的主要原因與關鍵因素，使用精益生產方法有針對性地制訂改善方案。通過實施成功將廣州地鐵B4型車架修的維修停時從26 d壓縮至18 d，壓縮率達到30.7%，完成了項目目標。