軌道車(chē)輛架修智能一體化平臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用

汪子贏，趙自強(qiáng)，熊光珍

（1.合肥市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，安徽合肥 230040；2.安徽云軌信息科技有限公司，安徽馬鞍山 243000）

1 建設(shè)背景

隨著合肥市軌道交通的快速發(fā)展，截至2021 年12月已經(jīng)開(kāi)通了運(yùn)營(yíng)線路5 條，運(yùn)營(yíng)總里程達(dá)到153.6 km。自2016 年12 月26 日首條線（1 號(hào)線）首列車(chē)投入試運(yùn)營(yíng)到2021 年，所有相關(guān)車(chē)輛陸續(xù)進(jìn)入架修的維護(hù)作業(yè)環(huán)節(jié)。

為提升車(chē)輛架修檢修作業(yè)效率和質(zhì)量，更好地管理車(chē)間和控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，合肥市軌道交通集團(tuán)有限公司制定了明確的發(fā)展規(guī)劃，確定以“智慧車(chē)間”為目標(biāo)，構(gòu)建合肥軌道車(chē)輛架修智能一體化平臺(tái)（簡(jiǎn)稱“架修一體化平臺(tái)”），通過(guò)信息化、智能化手段，運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、可視化技術(shù)、數(shù)字計(jì)量、精準(zhǔn)定位等技術(shù)，打通車(chē)輛架修生產(chǎn)過(guò)程中的所有堵塞項(xiàng)點(diǎn)，支撐合肥軌道交通車(chē)輛架修整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的管理和管控，以達(dá)到提升車(chē)輛架修維修效率、保障車(chē)輛架修維修質(zhì)量、降低車(chē)輛架修維修成本，以保障修竣車(chē)輛能夠按期、按質(zhì)交付上線運(yùn)營(yíng)。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)思路

架修一體化平臺(tái)以“智慧化車(chē)間”為目標(biāo)，縱向?qū)崿F(xiàn)“一網(wǎng)到底”的架修生產(chǎn)管理、狀態(tài)管理、故障預(yù)警和視頻監(jiān)控；橫向?qū)崿F(xiàn)架修過(guò)程中人、財(cái)、物的資源綜合平衡，保障架修生產(chǎn)維修價(jià)值鏈。同時(shí)通過(guò)銜接上下層系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)輛架修生產(chǎn)密切相關(guān)的生產(chǎn)管理和控制。該平臺(tái)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)分為3 層，包括計(jì)劃資源層、生產(chǎn)管控層、生產(chǎn)執(zhí)行層（圖1）。

圖1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）計(jì)劃資源層：對(duì)車(chē)輛架修生產(chǎn)計(jì)劃資源的管控，包括對(duì)主數(shù)據(jù)、維修工藝管理、采購(gòu)需求、計(jì)劃管理、物資管理、人員管理、質(zhì)量管理、成本管理等業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌管控，建立起全面的數(shù)據(jù)分析、決策支持體系，為公司決策層和管理層提供全方位及時(shí)準(zhǔn)確的架修生產(chǎn)相關(guān)分析結(jié)果，進(jìn)行科學(xué)決策。

（2）生產(chǎn)管控層：為車(chē)輛段架修車(chē)間提供高效的車(chē)輛架修生產(chǎn)排產(chǎn)、計(jì)劃執(zhí)行跟蹤、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理、物資保障、作業(yè)質(zhì)量控制和日常管理平臺(tái)，滿足生產(chǎn)執(zhí)行需求。同時(shí)通過(guò)本平臺(tái)銜接上下層，實(shí)現(xiàn)與下層的生產(chǎn)產(chǎn)線自動(dòng)化控制、物流自動(dòng)化等系統(tǒng)集成，以及與上層計(jì)劃資源管理及相關(guān)系統(tǒng)的集成，最終實(shí)現(xiàn)與車(chē)輛架修生產(chǎn)密切相關(guān)的生產(chǎn)管理和控制功能。

（3）生產(chǎn)執(zhí)行層：智能設(shè)備、機(jī)器人和生產(chǎn)線、生產(chǎn)人員全生產(chǎn)流程互聯(lián)對(duì)話，通過(guò)工位終端、移動(dòng)終端等工具，實(shí)現(xiàn)人機(jī)、機(jī)機(jī)互聯(lián)下的高品質(zhì)、高效率自動(dòng)化架修生產(chǎn)。

3 平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

架修一體化平臺(tái)以車(chē)輛架修基礎(chǔ)管理、生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)、計(jì)劃執(zhí)行跟蹤、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理、物資保障、作業(yè)質(zhì)量控制為主線，以標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和工藝流程為手段，引入精益生產(chǎn)理念，運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、可視化技術(shù)、數(shù)字計(jì)量、精準(zhǔn)定位等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛架修的生產(chǎn)計(jì)劃、人力、物資、裝備在整個(gè)生產(chǎn)流程內(nèi)保持工作荷載均衡，確保每個(gè)工序的質(zhì)量嚴(yán)格控制，不斷提升車(chē)輛架修檢修作業(yè)效率和質(zhì)量，保障修竣車(chē)輛能夠按期、按質(zhì)交付上線運(yùn)營(yíng)。建設(shè)內(nèi)容包含如下8 個(gè)部分。

（1）基礎(chǔ)管理：實(shí)現(xiàn)車(chē)輛構(gòu)型BOM、車(chē)輛主數(shù)據(jù)、設(shè)備主數(shù)據(jù)、架修工藝等數(shù)據(jù)的管理（圖2）。

圖2 車(chē)輛構(gòu)型信息

（2）生產(chǎn)計(jì)劃：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)期計(jì)劃、年計(jì)劃、列計(jì)劃的管理。針對(duì)列計(jì)劃建立了自動(dòng)排產(chǎn)模型，根據(jù)車(chē)輛構(gòu)型、工藝路線、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)、維修資源、接車(chē)日期等信息，自動(dòng)生成車(chē)輛架修列計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃資源的合理分配與拉動(dòng)，達(dá)到計(jì)劃排程的科學(xué)管理（圖3）。

圖3 列計(jì)劃

（3）生產(chǎn)執(zhí)行：借助工位終端、移動(dòng)終端等人機(jī)交互工具，實(shí)現(xiàn)了架修生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)維修任務(wù)執(zhí)行情況的反饋和跟蹤，具體包括車(chē)輛架修班組對(duì)班前會(huì)、開(kāi)關(guān)班的管理，架修作業(yè)任務(wù)的指派、執(zhí)行、反饋、互檢、質(zhì)檢以及部件的拆裝、送修管理和工器具借用、物料消耗領(lǐng)用管理等。同時(shí)建立了量值檢修平臺(tái)，對(duì)架修過(guò)程中部件拆卸安裝緊固作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、精準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化、可視化進(jìn)行管理（圖4）。

圖4 終端工具

（4）物資保障：實(shí)現(xiàn)對(duì)維修物資的綜合管理和追蹤，包括來(lái)料質(zhì)檢、入庫(kù)、領(lǐng)用、出庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)及庫(kù)內(nèi)管理、物資消耗和工裝管理等。同時(shí)通過(guò)AGV 小車(chē)實(shí)現(xiàn)了物資自動(dòng)化配送，提升了現(xiàn)場(chǎng)物資配送效率，保障現(xiàn)場(chǎng)物資供應(yīng)。

（5）質(zhì)量管理：實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理體系的建立以及對(duì)架修維修作業(yè)質(zhì)檢管理，包括架修作業(yè)互檢、架修作業(yè)質(zhì)檢、質(zhì)檢返工、不合格品報(bào)告、不符合項(xiàng)報(bào)告、糾正預(yù)防措施報(bào)告、持續(xù)改進(jìn)聯(lián)絡(luò)單、工藝記錄檢查整改措施等（圖5）。

圖5 質(zhì)檢作業(yè)

（6）委外管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)架修部件的委外送修管理，包括部件送修、部件送修交接、部件送修返回確認(rèn)、部件送修驗(yàn)收等全過(guò)程跟蹤管理（圖6）。

圖6 部件委外送修

（7）現(xiàn)場(chǎng)可視化：通過(guò)可視化大屏實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛架修的生產(chǎn)進(jìn)度可視化、生產(chǎn)車(chē)間可視化、生產(chǎn)資源可視化管理，包括架修車(chē)間3D可視化電子地圖、MCC 架修生產(chǎn)監(jiān)控大屏、檢修工區(qū)可視化等。

（8）集成管理：與架修車(chē)間生產(chǎn)自動(dòng)化控制相關(guān)的軟硬件資源的集成整合，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛架修工序自動(dòng)化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)可視化監(jiān)控、對(duì)工藝設(shè)備的狀態(tài)把握、物流的自動(dòng)化配送。

4 平臺(tái)應(yīng)用效果

通過(guò)一體化平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用，有效支撐了合肥軌道車(chē)輛架修整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的管理和管控，提高車(chē)輛架修生產(chǎn)檢修效率、降低車(chē)輛維修總成本，提升列車(chē)服務(wù)可靠度，為軌道交通車(chē)輛運(yùn)行安全提供有利保障。

（1）架修業(yè)務(wù)全面覆蓋。架修標(biāo)準(zhǔn)化流程和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)在系統(tǒng)中落地，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛架修業(yè)務(wù)的全面信息化、數(shù)字化、智能化。

（2）實(shí)現(xiàn)架修計(jì)劃與資源的拉動(dòng)。通過(guò)對(duì)整個(gè)架修業(yè)務(wù)的設(shè)備資源、物資庫(kù)存、人力資源和工具裝備資源進(jìn)行綜合管控，達(dá)到人、財(cái)、物等資源合平衡，有效提升資源利用率，減少資源等待時(shí)間。

（3）實(shí)現(xiàn)架修作業(yè)的質(zhì)量提升。通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備、智能工具以及智能化平臺(tái)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了架修全過(guò)程管控，有效提高了架修作業(yè)安全性和檢修作業(yè)質(zhì)量。

（4）架修效率全面提高。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃智能排產(chǎn)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)跟蹤分析，車(chē)間運(yùn)作后，將架修周期由40 d 縮短為25 d，并實(shí)現(xiàn)3 列位架修，架修效率提升50%以上。

5 結(jié)束語(yǔ)

合肥軌道車(chē)輛架修智能一體化平臺(tái)為合肥車(chē)輛架修提供了先進(jìn)的信息化手段和工具，推動(dòng)了車(chē)輛架修智能化進(jìn)程，為其他地鐵的車(chē)輛架修信息化、智能化提供有益借鑒。