淺析牽引電機(jī)自動(dòng)清掃設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

劉學(xué)剛 梁志高 傅曉倩

摘? 要： 牽引電機(jī)自動(dòng)清掃設(shè)備是由朔黃鐵路與科研單位聯(lián)合研制，旨在解決牽引電機(jī)傳統(tǒng)作業(yè)模式“臟、亂、吵”的問題，改善員工作業(yè)環(huán)境，提高作業(yè)效率。設(shè)備基于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、高效除塵技術(shù)、高精度RGV定位技術(shù)等，將牽引電機(jī)的清潔工作科學(xué)分解，作業(yè)過程不再需要人員直接介入，電機(jī)表面、定子內(nèi)部、電樞內(nèi)部的清潔工作均有工業(yè)機(jī)器人和專用自動(dòng)化設(shè)備完成。自正式投入使用至今，設(shè)備使用情況良好，本文將對(duì)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)意見和改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：牽引電機(jī);全自動(dòng)清掃;智能化;改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：U269.325? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

傳統(tǒng)作業(yè)過程中，牽引電機(jī)清潔均有人員通過手持高壓氣槍吹掃的方式進(jìn)行，從其表面積及內(nèi)部吹出大量積碳、粉塵及高壓氣流產(chǎn)生的巨大噪音，造成作業(yè)環(huán)境惡劣，作業(yè)效率不可控，對(duì)作業(yè)人員身心健康亦造成極大傷害[1]。

牽引電機(jī)自動(dòng)清掃設(shè)備的使用，實(shí)現(xiàn)了“自動(dòng)換人”的目標(biāo)，不僅使人員遠(yuǎn)離“臟、亂、吵”的環(huán)境，也確保了作業(yè)的一致性，較大改善了作業(yè)環(huán)境、提高了作業(yè)效率，如圖1所示。

1 設(shè)備簡(jiǎn)述

1.1 設(shè)備組成

牽引電機(jī)自動(dòng)清掃設(shè)備由牽引承載裝置、機(jī)器人裝置、多維吹掃裝置、引風(fēng)除塵裝置、凈化室等部分組成，如圖2所示。

1.1.1 牽引承載裝置

牽引承載裝置，承載能力12噸，一次可運(yùn)輸兩臺(tái)電機(jī)或兩臺(tái)定子或四臺(tái)電樞，采用全自動(dòng)運(yùn)行并可實(shí)現(xiàn)高精度的室內(nèi)毫米級(jí)定位。

1.1.2 機(jī)器人裝置

機(jī)器人裝置采用高精度、高可靠性設(shè)計(jì)，主要用于牽引電機(jī)外表面的刷掃、定子內(nèi)部吹掃及其他必要的吹、刷掃作業(yè)。

1.1.3 多維吹掃裝置

多維吹掃裝置用于對(duì)牽引電機(jī)的電樞進(jìn)行吹掃作業(yè)，配備高技術(shù)專用噴氣裝置，大吹力、低噪音、大縱深、多點(diǎn)位、精確定向吹掃，實(shí)現(xiàn)電樞孔洞內(nèi)及易積塵部分的重點(diǎn)、深度清潔[2]。

1.1.4 引風(fēng)除塵裝置

引風(fēng)除塵裝置采用全球領(lǐng)先水平的DFE沉流式除塵器，是體積更小、使用更少濾筒的除塵器，氣流管理系統(tǒng)將進(jìn)入的空氣導(dǎo)向智能釋放區(qū)，從而減小濾筒負(fù)荷，三角形的濾筒采用MaxPulse清潔系統(tǒng)，提供給濾材的脈沖清灰能量提高了27%，極大的提高了濾筒的過濾效率與壽命[3]。

1.1.5 凈化室

多功能凈化室將裝備的功能與美學(xué)深度融合，極具現(xiàn)代工業(yè)特點(diǎn)，具有良好的隔音、隔塵功能，多功能的視窗除可觀察內(nèi)作業(yè)實(shí)況外亦可進(jìn)行多媒體綜合展示與現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)演示，具有極高的觀賞與應(yīng)用價(jià)值。

1.2 設(shè)備功能

設(shè)備可對(duì)多種型號(hào)牽引電機(jī)進(jìn)行清掃作業(yè)，一鍵啟動(dòng)，無人化智能運(yùn)行，可對(duì)電機(jī)表面進(jìn)行刷掃/吹掃，對(duì)定子內(nèi)部、電樞內(nèi)部進(jìn)行吹掃。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀分析

經(jīng)過一年多的正式運(yùn)行，設(shè)備的使用情況良好，但也出現(xiàn)了設(shè)備 “水土不服”的現(xiàn)象，本節(jié)將對(duì)牽引電機(jī)自動(dòng)清掃設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

2.1 自動(dòng)化設(shè)備帶來的改變

自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn)，帶來的改變是改善、優(yōu)化，技術(shù)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新就應(yīng)該在改善和優(yōu)化的過程中不斷強(qiáng)化和推進(jìn)。

2.1.1 自動(dòng)換人

牽引電機(jī)作業(yè)于封閉式除塵凈化室內(nèi)，由機(jī)器人或?qū)Ｓ醚b置完成，人員于室外進(jìn)行選擇型號(hào)、摁下按鈕等簡(jiǎn)單操作即可，設(shè)備將自動(dòng)運(yùn)行，人員無需進(jìn)入室內(nèi)，可遠(yuǎn)離“臟、亂、吵”的作業(yè)環(huán)境。

2.1.2 消音降噪

封閉式除塵凈化室采用了消音降噪設(shè)計(jì)，可有效降低室內(nèi)噪音25-35dB，相比原先作業(yè)人員所處的105dB的噪音環(huán)境，約70dB的環(huán)境不僅僅是消除了噪音的危害，更讓工作環(huán)境達(dá)到了舒適的程度，如表1所示。

2.1.3 作業(yè)一致

機(jī)器人或?qū)Ｓ醚b置的作業(yè)流程，均由調(diào)試人員根據(jù)牽引電機(jī)的外觀尺寸及污物分布等特點(diǎn)，采用人工示教、確認(rèn)的方式完成自動(dòng)化控制程序的編制，機(jī)器人或?qū)Ｓ醚b置運(yùn)行路徑及刷掃/吹掃效果一致，均可確保作業(yè)的一致性。

2.2 自動(dòng)化設(shè)備在使用過程中的“水土不服”

牽引電機(jī)自動(dòng)清掃設(shè)備的引入，除了帶來諸多改善和優(yōu)化外，在使用過程中也發(fā)生了一些“水土不服”現(xiàn)象。傳統(tǒng)工藝流程中，牽引電機(jī)清潔的流程圖如下圖3所示。

如圖3所示，牽引電機(jī)清潔作業(yè)涉及多班組，電機(jī)下車、吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、拆解、清潔均由人工完成。

傳統(tǒng)工藝流程中，班組之間、本班組人員之間的配合已形成體制，正常情況下，解決好人與人間的配合即可。

牽引電機(jī)自動(dòng)清掃設(shè)備的引入，以“自動(dòng)換人”的理念，解決的是電機(jī)清潔這一環(huán)節(jié)，問題就在于自動(dòng)化設(shè)備能否與既有工藝配合機(jī)制融合、以不影響整體工藝流程。

從牽引電機(jī)清潔全流程角度，根據(jù)對(duì)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，總結(jié)以下幾個(gè)問題：

2.2.1 電機(jī)何時(shí)下車存在較大的不固定性或臨時(shí)性

該環(huán)節(jié)由聯(lián)合班組完成，作為牽引電機(jī)清潔工藝流程的起點(diǎn)，電機(jī)下車環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)直接決定后續(xù)環(huán)節(jié)工作的安排，但現(xiàn)場(chǎng)對(duì)這方面的管理及盯控重視程度不足，存在較大的不固定性或臨時(shí)性。

2.2.2 電機(jī)下車后能否順利完成轉(zhuǎn)運(yùn)，人為因素影響較大

該環(huán)節(jié)由聯(lián)合班組完成，電機(jī)下車后，將由人工完成吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)的環(huán)節(jié)， 轉(zhuǎn)運(yùn)車輛電池電量是否足夠、是否被征用，聯(lián)合班組人員是否能夠及時(shí)將電機(jī)吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)完成等，直接影響到該環(huán)節(jié)的實(shí)施進(jìn)度。

2.2.3 電機(jī)的拆解及后續(xù)工作的安排，即自動(dòng)化設(shè)備何時(shí)使用，受人為因素影響較大

該環(huán)節(jié)由本班組完成，電機(jī)能否按計(jì)劃完成拆解、何時(shí)完成拆解等，直接影響到自動(dòng)化設(shè)備何時(shí)開始使用。

2.2.4 電機(jī)自動(dòng)清潔時(shí)，車輛被征用、通道被占用，電機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)停止

設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)由轉(zhuǎn)運(yùn)車輛自動(dòng)移動(dòng)至清潔工位、同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)通道也被占用，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)將停止。同時(shí)，既有負(fù)責(zé)清潔的人員將“無事”可做。

2.2.5 設(shè)備故障時(shí)，直接影響到電機(jī)清潔環(huán)節(jié)或電機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)

自動(dòng)化設(shè)備故障時(shí)，電機(jī)清潔環(huán)節(jié)或電機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)均有可能受到不同程度的影響。

3 改進(jìn)措施

經(jīng)過對(duì)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀的跟蹤、分析、總結(jié)，“水土不服”現(xiàn)象主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

（1）作業(yè)人員對(duì)自動(dòng)化設(shè)備功能的“過高期待”，但凡遇到點(diǎn)問題，不管問題大與小，就開始極力否認(rèn)，甚至反對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的使用。（2）自動(dòng)化設(shè)備與工藝流程、人員管理流程、物料管理流程間的配合節(jié)拍失調(diào)。

基于上述兩個(gè)問題，提出相對(duì)應(yīng)的兩條改進(jìn)措施：

3.1 作業(yè)心態(tài)調(diào)整

積極主動(dòng)地接受生產(chǎn)力進(jìn)步、機(jī)器代替人工作是必然的，是時(shí)代趨勢(shì)，是社會(huì)生產(chǎn)力進(jìn)步的體現(xiàn)。接收新的事物，自身不斷的調(diào)整、學(xué)習(xí)，有利于個(gè)人的成長(zhǎng)、集體的成長(zhǎng)。現(xiàn)有作業(yè)人員，在新的自動(dòng)化設(shè)備投入使用初期，因?yàn)閷?duì)新設(shè)備比較陌生或者不能夠完全掌握新設(shè)備的操作要領(lǐng)，或者新的設(shè)備所應(yīng)用的知識(shí)領(lǐng)域超出了現(xiàn)有作業(yè)者需要現(xiàn)有人員深入的了解、學(xué)習(xí)時(shí)，都會(huì)讓現(xiàn)有作業(yè)人員產(chǎn)生畏難情緒，從而影響到設(shè)備效能的充分發(fā)揮。首要的改進(jìn)就是，調(diào)整作業(yè)心態(tài)，積極地、樂觀地接收新事物、不斷的調(diào)整自己、修正自己，正確理解自動(dòng)化設(shè)備引進(jìn)的目的和意義，充分領(lǐng)會(huì)公司“以人為本”、“持續(xù)創(chuàng)新”的深意。

3.2 工藝流程優(yōu)化

自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn)，與傳統(tǒng)工藝流程、人員管理流程、物料管理流程等均會(huì)產(chǎn)生或多或少的沖突，也就產(chǎn)生了設(shè)備在使用過程中諸多“水土不服”現(xiàn)象[4]。

根據(jù)對(duì)應(yīng)用現(xiàn)狀的跟蹤、分析、總結(jié)，現(xiàn)提出如下工藝流程優(yōu)化改進(jìn)措施。

3.2.1 工藝流程優(yōu)化步驟

（1）對(duì)既有工藝流程重新梳理，修改、增補(bǔ)工藝流程內(nèi)容。（2）結(jié)合工藝如何順序化、人員如何分配、物料如何流轉(zhuǎn)三個(gè)方面，對(duì)全流程進(jìn)行梳理。

3.2.2 優(yōu)化后的工藝流程

結(jié)合工藝要求，自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn)，能否充分發(fā)揮其作用，能否穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)功能要求，直接決定工藝流程能否順利完成。故自動(dòng)化設(shè)備引進(jìn)僅是第一步，充分理解設(shè)備，通過使用發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題、進(jìn)行優(yōu)化。

（1）優(yōu)化溝通機(jī)制。針對(duì)牽引電機(jī)清潔工藝流程，與兄弟班組內(nèi)遴選合適人員，組成“臨時(shí)專項(xiàng)作業(yè)小組”。明確各環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)工藝流程各環(huán)節(jié)的交接工作，并登記在冊(cè)。

（2）電機(jī)拆解時(shí)間節(jié)點(diǎn)優(yōu)化。作為牽引電機(jī)清潔工藝流程的起點(diǎn)，電機(jī)下車環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)需按計(jì)劃固定或按需求固定。按計(jì)劃固定，即按每階段的任務(wù)計(jì)劃確定流程起點(diǎn)時(shí)間;按需求固定，即收到臨時(shí)機(jī)車維修任務(wù)時(shí)，及時(shí)以書面方式通知流程環(huán)節(jié)各負(fù)責(zé)人，由各負(fù)責(zé)人組織后續(xù)工作。

（3）設(shè)置電機(jī)臨時(shí)存放區(qū)。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，為了不影響聯(lián)合班組作業(yè)，設(shè)置電機(jī)臨時(shí)存放區(qū)，供電機(jī)臨時(shí)存放;設(shè)備待機(jī)時(shí)，可進(jìn)行電機(jī)吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)。

（4）設(shè)備日檢、月檢。設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)工作也應(yīng)堅(jiān)持保質(zhì)保量的進(jìn)行。充分重視設(shè)備日檢、月檢工作，總結(jié)、分析設(shè)備使用過程中發(fā)生的各種問題，并與電機(jī)清潔環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人做好充分溝通，確保設(shè)備的正常使用。

4 改進(jìn)效果分析

4.1 作業(yè)心態(tài)的調(diào)整，是個(gè)人和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)

主動(dòng)地、積極地理解生產(chǎn)力進(jìn)步、機(jī)器代替人工作是必然的，是時(shí)代趨勢(shì)，是社會(huì)生產(chǎn)力進(jìn)步的體現(xiàn)。以積極的心態(tài)，接收新的事物，自身不斷的調(diào)整、學(xué)習(xí)，有利于個(gè)人的成長(zhǎng)、集體的成長(zhǎng)。積極接受、理解新的生產(chǎn)設(shè)備，積極的調(diào)整現(xiàn)有作業(yè)工藝，有助于設(shè)備最大生產(chǎn)效能的發(fā)揮。充分理解了設(shè)備、理解了工藝，才能夠?yàn)樵O(shè)備的再一次升級(jí)提供良好的基礎(chǔ)。

4.2 工藝流程優(yōu)化，是現(xiàn)代化機(jī)車檢修創(chuàng)新的根本

傳統(tǒng)工藝流程以人為主，機(jī)器為輔，較大的依賴于人的體力和判斷力，對(duì)機(jī)車檢修工作也造成了較大的不確定性。工藝流程優(yōu)化，從范圍上梳理人的職責(zé)、規(guī)定物的流轉(zhuǎn)、明確設(shè)備的功能，從制度上貫穿工藝流程的實(shí)施，從安全管理上把控風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，從人文上關(guān)懷員工身心健康，勢(shì)在必行。

結(jié)合工藝要求，自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn)，能否充分發(fā)揮其作用，能否穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)功能要求，直接決定工藝流程能否順利完成。故自動(dòng)化設(shè)備引進(jìn)僅是第一步，充分理解設(shè)備，通過使用發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題、并提出優(yōu)化方案完善設(shè)備非常有必要。同時(shí)，設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)工作也應(yīng)堅(jiān)持保質(zhì)保量的進(jìn)行。

5 結(jié)語

自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn)，不是人工作業(yè)的結(jié)束，是工藝的創(chuàng)新和完善。員工要做的是主動(dòng)響應(yīng)、理解技術(shù)創(chuàng)新，并積極參與到技術(shù)創(chuàng)新過程中去。部門要做的是梳理工藝流程的優(yōu)化，讓人、物、設(shè)備融合發(fā)揮出最大的作用。

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收稿日期：2021-08-13

作者簡(jiǎn)介：劉學(xué)剛（1983—），男，河北滿城人，本科，工程師，研究方向：電力機(jī)車檢修。