城市地铁架大修管理信息化目标与需求分析

张乐 杨强 陈亚兰 张铭科

摘   要：地铁车辆架大修是对运营年限达5年/10年或运行公里数达60万/120万公里的列车进行全方位深度拆解维修，恢复列车整体性能，以达到符合运营标准的一项技术性工作。轨道交通近期规划多条线路，所有车辆将陆续进入架大修修程，为更好地管理车间和控制生产现场，提高车辆维修效率，车辆中心计划采用信息化系统协助各架大修车间的日常管理和现场作业，其中涉及人员管理、班组管理、基础数据、物资管理、现场管理、生产数据统计分析等。通过信息化系统的实施可以积极推进现场作业顺序并且综合评估生产绩效指标，打通生产中的堵塞项点，不断提高公司架大修作业效率。文章对此展开分析。

关键词：地铁;架大修;信息化;管理系统

根据前瞻产业研究院发布的《2018—2023年中国城市轨道交通行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示：2011—2017年，我国城轨交通运营线路条数逐年增长。截至2016年年末，中国大陆地区共计30个座城市已开通运营轨道交通线路，共计133条线路，运营线路长度达高达4 153 km。截至2017年12月31日，北京、上海、广州等35座城市开通运营轨道交通线路，共171条线路，总里程已高达5 083.45 km，车站3 269座。地铁车辆检修的目的是保证车辆质量的性能，架大修是维持车辆性能的重要维修形式。目的是全面恢复车辆的原有尺寸与出厂性能，实现地铁车辆在设计的生命周期之内安全、稳定运行[1]。

目前，我国地铁车辆架大修主要存在的问题有：（1）车辆的类型较多，不同车型具有不同的检修方式，为我国地铁车辆架大修设备的检修带来了难度。（2）同一车型在送修之前的持续运行时间、行走的距离、车辆的性能等多个方面都具有特殊性与不确定性，需要根据不同车辆的不同特征，进行不同的技术处理，展开全面的维修工作。（3）随着车辆的更新换代，新技术的全面应用，都推动着架大修车辆的改善与优化，促进了地铁车辆维修的不断前进。这些对于地铁车辆架大修項目管理等多个方面都具有较大的难度[2-4]。

信息化系统建设和应用是城市轨道交通工程建设、线网运营管理、可持续高效管控的重要手段。城市轨道交通企业的信息系统涉及工程项目、运营维护、企业管理等方面。轨道交通近期规划多条线路，所有车辆将陆续进入架大修修程，为更好地管理车间和控制生产现场，提高车辆维修效率，车辆中心计划采用信息化系统协助各架大修车间的日常管理和现场作业，其中涉及人员管理、班组管理、基础数据、物资管理、现场管理、生产数据统计分析等。通过信息化系统的实施可以积极推进现场作业顺序并且综合评估生产绩效指标，打通生产中的堵塞项点，不断提高公司架大修作业效率[5]。

1     车辆架大修信息化目标

车辆架大修信息化管理系统，定位现场执行管理系统（Manufacturing Execution System，MES），能提供即时服务，包含调度管理、人员管理、车辆履历管理、工班管理、物资管理、委外管理、生产综合信息管理等方面。该系统应是一个以现场生产工位为主轴的动态信息化管理系统。具体目标包含：

（1）实现对车辆架大修生产过程的车辆维修计划、维修人员配置管理、物资调配、作业工位监控、作业工单管理等的精细化管理。

（2）实现对车辆架大修工艺的标准化，即通过标准化流程的制定和实施，规范现有车辆架大修作业全过程。

（3）实现对车辆架大修资源的共享，即通过系统可以实时了解车辆架大修各工位作业状态、物资及人员使用情况、在线共享架大修规程工艺文件等。

（4）实现系统自动生成车辆多层级全方位履历信息，包含车型组成结构、系统部件信息、故障数据、部件更换历史、车辆行走公里数等。

（5）实现架大修生产全流程闭环的物资使用记录：根据架大修规程、生产计划以及架大修现场工位等基础信息，生成各类作业工单，由作业工单挂靠提报的物资清单等由系统进行物资调配并由系统进行管理。

（6）实现委外作业及供应商管理，包括入场验收、功能验收和供应商考评等。

（7）实现对整个架修作业过程的质量把控，可有效提高车间作业完成质量。

（8）实现对物资、工单、故障等基础信息的收集并由系统进行多角度的报表统计，为管理层提供多方面的决策支持，包括：生产成本、生产进度、作业质量等方面。

（9）实现对车间内部各类风险源信息管理，可实现对车间内各类易燃易爆品、作业风险源等的管控。

2     车辆架大修信息化需求分析

根据华东地区包括上海、无锡、南京等地铁维修部门实地调研，车辆架大修系统软件部分可按功能分为9大模块，即调度、人员、物资、工班、车辆、质量、影音、委外、监控，如图1所示。

2.1  调度管理模块

2.1.1  工单管理

工单种类分为计划工单、故障工单、临时工单3类，实现根据架大修列计划或架大修车间生产、故障、临时性任务创建生成作业工单，由调度确认后发送至工班，工班接收工单完善信息并确认后，由系统自动将工单内所包含的物料信息通知物料准备人员。支持对工单设置模板，工单中相关内容应支持用户人工调整，并设置工单未按期完成情况说明备注[6-8]。

2.1.2  车辆交接

系统支持对整个接车、交车过程中车辆各类信息进行交互确认，并支持Excel等外部文件导入。接车时由检修调度登录信息化系统并输入待接车辆信息，包括车辆号、车辆故障记录、部件更换记录、开口项记录、需架大修车间配合整改项、车辆走行公里数等信息，架修调度对以上信息核实后确定接车，如信息有误则由架修调度退回检修调度进行修改并由架修调度重新确认后进行接车。

2.1.3  修程计划

远期计划管理：实现3～10年内的架修计划远期规划，包括对车辆数、车型等数据的信息化管理。年计划管理：实现在远期规划的框架下，建立架大修年度维修计划。列计划管理：作为车辆架大修生产的具体指导依据，在列计划中应包含具体修程、车号、每日作业所有任务、作业工班、工位等信息。

2.2  人员管理模块

（1）人员信息管理。系统应支持从人力资源系统同步架大修车间的组织架构及人员基本信息。系统同步轨道交通运营分公司架大修车间的组织架构信息，包括车间及班组的编码、名称等;系统同步架大修车间的人员基本信息，包括工号、姓名、岗位等。

（2）技能培训与考评信息管理。系统应根据用户自定义需求具备对架大修车间员工的员工作业证件持有、人员技能标签、人员日常培训学习等情况的录入功能，并将相关信息关联至人员构架树中，支持点击构架树中相应人员显示其基本信息、日常培训学习汇总信息（支持按人员查看指定时间段内各类培训数量和培训内容等信息，同样可以根据培训内容查看参加培训人员情况）及技能项点蜘蛛网状图（从工单中提取该员工历史作业工序作为技能项点，衡量值为该工序的作业次数），并支持人工勾选多名员工进行技能项点网状图对比功能。

2.3  物资管理模块

2.3.1  必换件领用

（1）必换件准备：系统依据列计划中作业内容自动通过计划工单内定额包生成必换件配料单，配料单中应具有物资编码、物质名称、规格型号、数量等信息供物料配送人员取料，必换件采取按工序设置托盘装填方式，并配置物料小车存放托盘，托盘应具备物资摆放整齐、防插错功能，便于配送。（2）必换件交接：物资管理人员通过移动终端对物料托盘上粘贴的二维码进行扫描取料确认（确认托盘物料与定额物料符合），工班领取物料时通过手持终端扫描托盘上的二维码确认后完成领料。

2.3.2  偶换件领用

具体功能包含：（1）出料提醒，故障工单及临时工单所需物料（由作业班组在工單中填写，填写完毕后系统自动将物料清单发送至物料配送人员并进行提醒）。（2）物料交接，物资管理人员根据移动终端显示所需物料清单进行扫码取料，由取料人员输入所取物料数量后进行确认，系统自动将物料待取信息反馈至工班终端，工班领料时在终端上确认后完成领料。

2.3.3  虚拟仓储管理

虚拟仓储管理用于车间物资的实时管理，包括二级库物资领用信息实时导入、状态编辑保存、工单消耗同步、退库、首次分配、物资预警等，同时支持台账下载。信息交换只针对目前分公司现有的所有物资信息，包括：物资编码、物资名称、规格型号、数量、单价等。架大修信息化系统支持按照车间管理要求分别对工器具、工装、周转件、备品备件、耗材等进行分类管理，每一项物资信息需包含分公司相关管理要求的所有物资信息，且可新增管理内容。

2.3.4  周转件管理

实现对周转件（全新周转件及车辆拆下件）的信息化管理，符合运营分公司周转件管理要求，包括存放位置、部件状态等方面的全面管理，同时支持周转件的使用寿命管理，对当前周转件的使用寿命信息进行管理，并对使用寿命进行预警，其数据与电客车履历管理等相关数据关联，从而达到对周转件历史记录的追踪和统计分析，并支持对周转件报废过程的管理。

2.3.5  工艺装备

架大修信息化系统需满足maximo系统以内及以外工艺装备（包括工装、工具）的管理，支持用户对工艺装备新增、删除、查看、分类管理、状态跟踪、故障记录、报修申请的管理等功能。

2.3.6  数据管理

具体功能包含：（1）系统关联。工班领料确认后系统自动记录物料领用确认时间及领用物料明细并上传至系统中，物料消耗与maximo数据实时同步。（2）查询。材料管理人员可以根据时间、工单查询物料领用明细。

2.4  工班管理模块

2.4.1  综合管理

具体功能包含：（1）支持查询工班人员信息。（2）可以查看工班所配属的工装、工具信息。（3）支持实现工班台账文件系统管理功能，其中包括班组建设、技能培训（技能培训内容可按用户需求进行分类，并支持培训相应参加人员名单的输入功能）、综合日志、巡库日志等上传及查询功能。

2.4.2  工单管理

具体功能包含：（1）系统自动调用工单模块信息，将工班作业状态进行实时显示。（2）支持条件查询本工班维修作业工单及相应记录表及相应测量数据。（3）工班在接受工单后，关闭工单前可进行手动修改工单内容，并提供工单确认接受及关闭功能。

2.4.3  故障填报及处理

支持工班故障管理（填报、修改、删除及查询），故障发现班组将该故障信息存入系统，由调度选择性生成故障工单，具体功能包含：（1）实现对车间现场故障管理。（2）故障模块内信息填报与工单系统关联。（3）在故障填报及查询的基础上，实现数据的统计和报表功能，便于准确直观的了解故障分布情况及发展趋势等。

2.5  车辆履历管理

2.5.1  列车履历结构树

结构树模版支持实现对轨道交通所有线别车辆编组组成结构树的设定和编排。系统应能方便快捷设定各车型的部件结构。可对各类车型提供多套部件结构模板，方便用户对多种车型部件结构的编排。支持结合部件数据灵活展现列车编组内部的部件明细。

2.5.2  车辆维修履历信息输入

具体功能包含：（1）接车时调度输入线别、列车号等信息后，调用系统内该列车号所对应的履历树模板。（2）车辆维修履历信息输入功能，由作业人员通过登录系统点击该列车履历树或其他方式选中零部件后，显示该系统的零部件总表。（3）作业人员在该零部件总表相应位置中输入旧零部件序列号及更换原因，当该部件维修作业完成后再点击该列车履历树中的零部件后输入新零部件序列号，完成一次履历更新，以上输入信息均支持用户自定义保存及修改。

2.5.3  车辆履历信息查询

系统应支持根据零部件名称、更换日期、所属系统、更换原因、列车号、零部件序列号、负责人、更换里程等信息进行筛选查询及支持按用户规定格式导出打印功能。

2.6  质量管理模块

（1）表单管理。质量检查表按用户自定义需求进行上传（如工位、工序、日期）。

（2）整改记录管理。当工程师现场检查发现质量问题时，由相关工程师在系统中填写质量整改通知单并上传至质量模块，由系统流转至相关人员，相关人员收到整改通知单时，现场进行整改，整改完成后在系统中对相关问题进行整改补充，完成后该整改通知单流转至相关工程师、质量工程师、领导。

（3）作业监测值管理。系统支持各项测量表单标准数据值的填写，系统支持根据工班输入测量数据与标准数据进行比对，若超出标准值则系统自动报警提示质检人员，由工班确认整改后系统自动关闭报警。

（4）数据管理。支持按用户按工位、工序、日期、整改通知单编号等选项进行归类储存及查询。

2.7  影音管理模块

（1）信息化屏幕显示。包括现场大屏、工班显示屏、现场工位一体机，硬件设备具备用户自定义的音频、视频播放等功能。

（2）音频广播功能。在调度室设置音频输入设备，并可将音频在现场音频播放设备中播放。

2.8  委外管理模块

2.8.1  委外件交接、验收及人员监造管理

（1）实现对委外部件交接及验收过程的信息化管理，具体功能包含工单发起。（2）实现对人员监造审批过程的信息化管理，具体功能包含监造任务发起。

2.8.2  委外文件管理

实现对委外过程中产生的入场、出场交接单、入场/功能验收单、监修日志、委外修过程记录表、委外修质量（故障）报告、委外部件试验单据进行信息化管理，按部件种类对委外修部件厂家提供的试验单据进行存档，并支持筛选查询功能。

2.8.3  委外件質保跟踪

实现根据委外合同对委外件质保期在系统内进行手动更新功能，并可根据质保跟踪关联查看委外件的相关信息。

2.8.4  委外执行管理

架大修信息化计划实现的“委外供应商执行管理”部分为分公司现有合同管理系统的延伸，实现委外项目的深度管理。包括：开工情况审核、计划实现交期管理、质量管理（监造现场质量、入场质量检查、运行质量等）、售后响应情况、技术能力及暂列金管理等，为后期新项目实施提供便捷、详细的供应商及其实施过程参考。

2.9  综合监控模块

2.9.1  车间监控

在车间平面地图上展示工位状态。工位状态显示分为作业中、有故障、空闲中等状态，不同状态采用不同颜色表示。

2.9.2  计划执行监控

将架大修计划（包含远期规划、年计划、列计划）通过甘特图或层级表格的形式进行展示，并在图形上显示计划基准和实际进度的对比情况，超前显示为绿色，滞后显示为红色，正常显示为蓝色，未开始作业显示为灰色，点击每个具体的任务可以查看任务的完成情况汇报。

2.9.3  成本绩效监控

成本绩效监控用于展示工时成本和物料成本，通过对车辆架大修的成本绩效分析和对比，清晰地了解到架大修的成本支出趋势、成本的分布情况，从而帮助管理层对架大修的成本进行控制。支持查看车辆架大修的成本执行情况及列车之间的成本对比，可以查看架大修的成本趋势。

3    结语

随着各线路开通运行时间的拉长，轨道交通维保工作越来越成为轨道运营的重点。围绕车辆展开的架大修信息化工作，包括安全、效率、成本、方式、全生命周期追溯已然成为焦点问题。结合绩效考核、数据统计与分析来帮助企业达到“质量维修、量值维修、智能化维修”的目标，同时降低企业成本，提升整体效率。

（1）系统应建立起以架大修业务协同为中心的信息共享、质量监控、数据分析的信息化管理平台。对生产检修流程化管理，对资产全生命周期管理与跟踪，对维修（内部、外部）质量控制管理，对售后服务多点实时管理。

（2）系统应通过车辆维修中出现的各类数据如物资消耗、故障提报为管理层决策提供基础数据，并与单点登录集成，完成工单作业事项统一提醒。

（3）系统应符合开放的原则，充分考虑各种业务需求有机结合，可与外部系统进行通信并可提供标准的接口。既能实现架大修内部业务，还可以实现与公司其他业务系统的数据交换、信息共享功能，系统架构应具备实施对象的灵活扩展功能，便于日后应用于其他生产对象。

[参考文献]

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