廣州地鐵運(yùn)營維修管理的精細(xì)化和信息化建設(shè)

李 紅

(廣州市地下鐵道總公司 廣州 510335)

廣州地鐵運(yùn)營維修管理的精細(xì)化和信息化建設(shè)

李 紅

(廣州市地下鐵道總公司 廣州 510335)

以廣州地鐵在大線網(wǎng)運(yùn)營條件下維修管理的精細(xì)化與信息化建設(shè)實踐為支撐，從使用信息化平臺的角度出發(fā)，對城市軌道交通運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)化后的資產(chǎn)維護(hù)維修支撐的必要性進(jìn)行探討；考慮具體的質(zhì)量控制要求，提出在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下城市軌道交通維修管理的精細(xì)化與信息化建設(shè)的核心思路、主要環(huán)節(jié)與具體實現(xiàn)方式。關(guān)鍵詞 廣州地鐵；運(yùn)營；維修管理; 精細(xì)化; 信息化

地鐵設(shè)備狀態(tài)的優(yōu)劣直接關(guān)系到運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量的高低，只有提高設(shè)備維修管理水平，才能保障網(wǎng)絡(luò)化、大規(guī)模運(yùn)營的需要。伴隨城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營，運(yùn)營企業(yè)的設(shè)備設(shè)施數(shù)量劇增，加之這些設(shè)施設(shè)備的種類繁多、性能各異、布點分散，修程和工藝相去甚遠(yuǎn)，給安全運(yùn)行帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。下面介紹廣州地鐵在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下維修管理的精細(xì)化與信息化實踐，為應(yīng)對大線網(wǎng)下的設(shè)備維修體系信息化建設(shè)提供一些參考和借鑒。

1 軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營維修管理現(xiàn)狀

1.1 設(shè)備設(shè)施維修管理日趨復(fù)雜

1.1.1 線網(wǎng)設(shè)備設(shè)施維修組織的復(fù)雜程度上升

由于施工作業(yè)點多，資源調(diào)度分配難度增大，對設(shè)備設(shè)施維修生產(chǎn)組織人員提出了新要求，對技術(shù)專業(yè)部門之間、技術(shù)部門與職能部門之間、技術(shù)部門與運(yùn)輸部門之間的協(xié)調(diào)要求更高。如何推動人力、技術(shù)、物資、工具等生產(chǎn)要素在線網(wǎng)內(nèi)快速、合理地調(diào)配，推動維修生產(chǎn)作業(yè)與運(yùn)輸計劃的有效銜接，成為網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營過程中必須關(guān)注的重要問題。

1.1.2 設(shè)備設(shè)施現(xiàn)場維修維護(hù)作業(yè)的管理難度加大

城市軌道交通各子專業(yè)之間、設(shè)備設(shè)施之間的接口復(fù)雜、關(guān)聯(lián)度高，容易造成維修人員在現(xiàn)場作業(yè)時對其他專業(yè)設(shè)施設(shè)備接口與使用功能的誤判，從而產(chǎn)生專業(yè)間配合統(tǒng)籌效率下降等問題。如何使各種技術(shù)與設(shè)備履歷資料迅速在現(xiàn)場調(diào)用，并及時獲取現(xiàn)場的記錄，檢查與指引作業(yè)開展，規(guī)范作業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備維修、檢修程序，促進(jìn)專業(yè)間信息、數(shù)據(jù)的共享，給維修技術(shù)資源共享與信息互通帶來挑戰(zhàn)。

1.1.3 技術(shù)多樣化對線網(wǎng)設(shè)備設(shè)施維護(hù)提出更高要求

城市軌道交通技術(shù)發(fā)展日新月異，新技術(shù)與既有老舊設(shè)備、系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作存在諸多問題與矛盾。設(shè)備零部件制式不同，工作原理迥異，對原技術(shù)體系的沖擊尤為明顯[1]。同時，部分系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性，或是統(tǒng)籌監(jiān)控的必要性，新老系統(tǒng)設(shè)備之間的信息傳輸接口與數(shù)據(jù)庫的對接也存在軟硬件兼容的問題，給城市軌道交通企業(yè)開展維修維護(hù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、設(shè)備狀態(tài)判斷帶來更大的困難。

1.2 維修體系轉(zhuǎn)型急需信息化支撐

國內(nèi)城市軌道交通企業(yè)大都采用計劃性維修體系。計劃性維修的時間周期固定、維修內(nèi)容固定，但往往過于死板，容易在設(shè)備狀態(tài)良好時產(chǎn)生過度維修，或在設(shè)備狀態(tài)已經(jīng)較差時尚未開展 對應(yīng)的維修。從國內(nèi)外專業(yè)發(fā)展的歷程看，一般來說維修體系運(yùn)作相對成熟后，會逐漸從計劃性維修向狀態(tài)性維修靠攏[2-3]。狀態(tài)性維修可以有針對性地開展有效的維修動作，不改變甚至還提高設(shè)備設(shè)施的可靠性，并在成本控制力度上比計劃性維修有明顯的提升[4]?？梢哉f，對于進(jìn)入或即將進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營階段的城市軌道運(yùn)營企業(yè)而言，在成本控制與公眾要求不斷提升的雙重壓力下，狀態(tài)性維修是對傳統(tǒng)計劃性維修進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)的重要途徑之一。

圖1 維修精細(xì)化與信息化建設(shè)的總體框架

狀態(tài)性維修對現(xiàn)場維修作業(yè)及設(shè)備設(shè)施的信息收集依賴程度高[5-7]。在狀態(tài)修實踐方面，國外及港臺地區(qū)同行的做法大多是基于運(yùn)營經(jīng)驗對設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)判斷，部分地鐵則依據(jù)一些國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計?？紤]到城軌設(shè)施設(shè)備的相關(guān)供貨商合同中沒有明確的狀態(tài)修指標(biāo)，所以這些已經(jīng)開展?fàn)顟B(tài)修的城軌運(yùn)營企業(yè)都會依托維修信息化系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備對一線設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行跟蹤與監(jiān)控[8]，并依據(jù)多年累積的運(yùn)營經(jīng)驗，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)與供貨商提供的技術(shù)參數(shù)，搭建自身的狀態(tài)修基礎(chǔ)平臺與機(jī)制，如表1所示。

表1 國內(nèi)外同行開展?fàn)顟B(tài)性維修的判斷方法

因此，無論是實施計劃性維修為支撐、狀態(tài)性維修為輔助的漸進(jìn)過渡，還是整體轉(zhuǎn)向狀態(tài)性維修，維修作業(yè)信息、設(shè)備設(shè)施狀態(tài)收集與處理的維修管理精細(xì)化與信息化系統(tǒng)都是其中不可或缺的基礎(chǔ)[9-10]。

2 維修管理精細(xì)化與信息化的總體思路

目前，廣州地鐵運(yùn)營著260 km、164座車站的城市軌道交通線網(wǎng)，維護(hù)著47萬臺(套)設(shè)備設(shè)施、1 800多輛列車，每天運(yùn)行12萬列公里、70多萬車公里，一年運(yùn)送乘客20多億人次。廣州地鐵從單一線路運(yùn)營轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營，原有的設(shè)備設(shè)施維修記錄、分析和信息傳遞方法已越來越無法滿足自身線網(wǎng)維修管理精細(xì)化的需要。通過積累設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的維修信息系統(tǒng)，支撐維修管理、質(zhì)量分析和控制，成為維修業(yè)務(wù)優(yōu)化、控制維修質(zhì)量的首選。

廣州地鐵根據(jù)線網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，在優(yōu)化現(xiàn)有計劃性維修體系的同時，開始建立設(shè)備維修的精細(xì)化管理平臺，為未來狀態(tài)性維修轉(zhuǎn)型提供良好的信息化支撐以及寶貴的數(shù)據(jù)積累。

設(shè)備維修精細(xì)化與信息化管理系統(tǒng)建設(shè)的思路如下：一是通過信息系統(tǒng)，對設(shè)備設(shè)施所涉及的使用、維護(hù)、修理、更新、改造等一系列有關(guān)工作進(jìn)行管理；二是對設(shè)備設(shè)施的現(xiàn)場執(zhí)行情況、可靠性狀態(tài)、管理策略、作業(yè)資源的組織和配置、作業(yè)行為、知識資產(chǎn)管理水平、作業(yè)成本、綜合效率水平、投資效率水平以及設(shè)備對安全、環(huán)境、健康的影響，提供信息化支撐和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)歸集；三是通過信息化手段，將維修規(guī)程固化到信息系統(tǒng)中。通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、二維碼識別技術(shù)、手持維修終端，加強(qiáng)對現(xiàn)場維修作業(yè)的管理，及時收集現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，使維修業(yè)務(wù)“管理有標(biāo)準(zhǔn)，操作有指引；計劃有統(tǒng)籌，執(zhí)行有監(jiān)控；事后可追溯，數(shù)據(jù)可分析”的精細(xì)化管理目標(biāo)得以實現(xiàn)。

3 維修管理精細(xì)化與信息化的實現(xiàn)策略

3.1 維修精細(xì)化與信息化建設(shè)的實現(xiàn)功能

城市軌道交通的設(shè)備維修業(yè)務(wù)主要包括維修作業(yè)的組織策劃、計劃管理、現(xiàn)場作業(yè)執(zhí)行和數(shù)據(jù)分析四大部分內(nèi)容，計劃修、故障修、狀態(tài)修、設(shè)備整治等維修模式貫穿于其中，其總體框架如圖1所示。

3.1.1 組織策劃

1) 計劃性維修的組織策劃。計劃性維修涵蓋大修、中修、小修、一級保養(yǎng)、二級保養(yǎng)等作業(yè)。結(jié)合信息化技術(shù)，首先需要對現(xiàn)有的維修規(guī)程進(jìn)行重新整理，補(bǔ)充作業(yè)的關(guān)鍵工序、拍照工序等精細(xì)化要點，形成適用于信息化的維修精細(xì)化大綱。

在系統(tǒng)中,采用多層級結(jié)構(gòu)的方式支撐計劃性維修的任務(wù)組織，每項作業(yè)任務(wù)從子系統(tǒng)進(jìn)行分解，一直精細(xì)化到最底層的單體設(shè)備作業(yè)單元。單體設(shè)備為最小作業(yè)單元(維修對象)，包括單體設(shè)備作業(yè)的工序、物料、人工和工具等標(biāo)準(zhǔn)化信息。以多層級結(jié)構(gòu)支撐作業(yè)任務(wù)包組織方式，可以形成多層級的設(shè)備電子履歷，如圖2所示。

圖2 基于多層次結(jié)構(gòu)的單體設(shè)備檢修記錄

2) 故障性維修的組織策劃。通過故障代碼與服務(wù)承諾時間的結(jié)合，實現(xiàn)維修服務(wù)承諾管理。可以根據(jù)故障問題和原因，設(shè)定響應(yīng)和完全修復(fù)時間要求，在到達(dá)規(guī)定時間的2 h前可通過郵件對將要超時的工作進(jìn)行督辦。

3) 設(shè)備測量數(shù)據(jù)的組織策劃。設(shè)備測量數(shù)據(jù)著重對測點的標(biāo)準(zhǔn)值(包括上下限值、修前值、修后值)進(jìn)行定義，對于越限的測量數(shù)據(jù)可以生成故障修工單或狀態(tài)修工單。其中，修前值是根據(jù)城市軌道交通設(shè)備維修特點新增的數(shù)據(jù)采集項，用于記錄維修前的測量值。系統(tǒng)提供了3種方式實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的采集，包括手持端直接錄入填報、Excel文件導(dǎo)入、直接從生產(chǎn)系統(tǒng)接口自動采集數(shù)據(jù)。

3.1.2 計劃管理

由于受運(yùn)營服務(wù)、設(shè)備情況等影響，城市軌道交通的維修管理具有施工作業(yè)時間短、施工作業(yè)空間狹窄、施工作業(yè)關(guān)聯(lián)性復(fù)雜和施工組織安全性要求特別高等特點。為了充分利用寶貴的維修資源，提出了維修計劃必須細(xì)化到天的精細(xì)化管理要求。

城市軌道交通設(shè)備維修計劃管理包括檢修計劃和施工計劃：前者是根據(jù)檢修規(guī)程而形成的作業(yè)任務(wù)計劃，后者則是根據(jù)運(yùn)營施工管理的作業(yè)區(qū)間、供電、行車等資源占用情況而形成的具體可進(jìn)場維修的時間計劃。前者的排程時間要以后者的時間為準(zhǔn)。

檢修計劃確認(rèn)后形成作業(yè)工單，涵蓋目前運(yùn)營設(shè)備的各類型維修作業(yè)，包括計劃修、故障修、狀態(tài)修、設(shè)備整治等工單。每項作業(yè)任務(wù)基本都采用父子工單的多層級結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行組織，每個作業(yè)任務(wù)包含多個設(shè)備對象，采用層級結(jié)構(gòu)的方式組織作業(yè)工單，最底層的工單(即子工單)對應(yīng)到工序、物料、工具、人工。

3.1.3 現(xiàn)場執(zhí)行

工單分配到具體工班或作業(yè)負(fù)責(zé)人后，現(xiàn)場維修作業(yè)人員就可以通過手持終端下載作業(yè)任務(wù)到現(xiàn)場進(jìn)行作業(yè)，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)的全過程管理，包括任務(wù)下載、預(yù)請點登記、進(jìn)場前檢查、進(jìn)入/離開作業(yè)區(qū)、作業(yè)填報、工具出清以及物料消耗與備件登記等。

利用手持終端還可以實現(xiàn)現(xiàn)場的技術(shù)支持，通過讀取設(shè)備上的二維碼，在終端上迅速調(diào)取出要查詢設(shè)備的基礎(chǔ)信息、設(shè)備履歷信息、設(shè)備技術(shù)文檔、應(yīng)急預(yù)案、故障處理指南等文件，輔助完成檢修作業(yè)。

3.1.4 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)所形成的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可提供以下幾類報表：設(shè)備質(zhì)量類分析、作業(yè)管理類分析、作業(yè)成本類分析、現(xiàn)場檢修類分析、系統(tǒng)管理類分析。其中，對于采集回來的測點數(shù)據(jù)還可以進(jìn)行趨勢分析。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行積累，可以說是未來開展?fàn)顟B(tài)修嘗試的一個起步與基礎(chǔ)。

3.2 維修精細(xì)化與信息化的具體方案

3.2.1 技術(shù)實現(xiàn)方案

制訂城市軌道交通維修管理精細(xì)化與信息化的建設(shè)方案，建議采用成熟的產(chǎn)品來支撐絕大部分業(yè)務(wù)的管理需求，采用二次開發(fā)實現(xiàn)一些城市軌道交通特定的業(yè)務(wù)需求。廣州地鐵維修精細(xì)化、信息化起源于IBM Maximo 7.5軟件產(chǎn)品，通過二次開發(fā)，實現(xiàn)了施工管理、手持終端的現(xiàn)場作業(yè)執(zhí)行管理、維修精細(xì)化的管理功能，具體方案的總體示例如圖3 所示。

3.2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方案

在城軌交通企業(yè)的設(shè)備維修業(yè)務(wù)中，數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵，是維修精細(xì)化管理系統(tǒng)的核心。因此，對設(shè)備維修業(yè)務(wù)所涉及的大量數(shù)據(jù)，廣州地鐵進(jìn)行了全面的梳理工作，并根據(jù)維修精細(xì)化的管理理念，制定了各類數(shù)據(jù)的規(guī)則，進(jìn)行了充分的編排和統(tǒng)籌，力求既能滿足管理需求，同時又符合維修作業(yè)現(xiàn)場的管理習(xí)慣。

圖4 硬件與網(wǎng)絡(luò)部署

圖3 技術(shù)實現(xiàn)方案

在城軌交通企業(yè)中，設(shè)備維修所涉及的核心數(shù)據(jù)包括以下六大類數(shù)據(jù)：

1) 公共位置編碼。在公共位置的編碼規(guī)則中，廣州地鐵充分考慮線路編碼與站點編碼的組合。

2) 位置數(shù)據(jù)編碼。位置主要是設(shè)備所在的物理位置，每個設(shè)備需要與一個位置關(guān)聯(lián)。廣州地鐵的位置編碼采用樹狀的層次結(jié)構(gòu)，位置的劃分參照設(shè)計圖紙，主要根據(jù)物理位置和邏輯位置來劃分。位置數(shù)據(jù)包含專業(yè)系統(tǒng)信息，還有層級結(jié)構(gòu)設(shè)置，各專業(yè)根據(jù)自身的應(yīng)用要求設(shè)置各專業(yè)的位置樹形結(jié)構(gòu)，以專業(yè)系統(tǒng)作為位置數(shù)據(jù)的頂層結(jié)構(gòu)。

位置的設(shè)置同時需要符合維修工作的需要(滿足檢修規(guī)程、工序標(biāo)準(zhǔn)等)，設(shè)備按照目錄分類拆分到可維修單元，即位置最末級至少到單臺套(單體設(shè)備)，位置與設(shè)備要一一對應(yīng)。編碼按照多層結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加，且具有清晰的層次結(jié)構(gòu)。

3) 設(shè)備數(shù)據(jù)編碼。采用流水號作為設(shè)備編碼，由系統(tǒng)自動生成。設(shè)備數(shù)據(jù)的主要屬性還應(yīng)考慮設(shè)備名稱、父級設(shè)備編碼、所屬位置編碼、所屬專業(yè)、設(shè)備分類、安裝位置、線路、投用日期、狀態(tài)、制造工廠名稱、制造日期、設(shè)備單價、歸屬部門編碼等信息。

4) 預(yù)防性維護(hù)編碼規(guī)則。在預(yù)防性維護(hù)數(shù)據(jù)中，必須包含專業(yè)、預(yù)防性維護(hù)類型(年檢半年檢月檢等)、檢修種類(一級保養(yǎng)二級保養(yǎng)小修巡檢)信息、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)內(nèi)容描述信息、作業(yè)周期排程信息等。

5) 標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模板編碼規(guī)則。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(工序)數(shù)據(jù)使用Maximo系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)功能來實現(xiàn)，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的主表信息包含對象、類型、內(nèi)容、人員、物資、工具等。

6) 故障代碼編碼。故障代碼體系由故障問題編碼、故障原因編碼和維修措施編碼3個部分構(gòu)成。在編碼時，均應(yīng)考慮大類與小類以及流水碼的結(jié)合。

3.2.3 硬件與網(wǎng)絡(luò)部署方案

為了確保設(shè)備維修系統(tǒng)的高可用性以及安全與穩(wěn)定，廣州地鐵采用了對應(yīng)用服務(wù)器(APP)和后臺服務(wù)器(PM)負(fù)載均衡方式進(jìn)行部署，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用主備集群方式進(jìn)行部署，保證了數(shù)據(jù)庫的可靠性，如圖4所示。

3.2.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案

維修精細(xì)化和信息化系統(tǒng)采用具有較高穩(wěn)定性、反應(yīng)速度快、易于攜帶的民用手機(jī)作為手持終端(見圖5)，并在少量終端采用背夾式掃描設(shè)備，供對 現(xiàn) 場要求較高、需要使用二維碼掃描的專業(yè)使用。

圖5 手持終端

4 應(yīng)用成效與展望

廣州地鐵設(shè)備維修管理精細(xì)化與信息化系統(tǒng)投入使用后，一線生產(chǎn)作業(yè)人員已經(jīng)基本適應(yīng)了采用手持終端進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)的方式，滿足了預(yù)期維修精細(xì)化的管理要求，并不斷提出數(shù)據(jù)和功能上的整改意見，完善系統(tǒng)的使用。

信息系統(tǒng)試點上線的4條線路(1號線、3號線、三北線、6號線)，經(jīng)過4個多月的運(yùn)行，生產(chǎn)管理人員借助信息化工具(見圖6)，一攬子解決了“做了沒有、做了什么、做得怎樣”的監(jiān)管問題，有助于增強(qiáng)業(yè)務(wù)監(jiān)管能力，降低管理風(fēng)險。

在信息處理與數(shù)據(jù)積累方面，共處理維修作業(yè)工單及相關(guān)信息近100萬條，并梳理了大量的設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)與作業(yè)執(zhí)行情況可視化，為設(shè)備設(shè)施履歷的建立與完善提供了良好的技術(shù)支持。

圖6 系統(tǒng)應(yīng)用

借助維修精細(xì)化管理平臺內(nèi)所積累的現(xiàn)場設(shè)備檢修數(shù)據(jù)信息庫，結(jié)合廣州地鐵基于設(shè)備故障率(可靠性)及故障影響程度的設(shè)備質(zhì)量評估模型，運(yùn)營維修可以進(jìn)一步向單臺套行車關(guān)鍵設(shè)備動態(tài)評價方向推動業(yè)務(wù)發(fā)展，及時監(jiān)控設(shè)備故障變化，甚至形成即時的設(shè)備評估工具，設(shè)定設(shè)備質(zhì)量預(yù)警與維修計劃啟動機(jī)制，為系統(tǒng)設(shè)備從計劃修逐步過渡到狀態(tài)修以及設(shè)備改造和更新提供有效的基礎(chǔ)支持。

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(編輯：郭 潔)

doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2015.02.003

Refinement and Construction of Information System for Operation Maintenance Management in Guangzhou Metro

Li Hong

(Guangzhou Metro Corporation, Guangzhou 510335)

Based on the practice of refinement and construction of information system for operation maintenance management by Guangzhou Metro network, considering the specific quality control requirement, we discussed the necessity of asset maintenance support through information system application, and proposed the core idea, main processes and methods of asset maintenance refinement and informatization under the condition of urban railway network operation.

Guangzhou Metro; operation; maintenance management; refinement; informatization

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.02.002

2014-01-07

2014-12-22

李紅，女，運(yùn)營事業(yè)總部副總經(jīng)理，會計師，從事軌道交通行業(yè)的企業(yè)管理、信息化管理、廣告通信商貿(mào)經(jīng)營管理以及軌道交通運(yùn)營管理，lihong@gzmtr.com

U231.94

A

1672-6073(2015)02-0006-05