基于可靠性的維修決策在城軌車輛車門系統(tǒng)的運(yùn)用

劉亞

摘要：以南京康尼生產(chǎn)的KNT-CGM01電動塞拉門系統(tǒng)為例，研究基于可靠性的RCM理論方法在地鐵維修中的應(yīng)用，通過對車門子系統(tǒng)的功能、故障模式、故障原因、故障影響分析，提出對應(yīng)的維修策略，對于提高車門的可靠度、減少維修成本具有重要意義。

關(guān)鍵詞：城軌車輛；以可靠性為中心的維修（RCM）；車門系統(tǒng)；維修

【分類號】U279

1 引言

可靠的設(shè)備是地鐵安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，定期的檢查和維護(hù)是保證設(shè)備安全正常的重要途徑。目前，城市軌道交通行業(yè)采用以可靠性為重點的維修管理（RCM）理念和方法，其主要是通過對地鐵設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)劃分，在此基礎(chǔ)上對各子系統(tǒng)、零部件，工作過程逐一進(jìn)行分析，找出關(guān)鍵薄弱元件，根據(jù)每個關(guān)鍵元件的故障后果進(jìn)行重要性評估，選擇優(yōu)化部件維修方式，最終制定出經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的維修計劃。

地鐵車輛是技術(shù)含量較高的機(jī)電設(shè)備，購置和維修成本非常高，其中購置成本約占整個軌道交通建造成本的10%，維修成本約占總維修成本的40%[1]。因此，在保證車輛設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，降低保養(yǎng)維修成本，很具經(jīng)濟(jì)意義。隨著全國地鐵運(yùn)營里程的增加，配車數(shù)量不斷增多，車輛檢修作業(yè)日漸繁重，對現(xiàn)行的維修質(zhì)量和效率提出更高要求。我國地鐵車輛模塊化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量單一，設(shè)備故障模式穩(wěn)定，基于可靠性的維修決策方法在地體車輛檢修中具有較好的實踐意義。

2 RCM基本原理

地鐵車輛的維修包括預(yù)防性維修和故障維修。RCM的基本原理是統(tǒng)計地鐵車輛各部件的失效模式，分析各失效模式的影響功能與故障后果嚴(yán)重程度，從而判斷部件采用的維修策略。其具體思路是先系統(tǒng)編號，系統(tǒng)功能劃分，建立功能結(jié)構(gòu)圖，統(tǒng)計故障模式，分析故障原因、影響及危害，得出故障模式匯總表并判斷出維修策略。

RCM以可靠性為中心的維修理論是在保證車輛設(shè)備安全運(yùn)營的條件下，綜合故障后果和單元的故障模式進(jìn)行統(tǒng)計，分析每種故障模式發(fā)生的原因、對系統(tǒng)的影響及發(fā)生的可能性，并統(tǒng)計計算出各故障模式的發(fā)生條件概率，最終確認(rèn)每種故障模式的嚴(yán)重度。嚴(yán)重度是設(shè)備的故障率及故障后果影響的綜合指標(biāo)?，F(xiàn)結(jié)合地鐵車門系統(tǒng)的實際狀況，采用定性分析和定量分析兩個分析表的形式進(jìn)行可靠性分析。

3 地鐵車輛車門系統(tǒng)的RCM維修決策

3.1車門系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)劃分

以康尼KNT-CGM01 電動塞拉門為例，其主要包括五個子系統(tǒng)，分別為門驅(qū)機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)、門頁及定位裝置、門密封裝置、內(nèi)外操作裝置。主要的結(jié)構(gòu)如根據(jù)近六年康尼地鐵車門系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)車門故障發(fā)生率較高的部件主要包括車門控制單元EDCU、止檔、驅(qū)動電機(jī)、緊急解鎖行程開關(guān)S3、車門關(guān)到位行程開關(guān)S1、門切除行程開關(guān)S2、滾輪等。車門系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如表1。

3.2 故障模式、故障原因及危害性分析

在RCM分析決策中，通常采用FMEA法（故障模式影響分析），分析各種故障模式對整個系統(tǒng)的影響。一般以制約系統(tǒng)功能的重要相關(guān)項為基礎(chǔ)，依次分析各相關(guān)項的功能、故障、故障模式和故障后果及類型。就地鐵車門系統(tǒng)而言，主要對其關(guān)鍵部件的事故模式、事故原因及危害進(jìn)行邏輯分析，如表2。

在得出康尼KNT-CGM01車門部件的FMEA表后，需對各故障模式進(jìn)行故障頻率（O）、后果嚴(yán)重程度（S），故障原因檢測度（D）進(jìn)行半定量分析[4] [3]，用1-10的數(shù)值衡量，數(shù)值越高表示故障發(fā)生頻率越高，故障后果越嚴(yán)重，故障原因難以檢測。各指標(biāo)的表徵值的乘積稱為風(fēng)險乘數(shù)，風(fēng)險乘數(shù)越大，則這種失效的后果越嚴(yán)重，需要重點維修，杜絕該故障模式發(fā)生。根據(jù)風(fēng)險乘數(shù)大的故障模式，即為車門系統(tǒng)的維修關(guān)鍵點和重要點，需要采取相應(yīng)維修策略。

3.3 地鐵車門系統(tǒng)維修邏輯決策

依據(jù)表1所得到的FMEA分析，確定相應(yīng)的預(yù)防性維修工作并提出維修級別建議。具體分析結(jié)果如表3所示。

表中，“F”、“FF”、“FM”分別零部件功能、故障模式、故障原因的編碼； “H”、“S”、“E”、“O”分別代表隱蔽性故障后果、安全性后果、環(huán)境性后果、使用性后果；“H1/S1/O1/N1”是從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度評判，是否能找到適當(dāng)?shù)摹氨ｐB(yǎng)”工作；“H2/S2/O2/N2”表示是否能找到適當(dāng)?shù)摹耙暻榫S修”工作；“H3/S3/O3/N3”表示是否能找到適當(dāng)?shù)摹岸ㄆ诨謴?fù)”工作；“Y”表示具有該類故障后果；填“N”表示不具有該類故障后果?！敖ㄗh工作”填寫有效合適的維修類型或不作預(yù)防性維修的決策。

通過對車門系統(tǒng)的常見故障部件進(jìn)行可靠性為中心的維修決策，可以看出車門系統(tǒng)故障盡管在地鐵運(yùn)營過程中故障頻率高，但是其故障程度很低，維修簡單，故障頻率高的部件都屬于基層維修級別，都不需要進(jìn)行非主動維修工作。其中止檔、門位置傳感器、滾輪進(jìn)行視情維修；各種行程開關(guān)和控制單元需要定期恢復(fù)，而驅(qū)動電機(jī)、橡膠密封條和電磁閥則需要保養(yǎng)工作，工作的周期主要依據(jù)原有維修經(jīng)驗得到。

4 結(jié)論

通過上面實例，可以看出RCM分析法能夠充分利用現(xiàn)有故障的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)研究設(shè)備的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)功能框架的劃分，找出薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行故障統(tǒng)計和危害性分析，最后總結(jié)出故障模式統(tǒng)計表，為地鐵車門系統(tǒng)以后的故障分析提供了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和簡潔快速的維修決策。對于優(yōu)化維修策略、提升維修管理水平，提高維修效率，降低維修成本等方面具有明顯的優(yōu)勢[4][5]。可以將RCM分析方法引入到地鐵車輛的維修工作中去，為城市軌道行業(yè)優(yōu)化維修策略提供有益的參考。

參考文獻(xiàn)

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