淺談成都北車輛段貨車檢修信息化建設(shè)與展望

郭 勇，趙俊彥，黃永東

（1 成都鐵路局 重慶西車輛段，四川成都610082；

2 哈爾濱鐵路局 科學(xué)技術(shù)研究所，黑龍江哈爾濱150006；3 北京京天威科技發(fā)展有限公司，北京100085）

鐵路車輛段信息化建設(shè)是保障車輛運行安全、提高生產(chǎn)效率和管理水平的重要手段。成都北車輛段遷址工程作為鐵道部關(guān)注的地震災(zāi)后重建的重點工程，優(yōu)化與整合車輛段信息化建設(shè)體系，對釋放車輛段檢修生產(chǎn)能力、提高檢修效率與質(zhì)量、降低檢修成本具有重大意義，同時對規(guī)范車輛段管理也起著重大推動作用。

1 車輛段當(dāng)前生產(chǎn)模式下信息化現(xiàn)狀

以成都北車輛段檢修車間為例，車輛進車輛段管線后到達(dá)存車線，由車輛段預(yù)檢人員在存車線上對每輛車逐一進行預(yù)檢。預(yù)檢員手工紙質(zhì)記錄車輛基本制造信息和發(fā)現(xiàn)的預(yù)檢故障后，將信息反饋到檢修調(diào)度員，同時將預(yù)檢信息手工輸入HMIS系統(tǒng)，調(diào)度員根據(jù)車輛段當(dāng)前的檢修生產(chǎn)能力情況，安排當(dāng)日的貨車檢修任務(wù)，即制定當(dāng)日的修車日計劃，經(jīng)系統(tǒng)審核通過的修車日計劃下達(dá)到檢修車間，同時車輛由存車線拉入檢修車間檢修大庫架車并分解，分解后的大部件與配件運送到各自的檢修流水線上進行檢查、修理、復(fù)檢、驗收。檢修過程中現(xiàn)場各班組根據(jù)配件的現(xiàn)場保有情況向倉管部門手工請領(lǐng)材料，各大部件和配件形成良好狀態(tài)后進行組裝，與此同時HMIS系統(tǒng)采集各大部件和配件的檢修過程信息與組裝信息，待部件裝車完畢形成整車落成狀態(tài)，由鐵道部驗收員代表鐵道部驗收合格后，即HMIS系統(tǒng)記錄為車輛修竣，通知車站將檢修完好的車輛拉離車輛段檢修車間。見圖1。

目前HMIS2.0系統(tǒng)在業(yè)務(wù)上涵蓋了車輛檢修從入段管線到與車站交付進入運用狀態(tài)的各個檢查、檢修過程，不僅存在大量的表格需要人工填寫，并且現(xiàn)場還需要人員對檢修配件進行實物的統(tǒng)計與管理，包括檢修過程中材料的消耗等情況。

圖1 當(dāng)前生產(chǎn)模式下信息化框圖

2 問題與挑戰(zhàn)

車輛段檢修車間信息化建設(shè)中存在的問題，主要表現(xiàn)在：

（1）信息“孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，數(shù)據(jù)共享率低無法充分共享車輛歷史檢修信息；無法充分共享與利用車輛運用過程中故障及5T信息；物資管理系統(tǒng)中材料信息與HMIS系統(tǒng)中的配件信息各自孤立不能共享；智能化微控設(shè)備與HMIS系統(tǒng)之間不能充分共享檢測、檢修數(shù)據(jù)；檢修生產(chǎn)質(zhì)量管理信息較孤立，無法融入全局性的質(zhì)量反饋管理體系。

（2）信息識別手段落后

當(dāng)前成都北車輛段信息識別手段主要以人工識別為主，存在的問題包括：配件供應(yīng)商各自獨立進行編號，重號配件在車輛段經(jīng)常發(fā)生，為配件的識別帶來一定的影響；手工涂寫標(biāo)志，不規(guī)范，在檢修過程也常常會“丟失”，給識別配件帶來一定困難，無法快速追溯配件屬性；檢修過程中主要依靠人工進行識別，發(fā)生錯誤幾率較高。

（3）無法實時監(jiān)控車輛的休時與檢修生產(chǎn)進度

車輛段對貨車從申請部令扣車開始至整車修竣出段的整個過程的監(jiān)控，主要依靠人工從不同應(yīng)用系統(tǒng)中得到相關(guān)信息后進行匯總得到的，無法保證數(shù)據(jù)的及時、全面和準(zhǔn)確性。車輛段管理人員借助現(xiàn)有系統(tǒng)，無法及時獲得貨車檢修、配件檢修的生產(chǎn)進度與狀態(tài)，制約了精益生產(chǎn)理論的應(yīng)用。

（4）物料管理方式落后

物料管理賬、卡、物相符率不高；物料對檢修現(xiàn)場的供應(yīng)方式，仍為傳統(tǒng)的請領(lǐng)制，物料管理部門無法了解檢修現(xiàn)場使用物料的進度與數(shù)量；庫存水平更多依靠人工來進行制定；現(xiàn)場物料不能夠做到“車走料盡”；檢修車間設(shè)置小倉庫，且難以進行準(zhǔn)確的單車成本核算；依靠人工來管理寄存物料，不僅工作量大、容易出錯，且有造成車輛段資產(chǎn)流失的風(fēng)險。

（5）無法實時監(jiān)控質(zhì)量安全信息

成都北車輛段故障信息的傳遞依靠紙質(zhì)卡片記錄作為主要手段進行傳遞的。這種串行的傳遞方式，無法使故障信息的使用者及時共享。同時對于發(fā)現(xiàn)、修理完的故障，只能依靠人工進行確認(rèn)，無法保證所有故障均已閉環(huán)處理。

3 對策與建議

針對車輛段的生產(chǎn)與信息化現(xiàn)狀，信息化建設(shè)應(yīng)該以質(zhì)量、安全、生產(chǎn)進度、物料管理和人員教育、培訓(xùn)為核心，整合HMIS、物資管理系統(tǒng)、YMIS、AEI等現(xiàn)有系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)挖掘和深層次分析，運用相關(guān)模型與分析方法，對生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)進度、物流成本、檢修質(zhì)量管理體系、物料管理與庫存控制等進行專題分析與控制，為車輛段的現(xiàn)場管理與決策提供科學(xué)的基礎(chǔ)依據(jù)。實現(xiàn)信息化建設(shè)可以從以下幾個方面進行考慮：

（1）信息化建設(shè)的原則

信息化建設(shè)應(yīng)該立足車輛段實際，規(guī)范信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，避免重復(fù)建設(shè)。建設(shè)時應(yīng)做到：①編碼統(tǒng)一規(guī)劃與管理；②最大程度的實現(xiàn)信息的全面共享；③統(tǒng)一開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與應(yīng)用平臺；④系統(tǒng)應(yīng)該具備可擴展性；⑤滿足系統(tǒng)內(nèi)不同子系統(tǒng)、不同用戶間的低耦合性；

（2）整合輪對流水線，建立生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)控平臺

成都北車輛段對段修輪對、廠修客貨車輪對生產(chǎn)車間進行整合，實現(xiàn)廠段檢修統(tǒng)籌管理，貨車輪對可在同一生產(chǎn)空間的流水線上進行不同修程之間相互轉(zhuǎn)換，針對同一輪對高低修程的車統(tǒng)卡片可實現(xiàn)充分的信息共享，整合調(diào)集現(xiàn)場的輪對檢修設(shè)備、人力、物料等資源，實行具有集約化生產(chǎn)的輪軸檢修管理新模式。

（3）完善質(zhì)檢管理體系

2011年鐵道部運裝貨車［2011］1號文件明確要求“利用信息化手段，通過工序、標(biāo)準(zhǔn)間的技術(shù)制約，將檢修各工序構(gòu)建成質(zhì)量互控網(wǎng)絡(luò)”。借助于信息化手段，以PDA與PC機相結(jié)合，在車輛段充分貫徹鐵道部的“三檢一驗”制度基礎(chǔ)上，整合5T信息，利用PDA照相技術(shù)，實現(xiàn)圖片、文字描述相結(jié)合，通過故障分析中心專業(yè)人員對故障進行分析，為后期的檢修生產(chǎn)組織，物料配送提供信息來源。在車輛段實現(xiàn)預(yù)檢、開工前預(yù)修與整車質(zhì)量檢查的移動作業(yè)管理，實現(xiàn)故障的閉環(huán)管理與“留證”管理，在車輛段檢修車間建立一套質(zhì)量互控網(wǎng)絡(luò)。

（4）更新信息系統(tǒng)采集方式

①升級HMIS為檢修全過程的工位級管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)工位采集。②輪軸、轉(zhuǎn)向架等相關(guān)部件采用RFID進行標(biāo)志。③材料管理中采用條碼管理。④以智能接口插件、報文等方式完成設(shè)備數(shù)據(jù)與HMIS數(shù)據(jù)的共享采集。⑤利用PDA進行預(yù)檢、預(yù)修、質(zhì)量檢查、配件收支管理等實時移動作業(yè)。

（5）建立新的物料管理模式

借助信息化手段實現(xiàn)物料由請領(lǐng)方式向“輛份制”的配送方式轉(zhuǎn)變，真正實現(xiàn)檢修現(xiàn)場物料的“車走料盡”，減少現(xiàn)場物料積壓、為明晰檢修車的單車成本提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持；利用信息系統(tǒng)實現(xiàn)物料的出、入庫管理、調(diào)撥管理、配送管理、盤點管理以及供應(yīng)商寄存物料管理；借助信息系統(tǒng)建立合理的庫存管理模型與策略，實現(xiàn)庫存物料的良性周轉(zhuǎn)與管理。

4 新信息化體系下的生產(chǎn)模式

調(diào)度員通過信息系統(tǒng)采集列檢扣車的CT23，段口車號識別AEI系統(tǒng)共享入段時間，為車輛在段修時分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，預(yù)檢員手持PDA設(shè)備可瀏覽待檢車輛的5T信息和貨車履歷信息，對5T提示的預(yù)警進行重點檢查，預(yù)檢員根據(jù)按車型定義的檢修BOM（貨車物料分解清單）對車輛進行一次細(xì)錄分解檢查，貨車進入預(yù)修線后，車體部工作者手持PDA采集預(yù)修作業(yè)信息，并對一次細(xì)錄材料消耗內(nèi)容進行確認(rèn)。檢修調(diào)度在信息系統(tǒng)中制定修車日計劃，系統(tǒng)根據(jù)檢修BOM和預(yù)檢員確認(rèn)的信息，自動分解每輛車的檢修任務(wù)形成流水線上的作業(yè)任務(wù)，檢修車間現(xiàn)場工作者從信息系統(tǒng)得到下發(fā)的每輛車檢修作業(yè)任務(wù)，按流水線作業(yè)方式對分解的部件進行工位級檢修（圖1）。

圖2 新生產(chǎn)模式下信息化框圖

同時，配送中心根據(jù)檢修BOM分解的材料需求和車間額外材料申請對車間現(xiàn)場實施配送，流水線上的實際材料消耗情況通過部署在流水線工位里的信息系統(tǒng)的二次細(xì)錄模塊進行采集，流水線中的部件檢修按照質(zhì)量互控模式進行，檢查驗收合格后的部件形成良好狀態(tài)等待裝車，實際裝車完畢后整車落成確認(rèn)部件為支出狀態(tài)，驗收員在信息系統(tǒng)中制定CT36車輛修峻通知單，交付車站接車駛出段口AEI后，信息系統(tǒng)再次采集到車輛出段時間，結(jié)合檢修過程中的時間數(shù)據(jù)車輛調(diào)度即可實時查看車輛在段修時情況。整個體系過程可分解為如下8個子過程進行論述：

（1）共享信息后的預(yù)檢模式

信息系統(tǒng)從AEI車號地面識別系統(tǒng)獲取車號，預(yù)檢手持機下載貨車履歷信息及5T故障供預(yù)檢員檢查看車，通過手持機采集基本的預(yù)檢信息后，系統(tǒng)再提供一個按車型分解后的樹型結(jié)構(gòu)的檢修BOM，供預(yù)檢員選擇需要更換、修理的配件。即生成一次細(xì)錄內(nèi)容，對預(yù)檢能觀測和確定的配件更換和維修數(shù)進行第一次確認(rèn)。

（2）預(yù)修作業(yè)管理

成都北車輛段采用修車庫及聯(lián)合廠房的縱列式布置，設(shè)置存車線6條，總長約2.5km，設(shè)卸輪、噴漆、拋丸、調(diào)梁、洗罐、牽出線各1條，其中調(diào)梁線將兼做貨車車體預(yù)修線。據(jù)此特點，系統(tǒng)增設(shè)預(yù)修作業(yè)管理功能，在預(yù)修線上，作業(yè)人員可手持PDA針對車體切割、車門拆卸等工作將車輛預(yù)檢后的一次細(xì)錄內(nèi)容進行確認(rèn)，生成車體檢修材料消耗清單作為后續(xù)材料配送的依據(jù)。

（3）車間修車計劃管理

根據(jù)車輛段技術(shù)科制定的網(wǎng)絡(luò)修車計劃，系統(tǒng)利用信息工藝線將整車及重要配件點計劃全部納入計算機管理，根據(jù)當(dāng)日的修車計劃及預(yù)置的各工序完成時間和整車落成時間提前量邏輯關(guān)系，系統(tǒng)自動生成包括轉(zhuǎn)向架落成計劃、配輪計劃、車鉤緩沖裝置裝車計劃、制動閥裝車計劃在內(nèi)的重要零配件的作業(yè)計劃，指導(dǎo)有序生產(chǎn)，并通過甘特圖顯示出來。系統(tǒng)綜合修車日計劃、各工序時序、車輛預(yù)檢時判斷的配件材料更換及修理量進行計算，形成初步的材料供應(yīng)及配送計劃。

（4）全局現(xiàn)場監(jiān)控管理

借助RFID自動識別技術(shù)，給修車大庫里每一臺位上分配一個固定RFID讀卡器，對修車進度監(jiān)控里設(shè)置的關(guān)鍵進度節(jié)點指定RFID卡，系統(tǒng)在初始化時，針對需要監(jiān)控的節(jié)點給節(jié)點所對應(yīng)工作者分配RFID卡，當(dāng)節(jié)點工作完成時，工作者持卡在所在修車臺位進度刷卡，系統(tǒng)自動根據(jù)讀卡器所綁定的臺位號和RFID卡所注冊的進度節(jié)點關(guān)聯(lián)車號后進行進度跟蹤。跟蹤的同時可以記錄節(jié)點的工作者、節(jié)點完成時間并與修車計劃所生成的修車計劃時間進行實時的進度對比，從而實現(xiàn)整車修理進度的過程監(jiān)控。

實現(xiàn)對影響生產(chǎn)進度的主要檢修作業(yè)環(huán)節(jié)的有效實時監(jiān)控，按照經(jīng)過現(xiàn)場寫實編制出的檢修作業(yè)節(jié)點圖對每道工序是否按照時間要求完成進行對比，具備分析與超時報警功能。為減少工序完工信息的輸入量，轉(zhuǎn)向架檢修線、架落車、集控試風(fēng)等具備PLC控制的設(shè)備進行完工信息的自動采集。

（5）檢修過程的材料二次細(xì)錄

在車輛預(yù)檢過程，信息系統(tǒng)根據(jù)檢修BOM和預(yù)檢員采集的預(yù)檢作業(yè)信息生成了一次細(xì)錄單（即初步的材料預(yù)消耗清單），但在實際的作業(yè)過程中，單靠車輛預(yù)檢環(huán)節(jié)的檢查分析是不能全面涵蓋所有預(yù)消耗配件的，這就需要系統(tǒng)提供在大部件的分解檢查過程中進一步對材料預(yù)消耗情況進行分析的功能，這樣就提出了檢修過程中的二次細(xì)錄管理。顧名思義，二次細(xì)錄是對一次細(xì)錄的完善和補充，二次細(xì)錄可在實際的轉(zhuǎn)向架檢修過程中進行運用，如磨耗板檢修及更換的數(shù)量等信息，這些信息在整車的預(yù)檢過程中預(yù)檢員是不能確認(rèn)的信息，在轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)檢查時，檢查員就可以按照檢修BOM針對這些具體的更換和加修配件對材料預(yù)消耗的明細(xì)進行再次錄入。

在貨車部件檢修流水線的故障采集界面設(shè)置二次細(xì)錄功能，流水線上的故障采集工作者針對處理故障所消耗的材料名稱與數(shù)量在二次細(xì)錄界面進行輸入與確認(rèn)，形成詳細(xì)的材料消耗清單，及時反映現(xiàn)場材料消耗情況。

（6）配件檢修自動識別管理

成都北車輛段檢修配件應(yīng)用RFID的思路是在需要跟蹤的檢修配件上粘貼具備抗金屬、抗磁、防塵防水、易粘易取的RFID電子標(biāo)簽。在該配件收入登記環(huán)節(jié)，將唯一標(biāo)志信息寫入RFID電子標(biāo)簽內(nèi)，使電子標(biāo)簽在檢修過程中成為配件識別驗證的“身份證”；配件支出后，系統(tǒng)自動注銷與配件實體已綁定的RFID電子標(biāo)簽信息，實現(xiàn)RFID電子標(biāo)簽的循環(huán)重復(fù)使用。同時，在檢修流水線各個相關(guān)工位設(shè)置RFID自動識別設(shè)備，利用檢修管理信息平臺，對粘貼RFID的配件實現(xiàn)流向、檢修進度的追蹤。

依據(jù)相關(guān)人員崗位職責(zé)、檢修臺位的工位機配置、檢修流水線設(shè)置，從采集配件信息的需求出發(fā)，在車輛段檢修區(qū)域內(nèi)部署手持式PDA識別設(shè)備、工位機一體式識別設(shè)備、固定式識別設(shè)備，實現(xiàn)對附著在檢修配件上RFID電子標(biāo)簽的識別。

（7）配送制物料管理模式

建立包括車輛段級材料倉儲管理、檢修現(xiàn)場物料需求管理、現(xiàn)場物料管理、配送管理的統(tǒng)一材料管理配送體系，保證統(tǒng)籌安排檢修材料，及時向生產(chǎn)工位配送供料，減少車間生產(chǎn)線的物料積壓。

借助HMIS2.0全過程工位級系統(tǒng)涉及用戶面廣、現(xiàn)場PC工位機布點多的特點，將材料的需求和消耗信息直接在流水線各工序點進行收集，系統(tǒng)自動進行材料的合并處理，生成材料需求計劃，車輛段配送中心根據(jù)材料需求計劃向車輛段倉庫實行按需領(lǐng)料并配送，配送實行交接管理，配送人員手持PDA系統(tǒng)與現(xiàn)場接料人員進行材料交接，材料從倉庫出庫到材料在現(xiàn)場的交接實現(xiàn)全過程信息流跟蹤，實時的真實反映材料在倉庫的庫存量、材料轉(zhuǎn)移歸屬、現(xiàn)場耗用量等情況。

（8）完善質(zhì)量互控網(wǎng)絡(luò)

完善“三檢一驗”的檢修思想，在各部件檢修流水線上設(shè)立預(yù)檢查工位，對預(yù)檢查、檢修、檢查、驗收進行分階段質(zhì)量控制，實行追查管理的質(zhì)量控制模式，借助信息系統(tǒng)可記錄部件發(fā)現(xiàn)故障的所在工位、時間、檢查員、檢修工作者等信息，實現(xiàn)實時的質(zhì)量互控。

預(yù)檢查工位全面負(fù)責(zé)檢修過程的故障分析、發(fā)現(xiàn)與記錄，發(fā)布檢修任務(wù)，現(xiàn)場檢修工作者實施檢修任務(wù)，檢修工作者檢修結(jié)束完成自檢后交付檢查員進行檢查，檢查合格交付驗收員驗收，驗收合格后系統(tǒng)設(shè)置為良好狀態(tài)供組裝或裝車。此過程中，檢修工作者、檢查員、驗收員都可及時在信息系統(tǒng)中輸入發(fā)現(xiàn)的故障信息并反饋到檢修工位，對于檢查員發(fā)現(xiàn)的漏修、驗收員發(fā)現(xiàn)的漏檢信息系統(tǒng)自動進行對比，提供可追查的質(zhì)量互控記錄（圖3）。

圖3 信息體系下質(zhì)量互控模式

5 結(jié)束語

新信息化體系下的生產(chǎn)模式加強了貨車預(yù)修管理，深化了HMIS2.0系統(tǒng)工位級的應(yīng)用，強化了配件檢修的全過程管理，完善了轉(zhuǎn)向架、車鉤、制動梁、制動閥流水線作業(yè)采集與質(zhì)量互控；將RFID識別技術(shù)運用到配件檢修，實現(xiàn)了配件自動跟蹤；材料配送管理體系建立了車輛檢修BOM等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各單位之間標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的共享，形成車輛的慣性故障、配件更換量更換率的精確統(tǒng)計，將全方位加強車輛段內(nèi)信息的規(guī)范性；

綜上所述，信息化的建設(shè)應(yīng)該與車輛段的整體建設(shè)相符，隨著全鐵路貨車檢修流水線化、現(xiàn)代化、智能化步伐的加快和HMIS基礎(chǔ)建設(shè)的日益完善與豐富，在成都北車輛段建設(shè)一套符合現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的信息化新體系，實現(xiàn)對貨車修時管理、生產(chǎn)進度監(jiān)控、預(yù)檢預(yù)修管理、大部件流水線實時管理、物料庫存管理、現(xiàn)場物料管理與配送管理的高度集中統(tǒng)一，從而探索出一條建設(shè)具有特色的信息化新體系道路。

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