南非机车维保数据库及检修研究

廖章庆 钟俊颜

摘要：介绍南非机车维保数据库组成以及应用，非计划修的检修策略以及机车维保后续重点技术的研究方向。

关键词：南非机车;维保数据库;检修策略

中图分类号：TK418                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）09-0133-02

0  引言

南非机车是为南非国铁设计的双流制电力机车，它能适用于南非交流25kV/50Hz和直流3kV双电流供电制式和轨距1065mm的特殊运营条件。最早的20E机车已运营8年多，机车和各部件在使用过程中必然会产生不同程度的磨损、疲劳、变形、损伤或故障，导致性能降低甚至功能丧失。2016年年底南非国铁与CRRC签订了南非机车的维保服务项目，为保证合同的顺利执行、提高机车可用性和可靠性指标、提高机车的维修效率、降低机车的运维成本、分析并预测机车及各子部件的故障趋势以及优化各机务段的资源配置，建立南非机车维保数据库，对南非机车进行检修维保策略的研究。

1  维保数据库的组成

机车的运营条件以及机务段维保检修能力是执行机车维保的基础信息和硬件要求，维保技术文件是指导维保执行的技术性基础文件，维保数据库主要包括以下部分，见图1：①运营条件信息：铁路线路平面图和纵面图;气候信息;机车配属机务段;②机务段维保检修能力信息：检修人员及资质、工具/设备及其保养记录、在段备件（包括周转件）信息;③检修维保技术信息：机车及各子部件的使用维护说明书;司机操作手册和在线故障紧急处理指南;计划修流程、修程、作业指导书;非计划修流程、作业指导书;重要子部件委外检修技术规范;技改项点及其作业指导书;④检修维保日常信息：机车运行公里数;机车黑匣子数据;各级检修记录表;履历表（各机车和重要子部件的检修记录，包括重要子部件的序列号、制造厂家、承修单位、检修日期和检修人员、上车、下车时间及其在车运行机车公里数、累计时间等信息）;故障统计匯总表;技造信息记录表。

2  维保数据库的应用

根据机车在线正点率和机破率、在段的故障情况统计，从各种维度分析机车运维的效果、当前各机车车队的运营和故障情况，分布并预测机车以及子部件在短期、中期、长期的故障分布趋势是数据库的主要功能。

根据数据库的统计分析结果，主要从物料可用性和检修质量可靠性两方面对机车维保工作进行改善。

2.1 检修物料可用性  统计各机务段物料使用数据，结合机车的各级计划修所需物料以及技改物料情况，预测长期和短期内的物料需求，适当提前采购各类所需物料并配置到段，同时在几个大型机务段之间的合适位置设置中心物料库房，以应对特殊情况下对个别物料的需求，保证机车检修物料的可用性，提高资金的周转率。

周转件物料维修的管理：根据南非当地物料供应商以及南非国铁推荐的其他铁路配件检修厂的维修水平、机车各子部件的重要度以及维保物料的经济性分析，周转件物料分别采用全委托（南非当地供应商）检修、半委托（CRRC提供技术支持，供应商（非南非国铁控制）提供场地和检修人员等检修资源）检修、在当地设立子公司，主体由CRRC控制的检修基地检修以及由机务段检修的4种周转件检修模式，根据各承修单位的检修质量统计以及检修经济性分析，定期调整各子部件的承修单位和其承修份额。

2.2 检修质量改善  ;检修质量的提高离不开检修人员的技能提高和检修方法的改善：

①检修人员的管理建议。根据南非当地用工特点，为优化检修人员配置、提高检修效率，降低检修人员的全面技能要求、发挥各自的专业能力，提出“检、维、修”分离原则，对机车及其各子部件进行检修维护。

检：根据机车的各级计划修时间节点，主要负责机车的各级计划修检查，按照计划修检修作业作业书对机车的各级计划修部件和项点进行检修维护，在检修的过程中发现非计划修故障和问题，记录并及时反馈给维护人员，侧重于检修人员的计划修检修能力和发现问题的能力的培养;

维：维护的主要核心保证机车的高可用性。及时处理在段、在线机车的各非计划修问题和故障，以快速恢复机车为中心，不对故障部件进行具体的修复处理，侧重于检修人员对各系统的熟悉和处理能力的培养;

修：对周转件进行维修。根据各段的检修能力，对由机务段承修的周转件进行检修，侧重于在段检修人员对具体部件的熟悉和故障处理能力的培养。

同时不定期的对司机进行机车操作和各类常见在线故障紧急处理等方面的培训，提高机车线上正点率和减低机车的机破率。

②检修技术文件的改善。定期统计机车各类故障信息，分析各线路、各型机车以及所属机务段机车等维度的故障分布，总结各故障部件的故障特点并预测各类故障的分布趋势，改进和优化各类计划修和非计划修技术文件（流程、修程、作业指导书）、重要子部件委外检修技术规范等技术文件。

3  检修策略

南非机车采用以可靠性为中心的维修理论，以计划修为主，非计划修为辅，非计划修与计划修相结合的维修方式进行机车维修策略。

南非机车采用的是多编组运营（2台及2台以上的22E机车，4台及4台以上的20E/21E机车），编组内机车数量可以根据机车的实际状态和负载情况进行一定的增加，根据各机车各系统的性能状态编制机车编组，编组的各系统性能特性是以整个编组内的几台机车串联或者并联进行整体分析，只需要保证机车编组的各系统均有不同程度的冗余，允许机车一定程度的“带病”运营。对单个机车的故障处理可以有一定的滞后性，这样在检修策略的设计时有较大的灵活性，提高机车的可用性，降低机车的综合运营成本和机车全生命周期成本。

针对南非机车的多编组运营模式，提出重复度较高的工序的故障部件、计划修部件、未处理故障部件以及技改项点部件的统一处理的概念：在一定时间容差内，计划修部件（提前和滞后的部件）、非计划修部件（当前部件和滞后的其他部件）、技改项点等检修或改造工作一起执行，在机务段内的非计划修故障（包括司机在线上反馈的故障和在段各级计划修检修时发现的故障）处理将按照图2的流程进行，在线的故障处理按照机破流程进行（本文暂不涉及）。

3.1 发现故障  机车在各机务段内的各级定期检修维护工作时，发现的各类非计划修问题和故障、机车黑匣子记录的报警数据以及司机反馈的实时故障信息作为故障信息的输入来源。

3.2 锁定故障部件  根据各故障现象，在段技术人员经检查/检测等方法、手段锁定故障部件或故障系统。

3.3 判断执行情况  根据故障部件的可靠度阈值（可靠度阈值是由故障等级，影响车辆安全性、任务性或影响经济性等因素确定），以及机车编组的实际运营负载以及当前所处机务段的检修条件，结合段内的检修资源，确定故障机车是否需立即处理还是放行并记录，机车编组是否重新编组。

3.4 分析故障处理所需工序并确定执行检修内容  根据故障处理所需的工序，分析与处理故障部件所需执行的工序（包括一些重要工序：如架车、拆顶盖）重复度较高的一定时间容差的计划修部件、前期未处理的其他故障部件以及技改项点，就机车的运营计划和当前所在机务段的检修资源情况，确定并执行在当前机务段可以一起处理的检修作业内容。

3.5 记录并共享检修记录

记录各检修记录并在数据库内共享各机务段的检修记录，实现各机车、各子部件检修履历的无缝衔接，为避免后续计划修检修工作的重复和资源浪费。

4  后续的维保技术研究

目前南非机车的维保工作还处于初期阶段，维保技术的研究将持续开展，后续维保技术的研究将重点从以下几个方面着手：

4.1 剩余寿命研究  加强重要子部件的剩余寿命研究，根据同类部件的历史使用数据、全生命周期成本（LCC）分析以及各部件的重要参数趋势研究，根据部件的关键技术参数推测出当前故障部件的剩余使用寿命，对当前故障部件是进入再检修还是报废处理提供指导性建议。

4.2 可靠度阈值研究  根据编组负载要求以及机车各系统的性能状态情况，重点研究机车编组内各系统冗余以及可靠度阈值研究，科学合理的编制机车编组，提高机车的可用性指标，合理组织机车的检修工作，统一处理机车的各类故障和计划修工作。

4.3 重要子部件的检修技术研究  重要子部件的检修质量是影响机车可靠性、可用性的重要因素，了解并掌握子部件的关键检修工艺和性能参数能更好的把控机车的运营质量，在南非機车的检修工作中CRRC将开展研究并逐步消化机车上重要子部件的关键检修工艺和性能指标。

参考文献：

[1]董锡明.机车车辆维修基本理论[M].中国铁道出版社，2008.

[2]李成龙，等.机车重要零部件检修数据模型化技术研究[J].铁路计算机应用，2020（4）.

[3]张波，等.地铁车辆“精益检修”模式探讨[J].城市公共交通， 2020（10）.

[4]钟俊颜，等.南非20E&21E机车维修策略的研究[J].机电信息，2019（15）.

[5]吕德峰，等.基于可用度的地铁车辆维修检查间隔优化方法[J].东南大学学报，2011.

作者简介：廖章庆（1984-），男，湖南衡山人，工程师，研究方向为电力机车通风设计和维保。