某車輛段輪對(duì)檢修工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

孫妍婷

摘 要：針對(duì)車輛段輪對(duì)檢修工作量大、檢修效率低下、輪對(duì)檢修粗放管理無具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等問題，本文深入分析研究，創(chuàng)新運(yùn)用智能機(jī)械手和HMIS系統(tǒng)優(yōu)化輪對(duì)檢修工藝，合理地解決了車輛段輪對(duì)檢修存在的這些問題。

關(guān)鍵詞：車輛段 輪對(duì)檢修 智能機(jī)械手 HMIS系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（a）-0087-04

Abstract：In view of the large workload of the vehicle segment， the low maintenance efficiency， and the lack of specific data statistics for the extensive management of the wheelset maintenance， this paper deeply analyzes and studies， innovatively uses the intelligent manipulator and HMIS system to optimize the wheel alignment maintenance process， and reasonably solves the problem. These problems exist in the maintenance of the segment of the depot.

Key Words：Rolling stock depot；Wheel repair；Intelligent robots；HMIS system

1 既有設(shè)施的現(xiàn)狀及檢修工藝

1.1 既有設(shè)施現(xiàn)狀

某車輛段轉(zhuǎn)向架及輪對(duì)聯(lián)合庫(kù)由轉(zhuǎn)向架檢修間、輪對(duì)檢測(cè)間、輪對(duì)鏇修間、軸承壓裝間、輪對(duì)涂油檢查間等組成。聯(lián)合庫(kù)軸線尺寸為150m×（54+27）m。車體檢修庫(kù)和轉(zhuǎn)向架檢修間以北布置存輪棚，存輪棚軸線尺寸為24m×18m。

轉(zhuǎn)向架檢修間北端設(shè)轉(zhuǎn)向架走行線，內(nèi)設(shè)三條轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)走行線（由北向南分別為Z1線、Z2線、Z3線），走行線由修車庫(kù)中部引出，其中Z1線為輪對(duì)返廠走行線，Z2線上設(shè)置有轉(zhuǎn)向架輪對(duì)大組裝工位及壓噸試驗(yàn)工位，Z3線上設(shè)置有轉(zhuǎn)向架輪對(duì)大分解工位，從而使轉(zhuǎn)向架進(jìn)出修車庫(kù)形成一進(jìn)一出徑路。既有聯(lián)合車庫(kù)布局如圖1所示。

1.2 主要檢修工藝

車體段修、廠修均采用定位修工藝，車體進(jìn)入修車庫(kù)后在檢修臺(tái)位上進(jìn)行架車作業(yè)，推出轉(zhuǎn)向架后，進(jìn)行車體檢修。

轉(zhuǎn)向架沖洗采用通過式，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架檢修采用環(huán)形作業(yè)線流水作業(yè)，三小件檢修設(shè)在環(huán)形線中間。

輪對(duì)檢測(cè)、軸承壓裝采用流水線作業(yè)。

轉(zhuǎn)向架大部件采用分類檢修，設(shè)在懸臂式檢修線的快速線的另一端，由檢修工裝處理。車輛段轉(zhuǎn)向架及輪軸檢修工藝流程見圖2。

2 既有設(shè)施存在問題

2.1 良好輪對(duì)存放場(chǎng)地不足，制約檢修能力的提升

按照良好備用輪對(duì)的新算法（廠、段修應(yīng)有良好備用輪對(duì)數(shù)量=年廠段修任務(wù)量/234（工作日）×4×1.5；站修應(yīng)有良好備用輪對(duì)數(shù)量=站修臺(tái)位數(shù)×4×0.5×3），該車輛段備用輪對(duì)存放線的存放量應(yīng)為356條，現(xiàn)在該車輛段檢修車間良好輪對(duì)存放線僅能存放100余條輪對(duì)，且RD2輪對(duì)、RE2輪對(duì)混放，不能滿足輪對(duì)存放數(shù)量的需要，經(jīng)常造成轉(zhuǎn)向架檢修完成后等待輪對(duì)，影響檢修效率。

2.2 輪對(duì)鏇修能力不足，影響正常生產(chǎn)

車輛段目前收入的段修輪對(duì)平均鏇修率為64%，按照36輛/日計(jì)算，36輛×4條×64%=92條，即每日須鏇修輪對(duì)92條輪對(duì)?，F(xiàn)有3臺(tái)車輪車床，每臺(tái)車床每日的平均鏇修能力為15條/班，3臺(tái)車床則每班鏇修能力為15條×3臺(tái)=45條，不能滿足生產(chǎn)需要，每天必須加班。同時(shí)待鏇輪對(duì)和良好輪對(duì)需人工轉(zhuǎn)運(yùn)及上下料作業(yè)，人工作業(yè)耗時(shí)較長(zhǎng)，效率低下。

2.3 新輪對(duì)無進(jìn)入輪對(duì)選配區(qū)

現(xiàn)有存放區(qū)輪對(duì)無法直接進(jìn)入輪對(duì)選配區(qū)，必須用叉車運(yùn)輸，并且通道不暢通，給生產(chǎn)造成很大的不便。

2.4 輪對(duì)檢修粗放管理

輪對(duì)檢修粗放管理無具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，也不便工作中對(duì)輪對(duì)檢修狀態(tài)的判斷，造成重復(fù)作業(yè)增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 輪對(duì)庫(kù)的改造方案

3.1 增加良好輪對(duì)存放空間

將既有主庫(kù)向北延13.57m，用于良好輪對(duì)及返廠輪對(duì)的存放。新建輪對(duì)存放庫(kù)長(zhǎng)81.74m，寬12m，面積為1109.21m2。在庫(kù)內(nèi)東側(cè)設(shè)長(zhǎng)50m、寬12m的輪對(duì)平面智能存放庫(kù)，用于存放良好輪對(duì)；在西側(cè)鋪設(shè)3條長(zhǎng)13m的存輪線（雙線）用于返廠輪對(duì)的存放，配備5t電動(dòng)單梁起重機(jī)。如圖3所示。

3.2 優(yōu)化輪對(duì)收入、支出、返廠流程

3.2.1 輪對(duì)收入支出

將既有的兩條輪對(duì)收入線北延，與新建輪對(duì)平面智能存放庫(kù)銜接，一條用于輪對(duì)的入庫(kù)，一條用于輪對(duì)的出庫(kù)。

3.2.2 新造輪對(duì)收入

將1道延長(zhǎng)至新增輪對(duì)庫(kù)，滿足車輛停放需要。在新建輪對(duì)存放庫(kù)內(nèi)設(shè)5t天車1部，滿足輪對(duì)吊運(yùn)需要。在新建輪對(duì)平面智能存放庫(kù)和1道延長(zhǎng)線間設(shè)10m長(zhǎng)的輪對(duì)收入線，用于新返段輪對(duì)的收入，并與輪對(duì)平面智能庫(kù)銜接。

3.2.3 輪對(duì)返廠

將既有主庫(kù)北側(cè)的輪對(duì)存放線西延，并與返廠輪對(duì)存放區(qū)銜接，使用天車將返廠輪對(duì)裝車。

3.3 增加鏇修車床

將既有的存輪棚改造為輪對(duì)鏇修間，增加2臺(tái)車輪車床，滿足輪對(duì)鏇修需要。

3.4 采用智能機(jī)械手上下料和運(yùn)輸

輪對(duì)智能機(jī)械手的升降速度20m/min，小車走行速度40m/min，大車走行速度75m/min。機(jī)械手工作效率比人工行車吊運(yùn)效率高10min/3min=3.3倍以上，輪對(duì)輸送不再需要人工協(xié)助，大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。結(jié)合車輛段輪對(duì)檢修庫(kù)現(xiàn)狀，在鏇修間增設(shè)機(jī)械手，用于待鏇修輪對(duì)和良好輪對(duì)的收入及支出，減少鏇修車床上料時(shí)間；在主庫(kù)配備機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)智能化選配。

3.5 完善輪對(duì)信息化管理系統(tǒng)（HMIS系統(tǒng)）

在輪對(duì)檢修間、輪對(duì)平面智能存放庫(kù)、輪對(duì)鏇修間各設(shè)1臺(tái)工業(yè)級(jí)服務(wù)器。輪對(duì)檢修間服務(wù)器為主服務(wù)器，主服務(wù)器與另兩臺(tái)服務(wù)器有線連接，主服務(wù)器產(chǎn)生的輪對(duì)數(shù)據(jù)與另兩臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)共享，形成完整的數(shù)據(jù)鏈。

輪對(duì)檢修間采集的數(shù)據(jù)與輪對(duì)平面智能存放庫(kù)輪對(duì)機(jī)械手服務(wù)器數(shù)據(jù)共享，在輪對(duì)人工選配區(qū)設(shè)輪對(duì)平面存放機(jī)械手操作臺(tái)，人工錄入待選配輪對(duì)信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選配。

輪對(duì)檢修間采集的數(shù)據(jù)與輪對(duì)鏇修間輪對(duì)機(jī)械手服務(wù)器數(shù)據(jù)共享，在每臺(tái)輪對(duì)車床操作臺(tái)設(shè)輪對(duì)數(shù)據(jù)終端，終端與機(jī)械手操作面板共用，便于人工錄入輪對(duì)信息和機(jī)械手操作。同時(shí)增加輪對(duì)數(shù)據(jù)錄入終端，輪對(duì)檢修間服務(wù)器與輪對(duì)每個(gè)工序設(shè)定的數(shù)據(jù)錄入終端有線連接形成完整系統(tǒng)。

4 改造后輪對(duì)庫(kù)的能力利用情況

4.1 滿足良好輪對(duì)存放能力要求

新建輪對(duì)平面智能存放庫(kù)可存放良好輪對(duì)225條，并能實(shí)現(xiàn)智能化選配。待鏇修場(chǎng)地存放輪對(duì)150條。返廠輪對(duì)存放庫(kù)可存放返廠輪對(duì)90條。良好輪對(duì)存放能力為225條+150條=375條，超過356條的理論計(jì)算要求，滿足檢修需求。

4.2 提高輪對(duì)鏇修能力36%，滿足輪對(duì)鏇修能力

現(xiàn)有鏇修間行車為手工操作，行車的大車走行速度30m/min，小車走行速度20m/min，升降速度3.5m/min，給一臺(tái)車床上下料的時(shí)間約10min。

改造后輪對(duì)鏇修間采用機(jī)械手，機(jī)械手的升降速度20m/min，小車走行速度40m/min，大車走行速度75m/min。機(jī)械手給每臺(tái)車床上下料時(shí)間縮短至3min。

按照每天工作時(shí)間6.5h，每臺(tái)車床15條鏇修能力，每條輪對(duì)上下料時(shí)間10min計(jì)算，則每條輪對(duì)鏇修時(shí)間為（6.5h×60min-150min）/15條=16min，每條鏇修輪對(duì)平均占用時(shí)間為6.5h×60min/15條=26min。

采用輪對(duì)機(jī)械手后，車床加工鏇修時(shí)間不變，上下料時(shí)間為3min，則每條輪對(duì)鏇修占用時(shí)間為16min+3min=19min，則每臺(tái)車床每天鏇修能力為6.5h×60min/19min=20.5條輪對(duì)。采用輪對(duì)機(jī)械手后效率提高：（20.5條-15條）/15條=36%。5臺(tái)車床每班鏇修能力為5臺(tái)×20.5條=102條，即不需加班就能完成生產(chǎn)任務(wù)，滿足日檢修36輛車的輪對(duì)旋修需求。

5 結(jié)語

采用智能機(jī)械手上下料和運(yùn)輸可以大大提高效率，機(jī)械手工作效率比人工行車吊運(yùn)效率高3.3倍以上，輪對(duì)輸送不再需要人工協(xié)助，大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)快速智能化管理并可提高輪對(duì)鏇修效率36%。

運(yùn)用先進(jìn)的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)輪對(duì)檢修各工序的過程管理，在不增加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員工作量的前提下，充分實(shí)現(xiàn)信息共享，減少數(shù)據(jù)錄入，提高輪對(duì)檢修質(zhì)量，使現(xiàn)場(chǎng)管理科學(xué)化。

機(jī)械手結(jié)合HMIS系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別輪對(duì)條碼，從而可以達(dá)到智能存放、選配輪對(duì)的目的，使輪對(duì)存放更加規(guī)律，選配更準(zhǔn)確便捷，運(yùn)輸更加方便高效。

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