浅谈基于精益生产体系的地铁核心系统架大修的优化方法

黄泳 洪钊

摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，地铁工程建设不断增加。受到地铁车辆的长时间运行与其他各方面因素的影响，其转向架很容易出现一些故障，从而对地铁车辆的运行效果及其安全性产生不良的影响。为有效处理地铁车辆转向架故障，本文首先分析精益生产体系的推进，其次探讨地铁车辆转向架轴承故障成因分析，然后研究架大修管理模式转换，最后就地铁核心系统架大修的优化方法进行研究，希望通过此次分析，可以为地铁车辆转向架故障的及时发现与处理提供科学参考，从而有效确保地铁的运行质量与安全性。

关键词：城市轨道交通；架大修；精益生产

引言

地铁作为重要的交通方式，有效地满足了人们出行的需求。分析地铁车辆转向架轴承故障问题，可以有效地保障车辆运行的安全性。时域分析法可以进行故障判断分析，但是无法精准地定位轴承中哪个元件出现了故障问题。通过频域分析方式进行处理则可以精准的定位故障位置。传统频域分析方式主要就是通过人工的方式对故障谱图进行分析，诊断故障问题。而在人工神经网络等智能化技术的完善后，在轴承故障诊断中应用可以实现自动识别处理，具有显著优势。

1精益生产体系的推进

通过汲取制造业中的精益生产管理体系的思想，从实际的生产管理情况出发，基于PDCA循环，将现场识别的各个问题进行汇总，利用“二八法则”找出影响生产工作的重点事项。利用各项管理工具和措施，例如，Maximo系统、IEMS（视频动作分析系统）、价值流图、甘特图等常用生产管理工具对问题进行改善。通过对生产工作的现场排摸，需要从最基础的工作进行识别。以“人、机、料、法、环”五大元素对现场生产的各个环节的问题进行挖掘。需要对生产团队的人员组织结构、能力矩阵分布、设施设备工装、辅料备件、生产工艺、生产流程、场地布局、内外部交付计划等进行全面的了解，对基础生产体系的管理优化，从而提高效率，降低成本。

2地铁车辆转向架轴承故障成因分析

2.1锈蚀失效

在地铁运行中，转向架在长期运行中会出现温度较高的问题。而在夜晚等特定的时段中，在地铁停运中，轴承温度会出现显著的变化，这样则会导致密封装置失灵等问题的出现，在温度、化学物质等多种因素的作用下，则会导致轴承出现不同程度的腐蚀、生锈等问题。

2.2胶合故障

胶合主要就是两个金属结构之间出现了相互黏合的现象，在荷载较大以及润滑状况不足的状态下，则会导致两个金属之间摩擦产生大量的热量，这样则会直接的造成轴承在短时间中出现大幅度的升温问题，进而出现了表面的损伤问题。

2.3裂纹故障

在地铁车辆转向架故障中，裂纹故障也是最为常见的一种。如果地铁车辆转向架出现了裂纹，便很容易引发地铁车辆的安全事故，从而造成严重的经济损失甚至人员伤亡。通常情况下，地铁车辆转向架的使用寿命可达30年或更久，但是在实际运行中，由于受到自身质量、操作以及恶劣环境等的不良影响，转向架自身的抗疲劳强度将会不断降低，从而导致很多裂纹的产生。而地铁转向架裂纹故障的主要原因也有很多，包括转向架长期连续运行、转向架自身材料质量存在问题、多层焊接层之间的融合效果不佳等。这些情况都很容易导致地铁车辆转向架的裂纹故障产生，从而对地铁车辆的安全运行造成不利影响。

3架大修管理模式转换

传统架大修的运作模式局限于单一的降低成本，提高生产效率。降低公司人力资源、物料、工器具等直接成本。通过实际的项目经验，全面推进了精益生产体系，从人力资源、工器具、部件维护的可靠性等等一系列的生产环节都得到了高度的提升。利用节省下来的成本进行研发式维修环境的搭建和部件维修能力的拓展，从而取得阶段性成果。通过精益生产体系在架大修基础工作的成本压缩，从而使团队利用解决生产问题，推动技术能力的提升。将核心部件修工作和基础架大修工作同步发展，确保基础生产工作高效完成的前提下，有充足的人力资源进行部件修能力的开发拓展，减少项目执行阶段的委外修成本比例。架大修模式管理的循环方式主要分为以下4个步骤，以日常的精益生产体系为基础，进行正向循环。（1）精益生产体系推进。（2）项目成本降低。（3）先进工器具的投入。（4）维修/研发能力革新。精益生产体系的核心就在于持续改进，因此，该架大修的管理模式中的优化都是可持续的。

4地铁核心系统架大修的优化方法

4.1试验平台建设

验证故障诊断方式，进行轴承故障诊断试验平台分析。在试验平台中，通过传感器进行信号的收集与输出，在数据采集卡的支持下进行信号的传送处理，通过计算机进行信号的分析处理，则可以获得轴承的故障状况以及相关信息。在处理中采样频率为10kHz。通过Matlab软件平台实现信息数据分析，获得的数据处理故障特征频率以及其谐波频率位置存在在明显谱峰，符合搜索结果吻合，验证提出方法有效性。可以发现获得的故障特征频率、谐波频率的位置具有显著的谱峰，由此可见其符合故障诊断搜索结果。

4.2定位防护软件设计

安全防护软件模块解决了目前室外作业人员工作情况很难了解、作业记录不易保存等问题。在作业人员必备工具（比如信号工的万用表、对讲机等）上加装定位的模块或者佩戴手环，系统就可以通过工具或者手环传回的数据分析作业人员的位置和工作状态，通过日志查询，汇总查找维护人员的活动轨迹，在保障作业人员安全的同时，提高了作业人员的工作效率。

4.3转向架试验

在完成了转向架的检修工作并将其重新安装好之后，需要通过试验的方式来确定其运行效果。具体试验中，其主要的技术措施包括以下几个方面。第一，将转向架安置到综合试验台上，使其踏面清扫器以及制动片开始动作，做好保压试验。第二，将试验台从静载转为重载，对转向架中的油箱体、轴距、车架等基准面尺寸进行检查，并检查好油箱接头位置的拧紧力矩。然后，对车钩高度及其尺寸进行调整，再对其空气弹簧中的管路进行气密性、转向架压差阀压力以及油箱橡胶盖安装等试验。试验中，对于出现的问题，应及时查明原因并做出针对性的调整。在完成试验并确定转向架运行良好、完全符合地铁车辆实际应用需求的情况下，转向架的检修工作才得以顺利完成。

4.4车队运维阶段

在列车投入运营后，利用先进的无线传输及在线诊断系统不断地积累有效的数据模型。不可仅仅只局限于OEM-制造厂商给出的维修手册等基础信息。需要在分析数据时，将两者有机结合。可以做到既不会过度修也不会滞后修。有依据地进行修程的合理设计，使得每一列车乃至每一个系统都具备独立的运维计划。利用Maximo等先进管理工具的工单、资产管理等强大的功能，跟踪列车核心子系统和部件，独立建立各个部件的维修履历及相关信息。维护人员可以更便捷全面地掌握各个部件及列车的信息，从而做出更高效和确切的维修工作。

结语

转向架轴承在运行中出现故障问题，会直接影响列车运行的安全性，在智能化诊断技术的支持下，可以通过计算机进行故障诊断分析，实现了自动化、智能化的诊断，有效地保障了地铁运行的安全性、稳定性。

参考文献

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