動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

張曉軍

（上海鐵路局 上海動(dòng)車(chē)段，上海 201812）

動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

張曉軍

（上海鐵路局 上海動(dòng)車(chē)段，上海 201812）

動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)基于上海鐵路局上海動(dòng)車(chē)段動(dòng)車(chē)組高級(jí)修檢修的實(shí)際需要，是提高動(dòng)車(chē)組檢修效率、保障動(dòng)車(chē)組檢修質(zhì)量和在線(xiàn)運(yùn)行安全、充分發(fā)揮檢修一體化管理模式優(yōu)勢(shì)的重要生產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用信息集成技術(shù)和檢修一體化管理模式，將動(dòng)車(chē)組檢修資源和信息進(jìn)行系統(tǒng)整合與綜合運(yùn)用，從而提高了動(dòng)車(chē)組檢修效率，保障了動(dòng)車(chē)組檢修質(zhì)量，確保了動(dòng)車(chē)組在線(xiàn)行車(chē)安全。

動(dòng)車(chē)組；高級(jí)修；信息系統(tǒng)；行車(chē)安全

隨著高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程的不斷增加，動(dòng)車(chē)組開(kāi)行量越來(lái)越大，動(dòng)車(chē)組高級(jí)修數(shù)量呈逐年快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)計(jì)全路動(dòng)車(chē)組保有量達(dá)到1 500自然組時(shí)，各型動(dòng)車(chē)組年均三、四、五級(jí)檢修（高級(jí)修）總量將達(dá)625自然組，動(dòng)車(chē)組能否高效率、高質(zhì)量開(kāi)展檢修是保障動(dòng)車(chē)組安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。一個(gè)檢修單位要實(shí)現(xiàn)高效的動(dòng)車(chē)組檢修，不僅僅需要科學(xué)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)布局、先進(jìn)的工藝流程與工裝設(shè)備，而且還要有與其生產(chǎn)規(guī)模和先進(jìn)性匹配的管理軟件。上海鐵路局上海動(dòng)車(chē)段作為全國(guó)的4大動(dòng)車(chē)組檢修基地之一，承接了大量的檢修任務(wù)，由于目前使用的信息系統(tǒng)設(shè)功能偏重于體現(xiàn)動(dòng)車(chē)組的運(yùn)用信息，并不能滿(mǎn)足動(dòng)車(chē)組高級(jí)檢修業(yè)務(wù)的需求，及實(shí)現(xiàn)對(duì)多種車(chē)型動(dòng)車(chē)組技術(shù)管理兼容的需求。

所以基于動(dòng)車(chē)組的高級(jí)修管理，創(chuàng)建一套可適應(yīng)于不同車(chē)型動(dòng)車(chē)組的檢修布局、檢修流程和生產(chǎn)組織，且能實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)車(chē)檢修基地調(diào)度、作業(yè)、技術(shù)、物流、設(shè)備、安全、質(zhì)量、成本、系統(tǒng)維護(hù)等全面信息化管理的系統(tǒng)成為高級(jí)修的迫切需求；本文立足于上海鐵路局CRH2/3型動(dòng)車(chē)組運(yùn)用、檢修實(shí)際，設(shè)計(jì)了具備動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃自動(dòng)化編制、檢修資源信息一體化管理、“工位級(jí)”檢修作業(yè)質(zhì)檢全面監(jiān)控的動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)以“自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、科學(xué)安排生產(chǎn)、高效質(zhì)量卡控、數(shù)字綜合展示、智能維修支持、現(xiàn)代檢修管理”為目標(biāo)，對(duì)保障動(dòng)車(chē)組檢修高質(zhì)高效運(yùn)轉(zhuǎn)、安全高效運(yùn)行，以及動(dòng)車(chē)組提速開(kāi)行提供強(qiáng)有力的信息化支撐。

1 研究思路

上海鐵路局動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)所轄動(dòng)車(chē)基地的動(dòng)車(chē)組高級(jí)修檢修管理。目前上海動(dòng)車(chē)段動(dòng)車(chē)基地承擔(dān)CRH2/3型動(dòng)車(chē)組三、四級(jí)檢修業(yè)務(wù)，其中三級(jí)修為轉(zhuǎn)向架分解檢修，四級(jí)修為系統(tǒng)分解檢修。其業(yè)務(wù)特點(diǎn)可概括為：生產(chǎn)管理精益化、生產(chǎn)組織專(zhuān)業(yè)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)先、檢修方式高效化。上海動(dòng)車(chē)段前期承修了近200余組標(biāo)準(zhǔn)列動(dòng)車(chē)組高級(jí)修，在生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃編排、檢修用料配送、生產(chǎn)組織安排、設(shè)備工裝驗(yàn)證及工藝流程優(yōu)化等方面積累了大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)依據(jù)這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以?xún)?yōu)化動(dòng)車(chē)組高級(jí)修工藝布局、物料配送制度、人員組織結(jié)構(gòu)及安全質(zhì)量分析管理為契入點(diǎn)，以檢修計(jì)劃編排這一生產(chǎn)組織關(guān)系為紐帶，通過(guò)串聯(lián)檢修工位的車(chē)種車(chē)型、修程修制、工位信息、質(zhì)檢作業(yè)、材料配件、檢修臺(tái)帳、技術(shù)文件、工裝工具、設(shè)備、故障信息及作業(yè)人員時(shí)間等檢修資源信息，充分反映在修動(dòng)車(chē)組各個(gè)檢修工位的配件儲(chǔ)備充裕程度、設(shè)備工裝工具完好信息、檢修臺(tái)帳填寫(xiě)進(jìn)度及慣性故障的按期錄入等基礎(chǔ)作業(yè)情況，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組檢修資源信息一體化管理。這些功能的實(shí)現(xiàn)可在現(xiàn)有動(dòng)車(chē)組管理信息系統(tǒng)的模塊分布及功能劃分的基礎(chǔ)上，以上級(jí)部門(mén)下發(fā)的動(dòng)車(chē)組高級(jí)修月度檢修計(jì)劃為綱領(lǐng)，建設(shè)規(guī)劃了調(diào)度管理為主線(xiàn)，體現(xiàn)作業(yè)、技術(shù)、物流、設(shè)備、安全、質(zhì)量、成本及系統(tǒng)維護(hù)管理為分支子系統(tǒng)的信息化檢修管理模式，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃的自動(dòng)生成及生產(chǎn)中質(zhì)檢、物料、工具和設(shè)備等子系統(tǒng)信息共享。同時(shí)，對(duì)動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)與動(dòng)車(chē)組運(yùn)用管理信息系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行整理，搭建起兩種系統(tǒng)在車(chē)組車(chē)種車(chē)型、檢修故障、關(guān)鍵配件更換信息等方面資源共享的橋梁。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)管理模塊組成如圖1所示，將動(dòng)車(chē)組整個(gè)高級(jí)修所涉及的生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃、技術(shù)支持、物料配送、設(shè)備工裝、質(zhì)量安全及成本費(fèi)用等信息進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)營(yíng)和綜合管理，滿(mǎn)足組織機(jī)構(gòu)分級(jí)管理要求、兼容多種車(chē)型動(dòng)車(chē)組技術(shù)管理、適應(yīng)不同車(chē)型檢修布局、工藝流程和生產(chǎn)組織模式。

調(diào)度管理以鐵路總公司下發(fā)的月度高級(jí)修檢修計(jì)劃為生產(chǎn)指導(dǎo)，根據(jù)段高級(jí)修各檢修工序/節(jié)拍的檢修能力、在修動(dòng)車(chē)組檢修臺(tái)位周轉(zhuǎn)占用及整體檢修進(jìn)度等情況，合理安排動(dòng)車(chē)組進(jìn)車(chē)、出車(chē)時(shí)間和檢修資源（臺(tái)位、材料、人員等）并能夠匯總和分析子系統(tǒng)反饋上來(lái)的情況，及時(shí)作出合理響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)檢修產(chǎn)能及檢修資源利用最大化。作業(yè)、技術(shù)等8個(gè)輔助管理以調(diào)度管理為中心，將在修動(dòng)車(chē)組所需各類(lèi)檢修資源信息提前發(fā)布至現(xiàn)場(chǎng)各檢修工位，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)檢修作業(yè)并實(shí)時(shí)反映動(dòng)車(chē)組組成部件的各檢修狀態(tài)及進(jìn)度，并及時(shí)向調(diào)度系統(tǒng)反饋基礎(chǔ)工位的信息及生產(chǎn)中的各類(lèi)問(wèn)題，綜合分析各檢修工位檢修資源利用率，完善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)效率的提升，保障動(dòng)車(chē)組高級(jí)修檢修質(zhì)量。

3 主要功能及應(yīng)用

3.1 功能介紹

動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)是以管理對(duì)象的性質(zhì)劃分，分別涵蓋了生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理兩方面。其中，生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃是生產(chǎn)的指揮棒，系統(tǒng)中的調(diào)度管理子系統(tǒng)主要功能就是用來(lái)發(fā)布指揮信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢修工位為基本生產(chǎn)單元的作業(yè)組織和資源調(diào)配；同時(shí)也通過(guò)工位終端來(lái)反饋生產(chǎn)即時(shí)信息，體現(xiàn)檢修工位執(zhí)行計(jì)劃的程度。生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理包括作業(yè)管理、技術(shù)管理、物流管理、設(shè)備管理、安全管理、質(zhì)量管理、成本管理、系統(tǒng)維護(hù)8個(gè)子系統(tǒng)，這8個(gè)子系統(tǒng)的初始信息由調(diào)度子系統(tǒng)來(lái)提供，調(diào)度子系統(tǒng)的即時(shí)信息由8個(gè)子系統(tǒng)來(lái)反饋，它們間的關(guān)系可形容為：調(diào)度子系統(tǒng)是8個(gè)子系統(tǒng)的“服務(wù)器”，8個(gè)子系統(tǒng)是“分機(jī)”。

3.2 信息化的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

動(dòng)車(chē)組的檢修由若干個(gè)基本工序（工位）構(gòu)成，信息系統(tǒng)的管理也是由各個(gè)工位的信息化來(lái)實(shí)現(xiàn)。信息化的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用以典型工位作為參照，例如CRH2A型動(dòng)車(chē)組的3級(jí)修轉(zhuǎn)向架組裝工位：

（1）通過(guò)錄入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，形成各子系統(tǒng)的原始信息庫(kù)。例如：一列動(dòng)車(chē)組的共有8輛車(chē)，16個(gè)轉(zhuǎn)向架，24臺(tái)牽引電機(jī)，32條輪對(duì)，32個(gè)空氣彈簧（錄入物料管理系統(tǒng)）；每個(gè)轉(zhuǎn)向架的三級(jí)修周期為6天；每輛轉(zhuǎn)向架的組裝時(shí)間為3 h，每月有22個(gè)工作日（錄入調(diào)度系統(tǒng)）；將這些基本條件之間原始數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入后將數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系進(jìn)行整理，并形成一定的計(jì)算程序。

（2）通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)發(fā)布給工位生產(chǎn)指令。如調(diào)度系統(tǒng)發(fā)布指令：本月將有11組CRH2A轉(zhuǎn)向架進(jìn)行三級(jí)修，每列轉(zhuǎn)向架必須在7天內(nèi)完成。轉(zhuǎn)向架組裝工位將接收到實(shí)施節(jié)點(diǎn)表：工位必須每日完成4輛轉(zhuǎn)向架的組裝；2天內(nèi)必須交付給下一工位共16個(gè)轉(zhuǎn)向架；該工位每日工作時(shí)間需4個(gè)3 h，共計(jì)12 h，等等。

（3）通過(guò)分支模塊發(fā)布生產(chǎn)輔助信息。如接收到調(diào)度生產(chǎn)指令后，物料系統(tǒng)將發(fā)布以下指令：需物資儲(chǔ)存庫(kù)立即準(zhǔn)備24臺(tái)牽引電機(jī)、32條輪對(duì)、32個(gè)空氣彈簧、64個(gè)垂向減振器、24個(gè)齒輪箱吊桿、4個(gè)排障裝置等部件，于當(dāng)日2 h后將12臺(tái)牽引電機(jī)、16條輪對(duì)、16個(gè)空氣彈簧、32個(gè)垂向減振器、12個(gè)齒輪箱吊桿、2個(gè)排障裝置送至組裝檢修工位，送至后由組裝檢修工位信息系統(tǒng)終端向調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送回執(zhí)，且于當(dāng)日工作4 h后將剩余部件送至工位；設(shè)備管理系統(tǒng)將發(fā)布以下指令：轉(zhuǎn)向架組裝工位需要構(gòu)架輸送車(chē)、轉(zhuǎn)向架尺寸調(diào)整臺(tái)、部件起吊設(shè)備、轉(zhuǎn)向架組裝機(jī)這4項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢試運(yùn)轉(zhuǎn)，工具管理間需配備扭力扳手23把待扭力校驗(yàn)，轉(zhuǎn)臂支撐工裝8個(gè)需配備到位等信息；作業(yè)模塊發(fā)布指令：工位人員確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)具備條件后，進(jìn)行作業(yè)記時(shí)，3 h后完成的第1個(gè)轉(zhuǎn)向架需送至下一工位，轉(zhuǎn)向架組裝工位又將接受第2個(gè)轉(zhuǎn)向架組裝的生產(chǎn)指令，直至12 h后完成當(dāng)日檢修任務(wù)。

其它子模塊的工作原理類(lèi)似，當(dāng)每個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍完成后，由生產(chǎn)基礎(chǔ)工位對(duì)指令信息進(jìn)行完成確認(rèn)，能階段性地對(duì)檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋和修正。

3.3 信息化的應(yīng)用效果

（1）實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組高級(jí)修檢修生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃的自動(dòng)編排并即時(shí)發(fā)布。調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)上級(jí)計(jì)劃自動(dòng)生成生產(chǎn)計(jì)劃，系統(tǒng)可根據(jù)在修動(dòng)車(chē)組檢修臺(tái)位占用整體進(jìn)度實(shí)際情況，計(jì)算機(jī)科學(xué)合理安排動(dòng)車(chē)組進(jìn)出車(chē)時(shí)間、檢修臺(tái)位及日生產(chǎn)檢修計(jì)劃等檢修信息，并自動(dòng)發(fā)布至各檢修工位。

（2）實(shí)現(xiàn)檢修工位“菜單服務(wù)”功能。實(shí)現(xiàn)檢修工位在修車(chē)組的車(chē)種車(chē)型、修程修制、工位信息、質(zhì)檢作業(yè)、材料配件、檢修臺(tái)帳、技術(shù)文件、工裝工具、設(shè)備、故障信息及作業(yè)人員時(shí)間等檢修資源信息“點(diǎn)餐”服務(wù)，為檢修作業(yè)提供便利。

（3）實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警、閉環(huán)及分析管理。規(guī)范故障錄入、審核及閉環(huán)處理，以檢修工位為最小統(tǒng)計(jì)單元，分車(chē)型分系統(tǒng)分類(lèi)別實(shí)施故障信息統(tǒng)一管理。

（4）實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組高級(jí)修檢修信息化管理。隨著基地高級(jí)修檢修產(chǎn)能逐年提升，最終將達(dá)到年檢修250輛標(biāo)準(zhǔn)列動(dòng)車(chē)組高級(jí)修的設(shè)計(jì)能力。為做好動(dòng)車(chē)組高級(jí)修各類(lèi)檢修臺(tái)帳及其它信息存檔工作。

4 關(guān)鍵技術(shù)

（1）動(dòng)車(chē)組高級(jí)修檢修計(jì)劃自動(dòng)編制技術(shù)。依據(jù)基地高級(jí)修檢修能力及在修動(dòng)車(chē)組修竣出車(chē)計(jì)劃，根據(jù)檢修臺(tái)位周轉(zhuǎn)情況，計(jì)算機(jī)統(tǒng)籌規(guī)劃合理安排動(dòng)車(chē)組進(jìn)出車(chē)時(shí)間、檢修股道，自動(dòng)生成并發(fā)布該車(chē)組的月/列/周/日檢修生產(chǎn)計(jì)劃。同時(shí)具備生產(chǎn)異常情況下各類(lèi)型檢修計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整功能，以提高檢修效率，確保檢修計(jì)劃的兌現(xiàn)。

（2）動(dòng)車(chē)組故障統(tǒng)計(jì)分析管理技術(shù)。建立統(tǒng)一清晰的檢修工位故障分類(lèi)體系，研究動(dòng)車(chē)組故障的唯一編碼和故障字典，實(shí)現(xiàn)檢修工位故障錄入的自動(dòng)選擇；對(duì)于檢修工位新發(fā)現(xiàn)的故障，實(shí)施權(quán)限錄入及審核，形成車(chē)型-故障匯總典庫(kù)，建立故障報(bào)警機(jī)制。

（3）動(dòng)車(chē)組物流配送管理技術(shù)。在自動(dòng)生成檢修計(jì)劃的同時(shí)，自動(dòng)生成各檢修工位的物料需求計(jì)劃和物料最小量化配送制度。統(tǒng)計(jì)分析檢修工位物料配送、消耗及報(bào)廢等實(shí)際情況，建立倉(cāng)庫(kù)物料高低存儲(chǔ)量管理。

（4）動(dòng)車(chē)組關(guān)鍵部件全生命周期跟蹤管理技術(shù)。對(duì)動(dòng)車(chē)組關(guān)鍵部件進(jìn)行唯一編碼，建立關(guān)鍵部件全生命周期模型管理，記錄其從配屬到報(bào)廢全過(guò)程靜態(tài)履歷、走行公里、動(dòng)態(tài)維修信息、故障信息和配件更換信息等動(dòng)靜態(tài)履歷，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組關(guān)鍵部件的實(shí)時(shí)跟蹤，方便動(dòng)車(chē)組檢修信息查詢(xún)和錄入。

（5）動(dòng)車(chē)組維修成本綜合分析技術(shù)。實(shí)時(shí)記錄動(dòng)車(chē)組檢修中的人員的工時(shí)、配件材料更換信息，同步統(tǒng)計(jì)動(dòng)車(chē)組維修成本，為動(dòng)車(chē)組運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益分析提供數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于上述系統(tǒng)架構(gòu)、功能和關(guān)鍵技術(shù)，組織研發(fā)了動(dòng)車(chē)組檢修管理信息系統(tǒng)，計(jì)劃在上海動(dòng)車(chē)段動(dòng)車(chē)基地進(jìn)行實(shí)施。根據(jù)初期設(shè)計(jì)及預(yù)想，此系統(tǒng)的應(yīng)用將較好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組各類(lèi)信息的管理和快速查詢(xún)、動(dòng)車(chē)組高級(jí)修檢修計(jì)劃自動(dòng)編排、檢修生產(chǎn)過(guò)程的安全作業(yè)卡控和進(jìn)度監(jiān)控、動(dòng)車(chē)組故障閉環(huán)管理、檢測(cè)檢修設(shè)備的自動(dòng)化監(jiān)控和信息化維修、配件高低倉(cāng)儲(chǔ)量預(yù)警、以及動(dòng)車(chē)基地人員的一卡通管理，為動(dòng)車(chē)組高效檢修、安全生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理提供重要支撐。

[1] 楊 京，姜飛鵬，韓激揚(yáng). 高速列車(chē)運(yùn)用維護(hù)的信息化管理[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

[2] 鐵道部運(yùn)輸局. 動(dòng)車(chē)組管理信息系統(tǒng)總體方案[R].北京：鐵道部運(yùn)輸局，2009.

[3] 史天運(yùn). 動(dòng)車(chē)組管理信息系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[4] 匡雙芹. 動(dòng)車(chē)組檢修基地與動(dòng)車(chē)檢修分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011，10（2）.

[5] 孫雪娟，葛正義，張 春. 高速鐵路動(dòng)車(chē)組檢修計(jì)劃方案的探討[J].鐵道建筑，2004（12）.

責(zé)任編輯 徐侃春

EMU Overhaul Management Information System

ZHANG Xiaojun
( Shanghai EMU Depot, Shanghai Railway Administration, Shanghai 201812, China )

Based on the practical requirement of EMU overhaul on Shanghai EMU Depot, EMU Overhaul Management Information System was an indispensable production system which increased EMU maintenance efficiency, guaranteed repair quality and operation safety, made full use of advantage of the integrated maintenance management mode to the best. This System was recommended the technology of information and repaired process integration, synthetically combined and applied the resource and data with regard to the entire EMU overhaul processes, in order to promote production eff i ciency and ensure EMU driving safety.

EMU; overhaul; Information System; driving safety

U279∶TP39

A

1005-8451（2014）08-0023-04

2014-01-09

張曉軍，高級(jí)工程師 。