基于以可靠性为中心的地铁车辆维修

许秀锋

（同济大学资产处，200092，上海∥讲师）

RCM（可靠性为中心的维修）在20世纪60年代末起源于美国航空界。首次应用RCM制定维修大纲的是波音747飞机［1］。近年来，RCM在国外铁路及轨道交通项目中应用日趋广泛。如1996年，通用汽车公司为加拿大国铁保修50台大功率内燃机，首次在机车上应用RCM。近年来，欧洲以及日本等地的铁路及轨道交通，也在RCM思想的指导下，进行了修理制度的改革［2］。如果能在地铁车辆的维修保养过程中，从RCM的角度出发，以故障统计为基础，以故障模式分析作决策支持，合理地确定地铁车辆的维修需求，优化目前使用的地铁车辆维修保养方式，提高维修保养的效率，增强有效性，体现针对性，克服盲目性，必将对国内轨道交通的维护保养工作产生重大而深远的影响。

1 RCM理论

在RCM中，需要回答以下7个基本问题［3］。一是功能：在现行的使用环境下，设备的功能及相关的性能标准是什么？二是功能故障：什么情况下设备无法实现其功能？三是故障模式：引起各功能故障的原因是什么？四是故障影响：故障发生时，会出现什么情况？五是故障后果：什么情况下各故障至关重要？六是故障预防：做什么工作才能预防各故障？七是找不到适当的预防性工作怎么办？

作为故障预防的基础，RCM将故障后果分为隐蔽性故障后果、安全和环境后果、运行后果及非运行后果。RCM以上述后果分类作为维修决策的基础，通过将每种故障模式的后果按上述分类标准去归类，从而将维持设备的运行、环境和安全目标集合在一起，使预防维修的重点放在那些后果最严重的可能故障上。

RCM的分析思路为：首先对设备功能、功能故障、故障模式进行分析，在此基础上对故障影响和故障后果进行评价、分析，并以安全、运行经济性和维修费用的综合目标制定维修策略［4］。

2 应用研究

2.1 确定分析目标

以上海轨道交通5号线为例，自2003年运营以来，由于车辆故障导致的救援事件中，制动故障占63%，车门故障占28%，其他故障占9%左右。为此，确定以制动系统为重要系统，通过研究分析，优化现有的维修保养策略，提出有效的整改措施。这必将大大减少车辆故障对运营造成的影响。

2.2 系统功能框图

在进行RCM分析之前，通过收集制动系统的相关资料，包括设备说明书、设备结构图、设备系统图控制、保护逻辑图、设备运行规程、设备的历史维修记录、故障报告及可靠性数据等进行分析。

5号线地铁车辆制动系统由英国Westinghouse公司提供，属于微机控制直通式模拟电空系统。其空气供应及制动系统关系见图1。

图1 空气供应及制动系统关系图

2.3 系统结构分解

制动系统主要分为空气供应系统、制动控制系统、空气悬挂系统和其它气动系统。

2.4 信息工作单

对制动系统分析的过程如下：首先明确制动系统的功能，根据功能进一步分析可能发生的功能故障模式和导致这一功能故障模式发生的故障原因；然后对故障原因的形成、征兆以及对分析项目的影响进行详细的说明。制动系统故障模式及影响信息工作单见表1。

表1 制动系统信息工作单

2.5 决断工作单

逻辑决断的过程就是通过对后果进行分析、逻辑决断后形成决断工作单（见表2）的过程。

表2 制动系统决断工作单

3 维修策略优化

通过对地铁车辆制动系统的RCM分析，结合地铁车辆制动系统的实际故障发生情况，调整了原有的维修方式和检查周期，形成了新的维修大纲。新维修大纲是对原有维修方式的优化（见表3）。

表3 地铁车辆制动系统维修大纲对比

主要性能对比如下：

（1）新的维修大纲缩短了对风缸、软管、空压机、空气干燥器、双向阀等部件的检查周期，减少了故障率，提高了地铁车辆的可靠性；

（2）新的维修大纲增加了对风管及塞门的检查内容，提高了列车的安全性及可靠性；

（3）根据实际使用情况，新的维修大纲延长了主控制器的维修周期，使主控制器的维修周期和地铁列车的架修周期（5年修）保持同步，缩短了列车停库时间，提高了列车可用度。

通过实例应用和分析，可以看出RCM对于优化维修策略、提升维修管理水平、提高维修效率、降低维修成本等方面具有明显的优势。

［1］贾希胜，程中华.以可靠性为中心的维修（RCM）发展动态［J］.军械工程学院学报，2002，14（3）：23.

［2］何钟武.浅谈国内外RCM技术的研究与应用［J］.航空与标准化质量，2006，38（3）：38.

［3］Deshpande V S，Modak J P.Application of RCM to a medium scale industry［J］.Reliability Engineering and System Safety，2002，77（1）：31.

［4］Beehler M E.Reliability centered maintenance for transmission systems［J］.IEEE Trans on Delivery，1997，12（2）：1023.