動(dòng)車組軸箱轉(zhuǎn)臂檢修管控信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

盛超 陳小真 晏紅衛(wèi)

摘 要：動(dòng)車組軸箱轉(zhuǎn)臂是影響行車安全的重要走行部件。文章通過(guò)對(duì)某型動(dòng)車組軸箱轉(zhuǎn)臂的檢修管控過(guò)程進(jìn)行分析和研究，設(shè)計(jì)基于信息化的管控系統(tǒng)，較好地解決軸箱轉(zhuǎn)臂檢修管控項(xiàng)點(diǎn)多、主觀判斷項(xiàng)點(diǎn)比例大、管控過(guò)程主觀判斷標(biāo)準(zhǔn)不一致等問(wèn)題，使軸箱轉(zhuǎn)臂檢修過(guò)程得到有效管控。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;軸箱轉(zhuǎn)臂;檢修;管控;信息化系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U279.2

動(dòng)車組檢修有明確的檢修規(guī)程和規(guī)范，軸箱轉(zhuǎn)臂作為動(dòng)車組走行部重要懸掛部件，其檢修過(guò)程的管控尤為重要。本文以某型動(dòng)車組軸箱轉(zhuǎn)臂為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)基于信息化的管控系統(tǒng)，使軸箱轉(zhuǎn)臂檢修過(guò)程得到有效管控。

1 軸箱轉(zhuǎn)臂檢修分析

1.1 軸箱轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)

某型動(dòng)車組軸箱轉(zhuǎn)臂采用轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)臂體、轉(zhuǎn)臂箍、軸箱節(jié)點(diǎn)等部件組成[1]，具體如圖1所示。

1.2 檢修要求

國(guó)內(nèi)動(dòng)車組檢修采用計(jì)劃預(yù)防性維護(hù)為主、事后維修為輔的維保體系，維保周期以走行公里周期為主、時(shí)間周期為輔。動(dòng)車組計(jì)劃預(yù)防修分為五級(jí)修程。一、二級(jí)檢修為運(yùn)用修，主要負(fù)責(zé)動(dòng)車組列車的檢查測(cè)試和保養(yǎng)維護(hù)工作，以保證動(dòng)車組日常的安全運(yùn)營(yíng)和高效運(yùn)輸。三、四、五級(jí)修為高級(jí)修，其中三級(jí)檢修主要對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行分解檢修[2]。動(dòng)車組軸箱轉(zhuǎn)臂三級(jí)修是整車走行120±10萬(wàn)km或運(yùn)營(yíng)3年（以先到為準(zhǔn)）時(shí)開展的計(jì)劃性預(yù)防修[3]。

根據(jù)動(dòng)車組檢修規(guī)程，對(duì)軸箱轉(zhuǎn)臂檢修的主要技術(shù)要求及管控參數(shù)如表1所示。

1.3 檢修工藝流程

根據(jù)軸箱轉(zhuǎn)臂的技術(shù)要求，制定相應(yīng)的檢修工藝流程如下：部件分解及清潔→軸箱轉(zhuǎn)臂體內(nèi)孔清理及檢查→軸箱節(jié)點(diǎn)退卸及內(nèi)孔檢查→組裝軸箱節(jié)點(diǎn)→軸箱轉(zhuǎn)臂金屬部位防銹及補(bǔ)漆→交付成品[4]。

2 存在問(wèn)題

通過(guò)對(duì)檢修管控要求分析可知，軸箱轉(zhuǎn)臂的檢修管控存在如下問(wèn)題[5]。

（1）外觀、尺寸、型號(hào)的常規(guī)管控措施主要為目視化檢測(cè)，部分輔助量具檢測(cè)，管控措施主觀項(xiàng)點(diǎn)判斷比例大且檢測(cè)比例均為100%，存在人為判斷失誤或疲勞作業(yè)的可能性，導(dǎo)致質(zhì)量管控失效[6]。

（2）主觀管控項(xiàng)點(diǎn)受人為主觀因素影響，判斷標(biāo)準(zhǔn)存在波動(dòng)差異的可能性。

（3）根據(jù)修程，軸箱轉(zhuǎn)臂為分解修，所有管控項(xiàng)點(diǎn)均要求100%記錄，管控項(xiàng)點(diǎn)記錄量大，且涉及到大量數(shù)據(jù)，信息錄入錯(cuò)誤概率高，追溯困難[7]。

3 管控信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為解決動(dòng)車組軸箱轉(zhuǎn)臂檢修管控過(guò)程中存在的問(wèn)題，并提升檢修管控水平，從信息化角度入手，研究設(shè)計(jì)了管控信息化系統(tǒng)，使軸箱轉(zhuǎn)臂檢修過(guò)程得到有效管控[8]。

3.1 功能設(shè)計(jì)

3.1.1 原始信息采集功能

將待檢修軸箱轉(zhuǎn)臂的序列號(hào)、狀態(tài)等檢修信息采用隨行電子設(shè)備錄入，并上傳至服務(wù)器，生成唯一的二維碼與待檢修的軸箱轉(zhuǎn)臂綁定，確保后續(xù)通過(guò)掃描二維碼即可識(shí)別對(duì)應(yīng)的軸箱轉(zhuǎn)臂。

3.1.2 過(guò)程信息采集功能

由于檢修工序分布的區(qū)域范圍相對(duì)較大，在掃描對(duì)應(yīng)的軸箱轉(zhuǎn)臂二維碼后，需配置手持?jǐn)?shù)字終端（PDA）或現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)，在檢修現(xiàn)場(chǎng)適時(shí)錄入其他尺寸、操作等信息，并將錄入的參數(shù)適時(shí)傳輸至服務(wù)器，便于其他工序調(diào)用及信息的追溯[9]。

對(duì)于檢修過(guò)程中外觀檢查及判斷的管控項(xiàng)點(diǎn)，對(duì)其涉及的管控部位拍照或?qū)χ攸c(diǎn)工序錄像，通過(guò)識(shí)別綁定的二維碼，將照片或影像上傳至服務(wù)器[10]。

3.1.3 設(shè)備參數(shù)采集功能

將軸箱轉(zhuǎn)臂內(nèi)孔與軸箱節(jié)點(diǎn)外徑配合過(guò)盈量的管控要求轉(zhuǎn)變?yōu)榱炕O(jiān)控，即將過(guò)盈量參數(shù)轉(zhuǎn)化為壓裝力參數(shù)，如圖2所示。在壓裝設(shè)備上加裝壓力傳感器，將壓力值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器。當(dāng)壓力值不能滿足監(jiān)控量化值時(shí)，則在設(shè)備上啟動(dòng)聲光報(bào)警，提示該件軸箱轉(zhuǎn)臂壓裝時(shí)過(guò)盈量不能滿足要求，及時(shí)終止不合格的壓裝過(guò)程。

通過(guò)計(jì)算，在壓裝軸箱節(jié)點(diǎn)時(shí)，過(guò)盈量不小于0.052 mm，對(duì)應(yīng)的壓裝力為50～200 kN。如壓裝力小于50 kN，則判斷過(guò)盈量偏小，原因可能為軸箱節(jié)點(diǎn)外徑偏小或軸箱轉(zhuǎn)臂內(nèi)孔損耗偏大;如壓裝力大于200kN，則判斷過(guò)盈量偏大，原因可能為軸箱節(jié)點(diǎn)外徑偏大或軸箱轉(zhuǎn)臂孔存在不光滑的金屬鎦痕等。壓裝不合格，均不能繼續(xù)下道工序[11]。

3.1.4 資源配置及計(jì)劃功能

為軸箱轉(zhuǎn)臂的檢修創(chuàng)建具體的工序訂單，設(shè)定單件軸箱轉(zhuǎn)臂檢修的起始、完成時(shí)間及車號(hào)等信息。在具體檢修過(guò)程中，所更換的配件及其數(shù)量直接在系統(tǒng)中體現(xiàn)，并最終通過(guò)服務(wù)器反饋至企業(yè)資源系統(tǒng)（ERP）中，當(dāng)配件超出安全庫(kù)存時(shí)，提醒及時(shí)下達(dá)配件訂單，并補(bǔ)充發(fā)運(yùn)至檢修現(xiàn)場(chǎng)，確保配件的及時(shí)供應(yīng)[12]。

3.1.5 檢查及追溯功能

在完成全部檢修工序后，生成軸箱轉(zhuǎn)臂完整的檢修管控履歷表，包含原始信息、過(guò)程圖像、過(guò)程參數(shù)、尺寸記錄等必要的全部信息，便于管控檢查及后期相關(guān)信息的追溯。

3.1.6 管控配置功能

根據(jù)軸箱轉(zhuǎn)臂檢修的管控項(xiàng)點(diǎn)及其工藝要求，配置管控信息的采集工序及數(shù)值范圍、設(shè)備信息、人員信息等，并固化為相應(yīng)的軸箱轉(zhuǎn)臂管控表格，將檢修過(guò)程中采集的信息從服務(wù)器后臺(tái)自動(dòng)抓取至管控表格中，并根據(jù)管控需求，生成類似質(zhì)量分析報(bào)表、配件需求報(bào)表等 [13]。

3.2 系統(tǒng)構(gòu)建

管控信息化系統(tǒng)包括資源配置及計(jì)劃模塊、通信及采集模塊、檢查及追溯模塊、管控配置模塊，并通過(guò)開發(fā)軟件系統(tǒng)在電腦端及手機(jī)端實(shí)現(xiàn)上文所述功能，系統(tǒng)具體構(gòu)建如圖3所示[14]。

在檢修管控現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域，配置有服務(wù)器、工控機(jī)及終端采集等硬件裝置。其中服務(wù)器與資源配置及計(jì)劃模塊、通信及采集模塊、檢查及追溯模塊、管控配置模塊保持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。通信及采集模塊與現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)及PDA采集裝置連通，檢查及追溯模塊、管控配置模塊可選擇配置打印機(jī)、顯示屏及在手機(jī)端通過(guò)手機(jī)應(yīng)用程序（APP）顯示[15]。