CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修檢修范圍及標(biāo)準(zhǔn)深化研究

吳國棟，張慶華，錢小磊

（1 中國國家鐵路集團(tuán)有限公司，北京 100844；2 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 機(jī)車車輛研究所，北京 100081；3 北京縱橫機(jī)電科技有限公司，北京 100094）

近年來，我國動(dòng)車組修程修制改革持續(xù)深入推進(jìn)，在確保安全、把握規(guī)律的前提下，通過開展大量科學(xué)論證和實(shí)踐驗(yàn)證，基本實(shí)現(xiàn)了整車及部件檢修周期和檢修方式優(yōu)化的既定目標(biāo)，在減少檢修頻次、降低檢修成本、提高運(yùn)用效率等方面取得了顯著效果［1-2］。隨著動(dòng)車組檢修規(guī)模的日益增長和動(dòng)車段自主檢修的不斷深入，也逐步暴露出部件檢修范圍偏大、檢修標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)及整車檢修修時(shí)較長等方面的問題，嚴(yán)重影響檢修效率效益。文中以CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修為例，堅(jiān)持問題導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向，對優(yōu)化動(dòng)車組檢修范圍和檢修標(biāo)準(zhǔn)的思路方法及解決方案進(jìn)行探討。

1 背 景

2007 年，CRH2A 型動(dòng)車組投入運(yùn)營，初期執(zhí)行生產(chǎn)廠家推薦的45 萬km 高級修周期間隔；2009年，原鐵道部組織開展了將高級修周期延長至60萬km 的研究，重點(diǎn)解決齒輪箱油、牽引電機(jī)軸承油脂的可靠性問題，經(jīng)論證采取了高級修間隔內(nèi)增加每30 萬km 齒輪箱換油和牽引電機(jī)注脂等專項(xiàng)修項(xiàng)目，將CRH2A 型動(dòng)車組高級修周期間隔由45 萬km 延長至60 萬km。

2014 年，對標(biāo)其他平臺動(dòng)車組120 萬km 高級修周期，為解決CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組檢修仍然過于頻繁的問題，機(jī)輛部門組織開展了該平臺動(dòng)車組高級修周期延長至120 萬km 的相關(guān)研究［3］，重點(diǎn)解決原60 萬km 三級修時(shí)S38C 車軸脫漆磁粉探傷、油壓減振器性能檢測、牽引電機(jī)分解修更換軸承油脂、軸箱定位節(jié)點(diǎn)剛度測試等檢修項(xiàng)目取消后的運(yùn)用安全問題。通過可行性論證、小批量實(shí)車驗(yàn)證、階段總結(jié)、逐步擴(kuò)大驗(yàn)證，2015～2020 年共實(shí)車驗(yàn)證700 余組次，驗(yàn)證期間動(dòng)車組運(yùn)行安全、狀態(tài)良好。2021 年，CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組高級修周期間隔正式全面延長至120 萬km，歷史性解決了不同技術(shù)平臺動(dòng)車組引進(jìn)時(shí)檢修周期不一致的問題，使之更好適應(yīng)我國的檢修管理體系，延長后高級修頻次減少了一半，在提高檢修運(yùn)用效率的同時(shí)也大大降低了檢修成本。

2 當(dāng)前存在的問題

前期在CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組高級修周期延長的研究中，更多關(guān)注60 萬km 三級修時(shí)相應(yīng)的檢修項(xiàng)目在延長后如何保證質(zhì)量安全，而對于原120 萬km 四級修檢修范圍和內(nèi)容的優(yōu)化研究相對較少，在原四級修調(diào)整優(yōu)化為三級修后，檢修內(nèi)容基本沿襲原來的范圍。經(jīng)過深入現(xiàn)場調(diào)研分析，同時(shí)對比其他平臺動(dòng)車組，CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修存在著下車分解檢修項(xiàng)目較多、檢修范圍偏大，部分檢修標(biāo)準(zhǔn)沿用新造標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)、檢修偶換率偏高，受檢修內(nèi)容、配件周轉(zhuǎn)、生產(chǎn)組織等因素影響的檢修修時(shí)較長等問題。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 檢修范圍偏大

動(dòng)車組三級修主要定位是轉(zhuǎn)向架分解檢修和整車性能試驗(yàn)。經(jīng)與其他動(dòng)車組橫向?qū)Ρ龋珻RH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修范圍明顯過大，如轉(zhuǎn)向架檢修中構(gòu)架關(guān)鍵焊縫三級修需脫漆磁粉探傷（其他車型為四/五級修探傷）；齒輪箱三級修為分解檢修，因退卸齒輪箱還相應(yīng)增加了輪座尺寸測量、探傷等工作；車體檢修中間車鉤需下車分解測試緩沖器性能，導(dǎo)致整車三級修需要解編，限制了動(dòng)車段整列架車修能力和效率的發(fā)揮；調(diào)試作業(yè)需對車輛配線進(jìn)行絕緣耐壓測試，其他平臺僅五級修進(jìn)行，另外還存在較多對狀態(tài)修未拆裝或連接狀態(tài)未變化的部件進(jìn)行調(diào)試，以及整車和部件調(diào)試項(xiàng)目重復(fù)試驗(yàn)的情況。

2.2 檢修標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)

CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修部分檢修標(biāo)準(zhǔn)簡單沿用了新造標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致部件偶換率增高或無謂增加了處置時(shí)間，進(jìn)而增加了檢修成本，延長了修時(shí)。

（1）軸箱彈簧檢測不合格率高。統(tǒng)計(jì)某動(dòng)車段2022～2023 年底檢修的1.4 萬余組軸箱彈簧，其中3 300 組垂直度不滿足要求，不合格率23%，主要原因是軸箱彈簧垂直度沿用了新造標(biāo)準(zhǔn)，沒有根據(jù)長期運(yùn)用后的客觀變化情況制定檢修標(biāo)準(zhǔn)，并且新造標(biāo)準(zhǔn)較國標(biāo)還要嚴(yán)格。

（2）受電弓軟連線狀態(tài)檢查更換率高。統(tǒng)計(jì)某動(dòng)車段近兩年三級修數(shù)據(jù)，受電弓軟連線更換率高達(dá)95%，基本等同于必?fù)Q件，更換原因主要為三級修規(guī)定受電弓軟連線整根長度一半以上布滿毛刺即需要更新，其他車型無此要求。

（3）排障、撒沙托架高級修研配組裝工藝標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)，導(dǎo)致研配不合格率高（某動(dòng)車段統(tǒng)計(jì)為42%）。主要原因是在托架與安裝臂組裝前，完全按照新造組裝工藝進(jìn)行逐齒預(yù)組研配共11 次，每次均需用塞尺對托架和安裝臂的各處配合面進(jìn)行測量，任一位置不合格就需更換托架或安裝臂重新研配，實(shí)際每個(gè)高級修間隔運(yùn)行期間有可能用到的齒基本就在2～3 個(gè)。

2.3 檢修修時(shí)較長

統(tǒng)計(jì)各平臺動(dòng)車組三級修修時(shí)情況，CRH2A/380A 平臺平均修時(shí)在20 d 以上，相較CRH1A、380B、380D 等平臺動(dòng)車組15 d 左右的修時(shí)明顯較長，分析主要原因有：

（1）調(diào)試項(xiàng)目多、檢修范圍大。CRH2A/380A平臺三級修調(diào)試周期6～9 d，相比其他車型（如CRH380B 平臺三級修調(diào)試2～3 d）明顯偏高；CRH2A/380A 平臺轉(zhuǎn)向架檢修周期7～9 d，相對其他車型的5～7 d 有所偏長，主要為齒輪箱分解檢修和構(gòu)架探傷檢查耗時(shí)較長。

（2）檢修工藝流程及生產(chǎn)組織不完善。目前動(dòng)車段尚沒有較好反映實(shí)際檢修工藝流程的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，也缺少各環(huán)節(jié)檢修實(shí)績寫實(shí)，不能很好掌握各工序匹配關(guān)系、識別瓶頸工序并采取有效對策，存在受瓶頸影響造成工序等待的情況，如蓄電池、干燥裝置等部件的檢修周期超出車體修時(shí)，造成車體等待而不能與轉(zhuǎn)向架及時(shí)落成。

3 解決思路

針對上述CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修存在的問題，堅(jiān)持目標(biāo)引領(lǐng)和問題導(dǎo)向，遵循以可靠性為中心的維修（RCM）理論［4-5］，按照以最少的維修資源消耗，保持和恢復(fù)裝備固有可靠性及安全性的維修原則，運(yùn)用系統(tǒng)思維、辯證思維和精準(zhǔn)思維，對運(yùn)維數(shù)據(jù)、故障規(guī)律、檢修技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合分析，科學(xué)確定檢修項(xiàng)目、范圍和標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇維修方式和策略，將檢修內(nèi)容、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)組織作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，既要避免過度修，又要防止失修。

（1）針對檢修范圍偏大、標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)問題，進(jìn)行多維分析，科學(xué)評判，逐步優(yōu)化。借鑒近年來動(dòng)車組修程修制改革經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、仿真計(jì)算、運(yùn)維數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、橫向?qū)Ρ确治?、地面試?yàn)驗(yàn)證等多個(gè)環(huán)節(jié)、多個(gè)維度，綜合評判檢修內(nèi)容優(yōu)化的可行性，科學(xué)制定優(yōu)化工作方案，嚴(yán)格進(jìn)行方案評審，穩(wěn)步開展實(shí)車驗(yàn)證。

（2）針對檢修修時(shí)偏長問題，堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，進(jìn)行整體分析，解決主要矛盾。影響修時(shí)的因素有檢修范圍的原因，更重要的是工藝流程和生產(chǎn)組織的問題，因此要系統(tǒng)梳理并制定完整的檢修網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，找出各工序間先后和串并行關(guān)系，重點(diǎn)針對修時(shí)瓶頸工序（或控制性工序）進(jìn)行深入剖析，研究提出優(yōu)化方案。

（3）根據(jù)檢修優(yōu)化項(xiàng)目的重要程度和難易程度，分級分類，穩(wěn)步推進(jìn)。對于較原修程修制變動(dòng)較大、影響安全/秩序的項(xiàng)目，機(jī)輛專業(yè)管理部門統(tǒng)一研究，嚴(yán)格制定工作方案并據(jù)此開展相關(guān)的試驗(yàn)驗(yàn)證和總結(jié)評審，履行相關(guān)決策程序后穩(wěn)步推廣實(shí)施；對于相對簡單的檢修工藝流程、工藝方法、工藝標(biāo)準(zhǔn)等方面的優(yōu)化項(xiàng)目，由檢修單位履行必要的方案驗(yàn)證寫實(shí)、評估審核等流程后逐步推進(jìn)實(shí)施。

4 優(yōu)化方法

動(dòng)車組全壽命周期內(nèi)的性能和質(zhì)量演變規(guī)律，是設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用、檢修多方面長期綜合作用的結(jié)果，通過對產(chǎn)品原設(shè)計(jì)性能、結(jié)構(gòu)功能原理、長期運(yùn)維表現(xiàn)等進(jìn)行充分分析，對既有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查和修訂，是檢修范圍和標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化的重要途徑。在此基礎(chǔ)上，從生產(chǎn)管理和手段提升入手，持續(xù)改進(jìn)工藝流程、工藝方法和生產(chǎn)組織方式，不斷壓縮檢修修時(shí)，提高生產(chǎn)效率。具體分析優(yōu)化方法舉例如下：

（1）設(shè)計(jì)源頭分析優(yōu)化。動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架理論上為無限壽命設(shè)計(jì)，CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組新造和服役構(gòu)架均通過了1 000 萬次臺架疲勞試驗(yàn)，理論上可以滿足全壽命周期服役。統(tǒng)計(jì)十余年來CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組全部1.8 萬余個(gè)構(gòu)架歷次高級修磁粉探傷結(jié)果，均未發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋，檢測的構(gòu)架尺寸均未超限，且隨里程無明顯變化，因此取消首輪五級修前的三/四級修構(gòu)架關(guān)鍵焊縫探傷基本可行。對于CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組中間車鉤120 萬km 修程需下車分解修的問題，主要是由于其緩沖器壓縮高/自由高檢測不合格率高而需要更換，原因是緩沖器設(shè)計(jì)選型時(shí)的定位即120 萬km 進(jìn)行下車檢測，目前已開發(fā)裝用了新型緩沖器，提升了相關(guān)性能指標(biāo)，且經(jīng)過運(yùn)用120萬km 后的拆解檢測試驗(yàn)，緩沖器性能符合指標(biāo)要求，可以運(yùn)用兩個(gè)高級修間隔，因此中間車鉤三級修由分解修優(yōu)化為狀態(tài)修可行，相應(yīng)地，CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修可以實(shí)現(xiàn)整列架車修。

（2）功能原理分析優(yōu)化。受電弓軟連線的作用主要是避免電流通過軸承導(dǎo)致軸承發(fā)熱、損壞，經(jīng)分析軟連線毛刺異常情況對正常受流影響很小，且橫向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)其他車型高級修均無軟連線毛刺、斷絲相關(guān)要求，因此取消CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修毛刺、斷絲要求，僅規(guī)定斷線大于10%或斷股時(shí)更新可行。此外，通過分析排障、撒沙托架與安裝臂配合受力狀態(tài)，將高級修全齒研配11 次優(yōu)化為選取每個(gè)高級修期間可能用到的3個(gè)有效齒進(jìn)行研配，可以保證安全運(yùn)用，同時(shí)大大減少了工作量。

（3）運(yùn)維數(shù)據(jù)分析優(yōu)化。統(tǒng)計(jì)CRH2A/380A平臺動(dòng)車組電動(dòng)空氣壓縮機(jī)、輔助空氣壓縮機(jī)、制動(dòng)控制裝置、停放制動(dòng)控制裝置、S39 乙氣壓開關(guān)、牽引變壓器風(fēng)機(jī)、高壓隔離開關(guān)、中央/終端及顯示控制裝置等部件三級修原分解修的狀態(tài)數(shù)據(jù)、運(yùn)用及檢修故障數(shù)據(jù)，經(jīng)分析論證三級修優(yōu)化為狀態(tài)修可行后，開展實(shí)車跟蹤驗(yàn)證，對比分析優(yōu)化前后故障率變化情況，跟蹤過程中專項(xiàng)抽檢測試，跟蹤至四級修入修后詳細(xì)分解檢查和性能測試，基于大量運(yùn)維數(shù)據(jù)支撐檢修項(xiàng)目的優(yōu)化。

（4）工藝流程分析優(yōu)化。通過工藝寫實(shí)，建立反映實(shí)際檢修工藝流程的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，能夠直觀表達(dá)各工序先后和串并行關(guān)系，明確體現(xiàn)修時(shí)瓶頸工序、各工序人員數(shù)量、作業(yè)時(shí)長等信息。同時(shí)通過流程梳理，分析發(fā)現(xiàn)部件與整車重復(fù)的試驗(yàn)項(xiàng)目，以及可以由整車調(diào)試工序前移、提前確認(rèn)功能和處置故障的項(xiàng)目等，提出三級修電氣調(diào)試和功能確認(rèn)試驗(yàn)項(xiàng)目優(yōu)化建議。

（5）工藝方法分析優(yōu)化。通過開展自動(dòng)渦流探傷工藝方法研究，實(shí)現(xiàn)不脫漆狀態(tài)下構(gòu)架探傷（首輪五級修及后續(xù)修程涉及），預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)構(gòu)架探傷周期由24 h 壓縮至3 h。通過開展齒輪箱帶輪跑合試驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化，CRH2A 平臺動(dòng)車組齒輪箱跑合時(shí)長由2.5 h 壓縮至1.5 h，CRH380A 平臺動(dòng)車組齒輪箱跑合時(shí)長由3 h 壓縮至1.25 h。

（6）生產(chǎn)組織分析優(yōu)化。通過狀態(tài)修工序分割重組、最小作業(yè)單元調(diào)整、減少工序交叉等待、轉(zhuǎn)向架各工位節(jié)拍化作業(yè)等，提高檢修效率；通過人員增配和內(nèi)部調(diào)配，實(shí)行新增平行作業(yè)小組、增加作業(yè)班次（部分工序雙班制），滿足修時(shí)壓縮工藝策劃；通過優(yōu)化串并行工序結(jié)構(gòu)、增設(shè)智能工裝等方式，減少調(diào)試作業(yè)時(shí)間；通過適量增加周轉(zhuǎn)件儲備，滿足換件修節(jié)拍需要。

5 優(yōu)化成果

針對不同的問題采用上述不同的優(yōu)化方法，CRH2A/380A 平臺動(dòng)車組三級修實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)檢修范圍和標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化，如構(gòu)架取消首輪五級修前的三/四級修焊縫探傷，調(diào)試取消線間絕緣測試及耐壓試驗(yàn)，齒輪箱、中間車鉤和制動(dòng)、牽引系統(tǒng)相關(guān)部件由分解修優(yōu)化為狀態(tài)修，軸箱彈簧垂直度、受電弓軟連線、撒沙/排障托架檢修標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化等。

此外，參考工程行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［6］，探索確定了動(dòng)車組檢修網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖的編制規(guī)范，通過采用以箭線及其兩端節(jié)點(diǎn)編號表示工作，包含整體作業(yè)時(shí)間及各工序作業(yè)時(shí)間、作業(yè)人數(shù)、工時(shí)等信息的雙代號網(wǎng)絡(luò)圖，梳理出關(guān)鍵工序、瓶頸工序、等待工序及各工序間的串并行關(guān)系，用于指導(dǎo)動(dòng)車段進(jìn)行工藝流程的優(yōu)化。以CRH2A 型動(dòng)車組三級修為例，網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃如圖1 所示。

圖1 CRH2A 型動(dòng)車組三級修網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖

6 結(jié)束語

鐵路機(jī)車車輛修程修制改革是一項(xiàng)長期而艱巨的系統(tǒng)工程，在前期已基本實(shí)現(xiàn)整車及部件檢修周期延長和檢修方式優(yōu)化的基礎(chǔ)上，部件檢修范圍和檢修標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化將是當(dāng)前和今后一段時(shí)期機(jī)輛系統(tǒng)面臨的重要研究課題和挑戰(zhàn)，需要集合各方資源和力量，持之以恒、長期不懈的奮斗，才能滿足新時(shí)代鐵路高質(zhì)量發(fā)展對機(jī)車車輛運(yùn)維管理的要求。