地鐵車輛全生命周期維修及運用實踐微探

車宇翔

摘要：地鐵車輛是乘客的載體，它的安全、穩(wěn)定、可靠需要一套良好的維修體系支撐，如果能對車輛全生命周期進行維修研究，了解其在服役期內(nèi)的性能和故障規(guī)律，將會最大限度發(fā)揮其全部價值。嚴格意義上來說，地鐵車輛在規(guī)劃設(shè)計階段就已進入車輛全生命周期階段。因為在車輛選型、編組、開發(fā)、設(shè)計、制造、組裝、調(diào)試、試運行、冷滑和熱滑及車輛整改等投入運營前的準備階段內(nèi)，車輛全生命周期內(nèi)維修費用的80%就已確定，車輛各系統(tǒng)及零部件維修標準和周期也已基本確定。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;全生命周期維修;運用

1車輛設(shè)計階段維修性設(shè)計

目前國內(nèi)地鐵在車輛設(shè)計方面能夠考慮可靠性和穩(wěn)定性的較多，但同時考慮可維修性的并不多?？删S修性是更深層次車輛后期維修成本的隱含因素，對生命周期成本的影響更明顯，將帶來更大的附加成本。如果在車輛設(shè)計階段就能充分考慮后期車輛的可維修性，將會大大降低車輛的維修成本。因此，在原有地鐵車輛設(shè)計上，應提倡增加車輛的可維修性設(shè)計，包含以下幾方面：（1）易檢查性。日常巡檢的車輛部位要有易于檢查和工具測量的空間，易損易耗件的更換要有工器具操作的空間。（2）易接近性。容易看到和接觸到故障部位，易于用手或工具進行維修。（3）易拆裝性。車輛上所用零部件要易于拆裝，避免復雜的工藝流程，減少維修難度和所用工時。除需要考慮可維修性外，以下幾方面因素也與后期車輛維修緊密相關(guān)：（1）車輛各零部件的可靠程度。車輛上各零部件的可靠度直接影響車輛檢修工作量，也直接關(guān)系到車輛故障數(shù)量。使用穩(wěn)定、可靠的零部件會大大降低車輛后期的故障率和維修成本。（2）零部件標準化。車輛用零部件標準化程度越高，種類越少，后期維修零部件的種類越少，車輛資源的共享程度越高，相應庫存量和種類也會相應減少，會越有利于降低后期車輛維修成本。（3）外購部件采購難易程度。外購零部件盡量考慮通用性及市場占有率，對非標和專用零部件要盡量減少其配置種類和數(shù)量，要保證零部件不僅能買到，還要對其采購周期進行充分考慮。（4）車輛配置的成套性。車輛用各零部件本身和零部件之間的匹配性要盡量一致，包括單系統(tǒng)和各系統(tǒng)間的配合度，各系統(tǒng)的安全冗余要充分考慮經(jīng)濟性，過大的安全冗余尤其是個別系統(tǒng)的超高安全冗余將造成不必要的浪費。

2地鐵車輛故障特點

從時間維度進行考慮，可以發(fā)現(xiàn)地鐵車輛的故障發(fā)生遵循浴盆曲線規(guī)律，這一規(guī)律表明，地鐵車輛在全生命周期內(nèi)的故障可以分為三個階段：第一是磨合故障期。這一階段的故障主要是發(fā)生在新車剛剛進行投入使用，這時車內(nèi)各系統(tǒng)和連接之間需要進行磨合和配合工作，因此很有可能發(fā)生一些小故障。這一期間的故障發(fā)生具有無規(guī)律性、突發(fā)性等特點，因而地鐵車輛在剛剛投入使用時，需要工作人員合理操作，重視緊固、調(diào)整和控制地鐵車輛負荷;定期對其展開檢查和維護保養(yǎng)工作，并針對檢查結(jié)果進行詳細記錄，一旦出現(xiàn)問題要注意分析原因;第二是偶發(fā)故障期。在地鐵車輛進入這一階段以后，車輛故障的發(fā)生逐漸趨于平緩，但是關(guān)于機械類零部件和電氣類零部件中易于發(fā)生的故障仍然需要多加注意。針對機械類零部件，其中故障的發(fā)生主要是由螺栓松動、空氣粉塵介入、潤滑介質(zhì)失效等原因造成的，因此工作人員需要在地鐵車輛運行期間重視對各零部件的清掃、除塵、緊固、及屏蔽保護工作;針對電氣類零部件，其中的故障發(fā)生主要是由短路、電網(wǎng)不穩(wěn)、絕緣燒毀等外部沖擊和影響引起的，因此工作人員需要在地鐵車輛運行期間重視對操作過程、維修行為以及維修工藝的規(guī)范工作;第三是損耗故障期。在地鐵車輛進入這一階段以后，車輛故障的發(fā)生率開始上升，因此工作人員需要多加注意。

3地鐵車輛維修模式

3.1 維修模式分類

根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，我國地鐵車輛的維修模式主要分為五大類：其一，定期維修。這種維修模式通常也可以稱為預防維修，是指按照固定的周期對車輛的各個零部件進行檢查、修理和更換，是地鐵車輛維修工作中必不可少的一種模式。定期維修適用于故障特征符合時間變化規(guī)律、有固定損壞周期的零部件，如需要按照固定周期分解檢修的基礎(chǔ)制動裝置和轉(zhuǎn)向架等，如按照一定速度老化的特殊懸掛裝置和電源模塊等;其二，狀態(tài)維修。這種維修方式通常也可以稱為視情維修，是一種根據(jù)零部件狀態(tài)檢查、趨勢監(jiān)測信息來確定維修策略的維修模式。狀態(tài)維修適用于方便容易實施監(jiān)測且檢測信息可以進行準確定位的零部件，如車軸檢測、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架檢測、風機維修等;其三，事后維修。這種維修方式通常也可以稱為故障維修，是一種針對車輛零部件發(fā)生故障后進行的修理模式，與其他維修模式相比沒有任何修理計劃。事后維修適用于故障后果較輕、不會造成次生故障和生命安全傷害的情況;其四，機會維修。這種維修方式利用所有可利用機會進行故障處理和檢查維修，提高了車輛的上線率;其五，改進維修。這種維修模型通過換新、改造、補償?shù)确绞竭M行，對于解決故障頻繁和維修費用過高的零部件來講尤其適用。

3.2具體維修方式

地鐵車輛的復雜性造成了其維修模式組合的復雜性，同樣，車輛各子系統(tǒng)分包商的不同也造成了各子系統(tǒng)的維修項目和時間周期有所差異?？梢越Y(jié)合車輛各零部件的性能特點進行維修策略的研究，找出規(guī)律性，指導后期車輛維修。（1）有發(fā)展期的規(guī)律性故障，建議采用定期維修。（2）有發(fā)展期的隨機性故障，通過檢查，可以預測故障時間，建議采用定期維修。（3）無發(fā)展期的隨機性故障，無法預測，只能采取事后維修。（4）潛在性故障，故障發(fā)生前的一些預兆是可以識別的，如裂紋、振動、噪聲、過熱、磨損等，建議采用定期維修。（5）危害車輛安全的故障必須采用定期維修。（6）功能性故障，會導致車輛喪失某種規(guī)定功能，必須采用定期維修。（7）故障率高的典型故障、失效頻繁的零部件和有安全隱患的故障，需提出改善措施和對策。對車輛原設(shè)計或制造缺陷提出合理化改進建議，可以采用技術(shù)改造、重新設(shè)計和改裝的方式進行改進維修。

3.3組合維修方式

在地鐵車輛的全生命周期的維修工作中，重點需要根據(jù)各個零部件的特點和狀態(tài)為其選用恰當?shù)木S修模式和維修層次，并為其合理安排相應的修理計劃和方案。作為地鐵車輛的主要維修方式，定期維修是所有地鐵車輛必須經(jīng)歷的一項工作，是確保地鐵車輛安全、穩(wěn)定運行的重要工作。除了這一項工作之外，車輛的各個零部件還需要進行其他的維修工作。例如，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中的輪對和一系、二系彈簧既需要進行定期探傷檢查，還需要進行狀態(tài)維修;電氣系統(tǒng)和制動系統(tǒng)中的控制單元，既需要進行定期維修，還需要進行事后維修;車體、內(nèi)飾、車門系統(tǒng)需要采用機會維修和改進維修的組合方式;貫通道需要采用定期維修和改進維修的組合方式。

4結(jié)論

綜上所述，地鐵車輛在全生命周期內(nèi)的維修工作是十分必要的，它不僅能夠了解地鐵車輛在服役期內(nèi)的各種性能，還能及時發(fā)現(xiàn)和解決其中出現(xiàn)的故障，這對于降低車輛維修成本發(fā)揮了一定的作用。基于此，地鐵公司應該從車輛規(guī)劃設(shè)計階段開始，針對車輛全生命周期進行細致的檢查和維修工作，以保證地鐵車輛安全、穩(wěn)定運行。

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（作者單位：天津市地下鐵道運營有限公司）