鐵路貨車狀態(tài)修模式下壽命零部件管理問題探討

李 朋，汪 珍，董華鋒

(1.國能鐵路裝備有限責(zé)任公司 肅寧分公司，河北 滄州 062350； 2.中車長江車輛有限公司，湖北 武漢430212)

針對計劃預(yù)防修檢修模式定期檢修存在的針對性弱、修時偏長、檢修成本高、車輛運輸效率低的情況，國能鐵路裝備有限責(zé)任公司根據(jù)所屬鐵路貨車編組固定、定點裝卸、定線運行、循環(huán)使用的特點，建立了“以零部件壽命預(yù)測和失效規(guī)律為支撐、以軌邊設(shè)備精準監(jiān)測為保障、以列車技術(shù)狀態(tài)綜合判別為依據(jù)、以重要件使用狀態(tài)和關(guān)鍵件壽命跟蹤管理開啟修程”的鐵路貨車狀態(tài)修理論體系，組織進行了狀態(tài)修關(guān)鍵技術(shù)等相關(guān)課題研究和狀態(tài)修檢修模式的實踐。

本文基于狀態(tài)修對壽命零部件管理的措施和方法進行了探討。在狀態(tài)修模式下對貨車零部件按壽命管理特點進行了重新分類，以列車運行里程為測算依據(jù)對修程進行了重新設(shè)置，施修時以固定編組的基本車列為檢修單元，突出了批量更換和精準施修，零部件的管理形式和要求較當(dāng)前有明顯變化。

1 狀態(tài)修零部件分類

基于狀態(tài)修研究和零部件壽命管理特點，狀態(tài)修鐵路貨車零部件分為全壽命零部件、使用壽命零部件和易損零部件三類[1]。全壽命零部件是指價值較高，壽命到期執(zhí)行強制報廢的關(guān)鍵零部件，如車鉤、鉤尾框、搖枕、側(cè)架、各部位橡膠體等，對于該類零部件，壽命到期強制報廢，但壽命期內(nèi)出現(xiàn)問題可根據(jù)其狀態(tài)在檢修后繼續(xù)使用，如出現(xiàn)較大缺陷無法修復(fù)或影響車輛運行安全，也可提前強制報廢；使用壽命零部件是指有一定價值、可重復(fù)修復(fù)使用的重要零部件；易損零部件是指使用過程中容易損耗的、可簡單修復(fù)或直接報廢的一般零部件。狀態(tài)修零部件分類見表1。

表1 狀態(tài)修零部件分類表

2 狀態(tài)修修程設(shè)置

2.1 修程設(shè)置原則及等級劃分

分析全壽命零部件、使用壽命零部件和易損零部件的失效規(guī)律和軌邊設(shè)備綜合研判，測算全壽命零部件、使用壽命零部件、易損零部件的檢修適宜里程[2]，以確定其檢修時機和修程等級，將既有的以車輛固定運行時間作為定檢檢修周期的模式，改變?yōu)橐灾笜肆悴考跋到y(tǒng)綜合分析評判結(jié)果為依據(jù)設(shè)置修程等級的模式。

狀態(tài)修框架體系下修程設(shè)置為在線修和狀態(tài)修兩級修程。在線修針對運行列車發(fā)生影響運行安全的離散性故障進行處置；狀態(tài)修劃分為狀態(tài)一修、狀態(tài)二修、狀態(tài)三修和狀態(tài)四修等4個修理等級(分別簡稱Z1修、Z2修、Z3修和Z4修)，針對整列車對車輛閘瓦、輪對、鉤緩、橡膠件等規(guī)律性故障進行修理，對輪對、搖枕、側(cè)架的安全性能進行周期性探傷檢測，同時為最大限度提高零部件的使用效率，對批量失效的零部件進行合理匹配[3]。狀態(tài)修框架體系下各修程的檢修范圍見表2。

表2 狀態(tài)修框架體系下各修程的檢修范圍

2.2 指標零部件的設(shè)定

指標零部件是指決定狀態(tài)修修理等級、檢修時機或檢修適宜里程，用于列車健康狀態(tài)診斷決策的關(guān)鍵零部件。以下為通過壽命零部件分析確定的指標零部件。

(1) Z1修：閘瓦。根據(jù)其失效規(guī)律研究得到的數(shù)據(jù)和軌邊閘瓦實時測量數(shù)據(jù)確定。

(2) Z2修：車輪。根據(jù)輪對踏面失效規(guī)律、踏面磨耗研究得到的數(shù)據(jù)和C-TWDS輪對狀態(tài)在線檢測系統(tǒng)的軌邊踏面磨耗實時測量數(shù)據(jù)確定。

(3) Z3修：鉤舌、車鉤、緩沖器、制動閥、橡膠件(心盤磨耗盤、軸箱橡膠墊、彈性旁承橡膠件)。根據(jù)零部件的制造及裝車時間確定。

(4) Z4修：搖枕側(cè)架。根據(jù)既有規(guī)程規(guī)定及實際檢修數(shù)據(jù)積累情況確定。

3 狀態(tài)修壽命零部件的管理

狀態(tài)修模式下的壽命零部件包括全壽命零部件和使用壽命零部件，每輛車共計89種。鑒于壽命零部件數(shù)量多、范圍大，為突出重點和便于現(xiàn)場控制管理，在狀態(tài)修實施前期根據(jù)各壽命零部件的結(jié)構(gòu)特點及檢修要求，選取其中24種作為跟蹤壽命零部件實行全壽命周期內(nèi)信息的連續(xù)跟蹤。

3.1 跟蹤壽命零部件的信息構(gòu)成

為便于壽命零部件的跟蹤管理，對裝車使用的跟蹤壽命零部件建立唯一ID碼，從生產(chǎn)、裝車、檢修到報廢整個壽命期內(nèi)對其相關(guān)數(shù)據(jù)進行跟蹤記錄，為跟蹤壽命零部件的健康診斷、分析、判定提供數(shù)據(jù)支撐[4]。跟蹤壽命零部件的信息構(gòu)成如下：

(1) 身份信息。唯一ID碼。

(2) 基本信息。名稱、型號、規(guī)格、材質(zhì)、制造日期、制造單位、裝車時間、裝車號及位數(shù)等。

(2) 規(guī)定信息。運用里程、質(zhì)量保證期、大修期規(guī)定、檢查限度、修理限度等。

(3) 檢修管理信息。故障缺陷信息、檢測試驗數(shù)據(jù)、零部件裝車使用信息等。

(4) 狀態(tài)信息。壽命閾值數(shù)據(jù)、零部件故障缺陷與使用里程(或時間)的相關(guān)數(shù)據(jù)、安全限值和使用限度數(shù)據(jù)、權(quán)重分析數(shù)據(jù)和比例分析數(shù)據(jù)等分析診斷信息[5]。

3.2 跟蹤壽命零部件的分類管理

將24種跟蹤壽命零部件根據(jù)其特性分為兩類進行管理：一類為標簽跟蹤壽命零部件，主要包括車體鋼結(jié)構(gòu)、搖枕、側(cè)架、車軸、車輪、軸承、制動梁組成、交叉桿、斜楔、彈性旁承、承載鞍、閘調(diào)器、制動閥、空重車閥、鉤體、鉤舌、牽引桿、鉤尾框、緩沖器等19種壽命零部件；另一類為非標簽跟蹤壽命零部件，僅跟蹤零部件裝車時間和到期拆卸報廢時間，主要包括立柱磨耗板、斜面磨耗板、心盤磨耗盤、滑塊磨耗套、軸箱橡膠墊等5種壽命零部件。

3.2.1 標簽跟蹤壽命零部件的管理

3.2.1.1標簽跟蹤壽命零部件信息初始化

狀態(tài)修相關(guān)數(shù)據(jù)初始化是施行狀態(tài)修的重要基礎(chǔ)，標簽跟蹤壽命零部件在規(guī)定的需要卸下跟蹤的最低修程時進行信息初始化，初始化內(nèi)容包括零部件的基本信息和ID碼。待檢修零部件、待裝車的備用舊件和采購新件均需進行信息初始化。

3.2.1.2標簽跟蹤壽命零部件生產(chǎn)過程中的跟蹤管理

(1) 標簽跟蹤壽命零部件收入檢修時需安裝標簽，通過下車車號、安裝位數(shù)調(diào)取HCCBM系統(tǒng)既有車輛及零部件的基本信息及ID碼，并寫入標簽。

(2) 檢修過程中需要從父級零部件解體卸下時，調(diào)取HCCBM系統(tǒng)零部件的基本信息及ID碼，綁定標簽。

(3) 在零部件檢修的各個工序，包括零部件的鑒定、檢測(試驗)、修理、檢查和驗收工序等，均需讀取該標簽信息，采集各工序的作業(yè)信息，錄入、并上傳到HCCBM系統(tǒng)，形成完整的電子化一車一檔、一件一檔。

(4) 標簽跟蹤壽命零部件檢修過程中需要從子級零部件組裝成父級零部件時，調(diào)取HCCBM系統(tǒng)零部件的基本信息及ID碼進行組裝，解綁子級零部件標簽，進行父級零部件標簽標識零部件組件。

(5) 零部件裝車時需讀取零部件標簽獲取其基本信息及ID編碼，記錄車號和位數(shù)，上傳到HCCBM系統(tǒng)中，完成一車一檔、一件一檔的更新，同時解綁零部件標簽。

3.2.1.3標簽銷號管理

對于下車時直接判定報廢的零部件和檢修過程中鑒定報廢的零部件，在HCCBM系統(tǒng)中錄入報廢原因，并及時將HCCBM系統(tǒng)中零部件ID碼銷號。

3.2.2 非標簽跟蹤壽命零部件的管理

不采用標簽跟蹤的壽命追溯零部件換裝時，記錄車號和安裝位數(shù)并上傳到HCCBM系統(tǒng)中。

4 壽命零部件管理應(yīng)注意的問題及改進措施

(1) 標簽跟蹤壽命零部件有19種，每輛車有70余個標簽跟蹤壽命零部件，需要在檢修過程中進行一對一跟蹤。施行狀態(tài)修前期，壽命零部件初始化信息量非常大，可能出現(xiàn)錄入信息不準確、不完整等現(xiàn)象，直接影響零部件失效規(guī)律的研究和零部件壽命閾值的決策判斷。因此需要對狀態(tài)修相關(guān)作業(yè)人員進行壽命零部件管理及信息錄入流程的專項培訓(xùn)，錄入過程中加強核查，確保零部件基本信息初始化、零部件檢修過程中錄入數(shù)據(jù)信息的準確性、完整性。初始化后發(fā)現(xiàn)零部件基本信息錯誤時，需及時按規(guī)定的管理流程進行修改。

(2) 目前狀態(tài)修零部件的分類管理、指標零部件的設(shè)定等研究成果缺乏足夠的運行考驗，需要對狀態(tài)修施修過程中各修理等級的HCCMB系統(tǒng)錄入信息進行全面的跟蹤統(tǒng)計，針對異常情況進行分析，及時進行優(yōu)化、調(diào)整。

(3) 需注意零部件檢修及轉(zhuǎn)運過程中的標簽轉(zhuǎn)移、防護問題。在進行打砂、探傷等零部件作業(yè)時需卸下標簽，標簽重新安裝時需保證標簽信息與實物一致，轉(zhuǎn)運過程中需對標簽做好防護，避免標簽丟失、損壞等現(xiàn)象。

(4) 標簽跟蹤壽命零部件的信息內(nèi)容及管理方法與現(xiàn)行規(guī)定發(fā)生較大的變化，如信息系統(tǒng)的錄入手段、標簽類型的選擇、數(shù)據(jù)信息范圍、操作者行為習(xí)慣等，需對相關(guān)管理制度進行修訂、完善或新增，對壽命零部件的分類、初始化、標簽信息跟蹤等管理內(nèi)容和要求進行明確規(guī)定，保證壽命零部件在全壽命周期內(nèi)信息的連續(xù)跟蹤。

5 結(jié)束語

隨著狀態(tài)修模式的日益完善，可逐步擴大跟蹤壽命零部件范圍，以適應(yīng)對車輛技術(shù)性能狀態(tài)全面掌握，實現(xiàn)對列車、車輛、零部件技術(shù)狀態(tài)數(shù)字化、智能化、信息化管理。零部件壽命閾值、零部件安全限值、零部件失效規(guī)律、零部件檢查限度、零部件修理限度等研究，將為車輛零部件制造、檢修提供更深入研究方向和途徑：

(1) 深入揭示零部件在特定工況環(huán)境下的缺陷及退化演變過程，對狀態(tài)修各修理等級、修理范圍以及修理項點的優(yōu)化提供方向和依據(jù)。

(2) 在修理范圍和修理項點中，由于組合結(jié)構(gòu)制約造成的個別零部件壽命不匹配而引發(fā)的部件、構(gòu)件壽命不一致，由此引出檢修質(zhì)量控制過程中的“短板”，壽命零部件管理成為進一步研發(fā)高可靠性零部件的依據(jù)。

(3) 進一步對跟蹤壽命零部件磨耗數(shù)據(jù)進行積累和研究，可以對影響檢修成本因素較大的檢修限度進行調(diào)整，使其滿足安全性、適宜性、合理性要求。