地鐵車輛的可靠性分配和可靠性預(yù)計(jì)

顧天全

南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司 江蘇南京 210000

本文主要針對地鐵車輛的可靠性分配和可靠性預(yù)計(jì)進(jìn)行分析，思考了地鐵車輛的可靠性分配和可靠性預(yù)計(jì)的相關(guān)的內(nèi)容，以及如何更好的對可靠性分配和預(yù)計(jì)進(jìn)行掌握，提出了相關(guān)的建議，可供參考。

1 可靠性指標(biāo)分析

相對于牽引供電系統(tǒng)而言，可靠性指標(biāo)在一定程度上是供電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中的正常供電質(zhì)量，主要分為供應(yīng)電力時(shí)間、理論上供電時(shí)間、故障停電時(shí)間、預(yù)安排停電時(shí)間。供電過程中的質(zhì)量指標(biāo)衡量主要分為五點(diǎn)，一是電力有效供應(yīng)的時(shí)間以及統(tǒng)計(jì)供電時(shí)間的比，如果它們的比值在正常范圍內(nèi)的話，就表示具有較高的可靠性；二是每年全部列車出現(xiàn)延誤的總時(shí)間數(shù)值衡量；三是列車出現(xiàn)延誤的總數(shù)據(jù)；四是每輛列車出現(xiàn)延誤的平均時(shí)間；五是對于平均延誤列車數(shù)而言，主要指的就是一年中平均出現(xiàn)故障停電導(dǎo)致列車出現(xiàn)延誤的數(shù)量。如果上述這五點(diǎn)都屬于正常指標(biāo)范圍內(nèi)，充分表示地鐵牽引供電系統(tǒng)不僅具有較高的供電質(zhì)量，同時(shí)也存在較好的可靠性。

2 地鐵車輛的可靠性分配和可靠性預(yù)計(jì)關(guān)系

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，當(dāng)產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能時(shí)，則判斷為發(fā)生故障或失效。規(guī)定的條件主要是指維護(hù)條件、使用條件、環(huán)境條件等，規(guī)定的時(shí)間是可靠性定義的核心，規(guī)定時(shí)間的長短隨著產(chǎn)品對象不同和使用目的不同而發(fā)生變化。可靠性能綜合反映出一個(gè)產(chǎn)品的耐久性、無故障性、維修性、有效性和使用經(jīng)濟(jì)性等方面的特點(diǎn)。

可靠性的分析法很多，包括故障樹分析法。故障樹分析法是目前分析地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)可靠性和安全性的一種常用方法，故障樹分析法是對引起車輛關(guān)鍵系統(tǒng)發(fā)生故障的各種原因進(jìn)行研究分析，將這些直接或間接原因建立起邏輯關(guān)系，并用邏輯框圖表示出來。故障樹是將系統(tǒng)內(nèi)故障的相互關(guān)系以圖形化的方式表示出來，既能對引起地鐵車輛各系統(tǒng)的故障的直接原因進(jìn)行分析也能深入發(fā)現(xiàn)引起故障的潛在因素，具有直接、簡單明了、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)。

分析地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)的可靠性，首先應(yīng)對影響地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)可靠性的因素進(jìn)行分析，估計(jì)其對地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)的影響程度，只有確定影響的程度，才能采取合適的措施來對這些影響因素進(jìn)行排除，使地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)保持良好工作性能。影響地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)可靠性的主要因素有環(huán)境因素和人為因素兩大類，環(huán)境因素主要有系統(tǒng)環(huán)境、運(yùn)行環(huán)境和維修環(huán)境。系統(tǒng)環(huán)境因素主要是因系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷和軟件發(fā)生錯(cuò)誤造成的系統(tǒng)內(nèi)部失效現(xiàn)象，運(yùn)行環(huán)境影響主要是地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)在運(yùn)行過程中受到外部環(huán)境、管理程序的影響出現(xiàn)故障，維修環(huán)境影響是指在維修環(huán)節(jié)中強(qiáng)加給車輛關(guān)鍵系統(tǒng)的失效故障。人為因素設(shè)計(jì)的人群較廣，地鐵車輛關(guān)鍵系統(tǒng)中的車輛系統(tǒng)會(huì)接觸各種人群，包括乘客、司機(jī)、秩序指揮員、維修人員等，這些人群以不同的形式作用于地鐵車輛系統(tǒng)，這些人群的行為對地鐵車輛系統(tǒng)的可靠性的影響很大。

3 基本可靠性分配

地鐵車輛作為一個(gè)包含機(jī)械、電子、動(dòng)力裝置的復(fù)雜系統(tǒng)，在工程實(shí)施中需要綜合應(yīng)用上述各種方法，并兼顧產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案、工藝水平、元器件和原材料水平、貨架產(chǎn)品的現(xiàn)狀、供應(yīng)商能力等，經(jīng)反復(fù)試算、迭代，才能完成可靠性分配。

3.1 采用綜合法對基本可靠性進(jìn)行試分配

以比例分配法作為基礎(chǔ)，充分收集和利用國內(nèi)外地鐵車輛的故障數(shù)據(jù)尤其是本企業(yè)的數(shù)據(jù)，考慮國內(nèi)外水平的差距，新設(shè)計(jì)的地鐵車輛與類似地鐵車輛在工作環(huán)境、工藝水平、元器件水平等方面的差異，輔以其它方法進(jìn)行調(diào)整。

3.2 分層次的可靠性分配

先將可靠性指標(biāo)分配至各系統(tǒng)，由各系統(tǒng)往下分配至子系統(tǒng)(或設(shè)備)，再由各子系統(tǒng)(設(shè)備)分配至部件。對于外部來說，分配至供應(yīng)商的供貨項(xiàng)目。

3.3 預(yù)留分配余量的確定

必須在可靠性分配時(shí)預(yù)留分配余量，因?yàn)榭赡苡形纯紤]到的因素，可能有些機(jī)械零部件未分配指標(biāo)或有些部件將來達(dá)不到指標(biāo)要求，或研發(fā)過程中可能增加部件等。分配余量應(yīng)適度，不能層層加碼，一般取整車可靠性指標(biāo)的5%-10%。

4 可靠性預(yù)計(jì)

我們要求地鐵車輛的各系統(tǒng)、部件和所有車載設(shè)備根據(jù)具體產(chǎn)品的特點(diǎn)單個(gè)地或綜合地采用第，節(jié)中的方法進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)，在此基礎(chǔ)上預(yù)估整車的故障率。由于可靠性預(yù)計(jì)不可能把所有影響故障率的因素都考慮周全，因此我們要求在設(shè)備層次上可靠性預(yù)計(jì)值應(yīng)大于分配值的1.2倍。

在地鐵車輛的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)進(jìn)行各種設(shè)計(jì)方案之間的比較，找到滿足系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的設(shè)計(jì)方案，并為選擇系統(tǒng)的部件、元器件、零件和材料提供依據(jù)，為是否需要采取必要的糾正措施提供決策幫助。各子系統(tǒng)、設(shè)備的可靠性預(yù)計(jì)值不滿足分配值要求的，應(yīng)當(dāng)與各研發(fā)部門和各供應(yīng)商共同分析，針對預(yù)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)采取設(shè)計(jì)或工藝的改進(jìn)措施，提高產(chǎn)品的可靠性。

地鐵車輛作為復(fù)雜產(chǎn)品，其壽命可認(rèn)為近似服從指數(shù)分布，且根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，采用指數(shù)分布模型進(jìn)行可靠性分配是偏于保守的。

5 結(jié)束語

地鐵車輛的可靠性分配和可靠性預(yù)計(jì)是不可忽略的問題，為此，我們一定要探討地鐵車輛的可靠性分配和可靠性預(yù)計(jì)的相關(guān)問題，才能夠確保地鐵車輛的可靠性分配和可靠性預(yù)計(jì)符合要求。