大數(shù)據(jù)思維在和諧型機(jī)車檢修中的應(yīng)用探討

王海元 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京東機(jī)務(wù)段

近年來，機(jī)車制造現(xiàn)代化技術(shù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信、智能檢測(cè)和診斷技術(shù)越來越多的應(yīng)用到和諧型機(jī)車的控制系統(tǒng)，讓和諧型機(jī)車具有自檢測(cè)、自診斷、故障記錄以及數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、傳輸?shù)燃夹g(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著和諧型機(jī)車車載監(jiān)測(cè)設(shè)備（6A、CMD）配置使用，在機(jī)車運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量機(jī)車運(yùn)用數(shù)據(jù)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在機(jī)車檢修過程中，也會(huì)積累大量的技術(shù)與管理數(shù)據(jù)，這既是檢修工作的基本依據(jù)，也是深度維護(hù)、設(shè)計(jì)改進(jìn)、安全運(yùn)行的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然而，由于傳統(tǒng)檢修模式的局限性，各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間基本處于彼此獨(dú)立甚至割裂的狀態(tài)，這些海量數(shù)據(jù)資源并未得到有效利用，未能直接發(fā)揮對(duì)機(jī)車檢修提供指導(dǎo)和參考的作用。

因此，在當(dāng)前和諧型機(jī)車檢修大數(shù)據(jù)爆炸發(fā)展背景下，如何通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)綜合信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)與機(jī)車檢修高度融合，用大數(shù)據(jù)思維來指導(dǎo)檢修策略的制定，提高機(jī)車檢修策略的科學(xué)性和合理性，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車及重要零部件的故障預(yù)測(cè)、健康分析和專家診斷，從而達(dá)到提升檢修工作效率和降低檢修工作成本等方面的目標(biāo)，是各級(jí)機(jī)車檢修管理人員需要思考和努力的方向。

1 大數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)思維

1.1 大數(shù)據(jù)的含義

大數(shù)據(jù)（big data）,或稱巨量資料，指的是所涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模巨大到無法通過目前主流軟件工具，在合理時(shí)間內(nèi)達(dá)到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策更積極目的資訊，其側(cè)重點(diǎn)并不在于其表象“大容量”，而在于其潛在的“大價(jià)值”。大數(shù)據(jù)具有4V特點(diǎn)，分別是數(shù)據(jù)量（volume）,時(shí)效性（Velocity）、多樣性（Variety）和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性（Veracity）。大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵，在于通過提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。

1.2 大數(shù)據(jù)思維

大數(shù)據(jù)思維，對(duì)企業(yè)而言，就是讓企業(yè)更重視數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)全面的收集數(shù)據(jù)，并對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，將分析結(jié)果用來指導(dǎo)管理和決策。在企業(yè)管理層面，大數(shù)據(jù)思維意味著管理者要從觀念上、價(jià)值上、管理上、制度上、技術(shù)上等多方面以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過大數(shù)據(jù)深入分析挖掘業(yè)務(wù)需求，從而達(dá)到改善業(yè)務(wù)流程和改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)方案的目的。對(duì)鐵路機(jī)務(wù)系統(tǒng)而言，機(jī)車檢修是保證機(jī)車各項(xiàng)性能指標(biāo)正常、可以安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要工作。應(yīng)用大數(shù)據(jù)，能夠滿足和諧型機(jī)車檢修需求的目的，從而實(shí)施數(shù)據(jù)修車、量值修車，實(shí)現(xiàn)機(jī)車故障診斷和精準(zhǔn)檢修，避免過剩修和失修，減少人力資源的浪費(fèi)和配件的消耗。

2 和諧型機(jī)車檢修和大數(shù)據(jù)

2.1 大數(shù)據(jù)來源

在當(dāng)前機(jī)務(wù)系統(tǒng)信息化建設(shè)中，機(jī)車運(yùn)行、檢修和管理過程中產(chǎn)生的海量、異構(gòu)、多態(tài)數(shù)據(jù)具有典型的大數(shù)據(jù)特點(diǎn)。而與和諧型機(jī)車檢修最為相關(guān)的業(yè)務(wù)信息和數(shù)據(jù)主要包括：（1）機(jī)車運(yùn)行途中產(chǎn)生的微機(jī)系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)以及6A、CMD、LKJ等狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。（2）機(jī)車入庫整備作業(yè)時(shí)，由于大量地面智能檢測(cè)設(shè)備及具備工位化和便攜式數(shù)據(jù)采集的工藝裝備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用，所催生的各類檢測(cè)數(shù)據(jù)。（3）反映機(jī)車檢修規(guī)律的數(shù)據(jù)，即檢修信息數(shù)據(jù)，包括檢修歷史數(shù)據(jù)和檢修標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等。（4）反映機(jī)車所處運(yùn)行環(huán)境的數(shù)據(jù)，包括運(yùn)行區(qū)段、地質(zhì)條件、氣象條件、周邊環(huán)境等。（5）反映機(jī)車技術(shù)管理方面的信息，如機(jī)車故障、臨碎修分析與管理信息、機(jī)車專項(xiàng)整治信息、機(jī)車加裝或改造記錄信息等。以上五類數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含大量對(duì)機(jī)車檢修有用的信息，隨著信息化水平的提升，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提取數(shù)據(jù)中的知識(shí)，可以助力實(shí)現(xiàn)和諧型機(jī)車智能化、精準(zhǔn)化檢修決策。

2.2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)檢修現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段數(shù)據(jù)檢修是結(jié)合和諧型機(jī)車的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，依托數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)平臺(tái)，可以基本實(shí)現(xiàn)機(jī)車檢修過程中“四按三化”記名修要求，也具備匯集機(jī)車各項(xiàng)過程數(shù)據(jù)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)車檢修的交互功能。但針對(duì)和諧型機(jī)車各類數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)，往往僅針對(duì)機(jī)車整備、檢修、運(yùn)用的日常維護(hù)、保養(yǎng)、運(yùn)用等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，并未從機(jī)車本身技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行搭建，同時(shí)上述系統(tǒng)之間平臺(tái)相對(duì)獨(dú)立，數(shù)據(jù)平臺(tái)基礎(chǔ)不同，造成機(jī)車過程信息掌握不全面，不能整體把握機(jī)車的各種狀態(tài)信息，無法全面實(shí)現(xiàn)機(jī)車的精準(zhǔn)預(yù)防修。

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息管理模式中，如果做好這些信息的記錄工作，也可以為專業(yè)檢修人員把握機(jī)車質(zhì)量提供較為準(zhǔn)確的參考，在大量的檢修工作實(shí)踐中，可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)總結(jié)出存在于多個(gè)機(jī)車之間的常見故障、易重復(fù)故障以及配件可能存在的質(zhì)量問題和預(yù)測(cè)性維修等。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信息管理具有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，那就是往往以目標(biāo)為導(dǎo)向，即在工作中先確定一個(gè)基本目標(biāo)，從而在檢修和數(shù)據(jù)整合過程有針對(duì)性的選取對(duì)目標(biāo)有參考作用的數(shù)據(jù)，或者對(duì)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，再去驗(yàn)證原先的判斷或者猜想。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的另一個(gè)特點(diǎn)就是參與者是有目的參與，這使得檢修人員在面對(duì)繁雜的數(shù)據(jù)之前，很容易產(chǎn)生抵觸與厭倦情緒，對(duì)檢修者造成了較大的工作壓力。而大數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)，不再需要事先區(qū)分有用信息和無用信息，也不用提前考慮數(shù)據(jù)整合所要達(dá)到的特定目標(biāo)，而是強(qiáng)調(diào)對(duì)檢修過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行全覆蓋、完整化的記錄，在這種情況下，數(shù)據(jù)采集的參與者不需要承擔(dān)特定的目標(biāo)任務(wù)，具有較強(qiáng)的主動(dòng)性。

另外，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析時(shí)效性不足，目前技術(shù)部門尚未對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)途徑進(jìn)行統(tǒng)一，部分模塊數(shù)據(jù)不能及時(shí)上傳，如視頻數(shù)據(jù)、微機(jī)數(shù)據(jù)等，這類信息只有在停車檢修或者整備時(shí)方可轉(zhuǎn)儲(chǔ)下載，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的時(shí)效性大打折扣。機(jī)務(wù)段數(shù)據(jù)分析人員不熟悉機(jī)車基本性能、工作原理居多，缺乏復(fù)合型人才也是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)檢修應(yīng)用面臨的短板。

2.3 大數(shù)據(jù)思維的應(yīng)用實(shí)例

HXD2B型機(jī)車自2011年在南京東機(jī)務(wù)段配屬運(yùn)用以來，一直保持安全運(yùn)行，直到2017年以后大量發(fā)生牽引電機(jī)軸承故障。2017年3月14日第一臺(tái)HXD2B-0179機(jī)車途中發(fā)生第三電機(jī)軸承保持架裂損故障后，通過調(diào)取JK430裝置報(bào)警數(shù)據(jù)、齒輪、軸承滾子及保持架沖擊信息、齒輪箱油樣光譜化驗(yàn)數(shù)據(jù)（故障前后對(duì)比）、現(xiàn)場(chǎng)檢查數(shù)據(jù)等進(jìn)行初步分析判斷為電機(jī)軸承保持架疲勞裂紋。為探究其深層次原因，將與機(jī)車相關(guān)的外部數(shù)據(jù)也加以收集分析，如對(duì)機(jī)車運(yùn)行區(qū)段、運(yùn)行速度、軸承生產(chǎn)廠家、配件使用壽命、檢修歷史信息等進(jìn)行綜合診斷：FAG產(chǎn)NU2322 E型軸承，使用壽命為100萬km，該機(jī)車發(fā)生故障時(shí)已經(jīng)走行公里為929 687 km，接近達(dá)到配件使用壽命。機(jī)務(wù)段通過大數(shù)據(jù)分析，查明根本原因后，立即制定針對(duì)性防控措施：①梳理機(jī)車走行公里情況，避免電機(jī)軸承超公里使用。②每趟機(jī)車入庫重點(diǎn)分析軸報(bào)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)類似沖擊或樣本信息的，扣車通知技術(shù)科專業(yè)工程師進(jìn)行數(shù)據(jù)分析確認(rèn)，同步對(duì)齒輪箱油樣化驗(yàn)分析，扣車檢查軸承狀態(tài)，情況異常的更換輪驅(qū)，無其他特征的觀察運(yùn)用。③日常做好機(jī)車驅(qū)動(dòng)裝置潤(rùn)滑油的油樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)積累和對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)扣車檢查確認(rèn)。④春運(yùn)期間，對(duì)FAG電機(jī)軸承超55萬公里機(jī)車嚴(yán)禁代客使用，杜絕因代客機(jī)車運(yùn)行速度快，軸承轉(zhuǎn)速高，受沖擊大有關(guān)等因素造成軸承故障。通過以上措施的落實(shí)，將我段配屬的46臺(tái)HXD2B機(jī)車60件牽引電機(jī)軸承批量故障全部攔在庫內(nèi)，及早消除了機(jī)車走行部安全隱患，防止了機(jī)車運(yùn)行途中事故的發(fā)生。從上述案例可以看出，在機(jī)車檢修中，如果將與機(jī)車相關(guān)數(shù)據(jù)全部收集起來，同時(shí)在檢修人員參與的檢修環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集或者人工錄入，并在采集機(jī)車檢修數(shù)據(jù)的同時(shí)，將與機(jī)車相關(guān)的外部數(shù)據(jù)也加以收集并存儲(chǔ)，如天氣、時(shí)間、配件、使用區(qū)域、生產(chǎn)廠家、使用情況等。通過分析，可以用來指導(dǎo)對(duì)其他機(jī)車的檢修。如在何地使用的機(jī)車必須在某個(gè)規(guī)定的周期內(nèi)檢查某個(gè)部件，某一臺(tái)機(jī)車下一次檢修時(shí)需重點(diǎn)檢查某一個(gè)部位等。這無疑會(huì)大大提高機(jī)車的檢修效率，也會(huì)提升對(duì)機(jī)車的精準(zhǔn)預(yù)防修。

3 大數(shù)據(jù)思維在和諧型機(jī)車檢修中的展望

隨著鐵路機(jī)務(wù)信息化持續(xù)的推進(jìn)，以及和諧型機(jī)車檢修數(shù)據(jù)的不斷積累，與機(jī)車檢修相關(guān)的數(shù)據(jù)會(huì)越來越多，包括的面越來越廣。如何利用大數(shù)據(jù)思維，更好的將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析和利用，更好的服務(wù)檢修生產(chǎn)實(shí)踐，不斷提升檢修效率和檢修質(zhì)量，是有待進(jìn)一步研究的課題。若要實(shí)現(xiàn)和諧型機(jī)車大數(shù)據(jù)檢修首先要構(gòu)建大數(shù)據(jù)信息管理平臺(tái)，建立與檢修、整備、運(yùn)用及其他外部數(shù)據(jù)平臺(tái)交互通道，通過網(wǎng)絡(luò)、傳感器等把機(jī)車數(shù)據(jù)、智能設(shè)備和人工作業(yè)數(shù)據(jù)連接到一起，形成一個(gè)雙向互動(dòng)的信息化網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而對(duì)各類檢修數(shù)據(jù)信息進(jìn)行共享和整合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車檢修質(zhì)量的監(jiān)控、跟蹤，以達(dá)到科學(xué)制定檢修策略，提高檢修效率，優(yōu)化檢修管理的目的。

應(yīng)用電子標(biāo)簽技術(shù)實(shí)現(xiàn)單元過程數(shù)據(jù)化。機(jī)車大數(shù)據(jù)檢修必然涉及對(duì)人員、材料、工藝數(shù)據(jù)等多重信息管理，此時(shí)也需要建立相應(yīng)標(biāo)記檢修過程的數(shù)據(jù)管理手段，從而實(shí)現(xiàn)檢修各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)管理?？梢越梃b物流電子技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步，以RFID（無線射頻識(shí)別）、NFC（近域通信）為代表的電子標(biāo)簽技術(shù)能定位管理物品、設(shè)備及人員，同時(shí)能存儲(chǔ)一定的數(shù)據(jù)信息。采用電子標(biāo)簽便能對(duì)數(shù)據(jù)屬性內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)記，從而實(shí)現(xiàn)檢修過程的相關(guān)內(nèi)容變成可規(guī)范操作的數(shù)據(jù)單元，使與檢修相關(guān)的每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)及單元完成數(shù)據(jù)化，進(jìn)入大數(shù)據(jù)信息管理平臺(tái)。

另外，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，如何通過大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)系統(tǒng)精準(zhǔn)用工也是值得思考的一個(gè)方向?？梢詫C(jī)務(wù)人員工作經(jīng)歷、技術(shù)水平和等級(jí)、職務(wù)、工作態(tài)度、性格特點(diǎn)、同事評(píng)價(jià)、作業(yè)習(xí)慣、違章率、檢修故障率、家庭背景、子女情況、居住環(huán)境等信息采集為數(shù)據(jù)，同時(shí)采集機(jī)務(wù)人員工作時(shí)的天氣、溫度、作業(yè)環(huán)境、工作內(nèi)容、安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、協(xié)同作業(yè)人員、交叉作業(yè)人員等數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)集中分析，基本可以預(yù)測(cè)某一配件或者某一故障經(jīng)某人檢修后的狀態(tài)，預(yù)測(cè)某人是否適合某一崗位等，從而為機(jī)務(wù)系統(tǒng)精準(zhǔn)用工提供數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)束語

在大數(shù)據(jù)爆炸發(fā)展的時(shí)代，大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)固然重要，但最重要的是擁有大數(shù)據(jù)思維。擁有大數(shù)據(jù)思維，才會(huì)懂得如何分析、挖掘和利用大數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值?；蛟S與其他信息領(lǐng)域應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)相比，機(jī)車檢修行業(yè)對(duì)于大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合仍然存在一定的缺陷，從某種意義上講并不能等同于完整的大數(shù)據(jù)技術(shù)，但大數(shù)據(jù)思維的引入，對(duì)機(jī)車檢修人員創(chuàng)新工作方式，優(yōu)化工作效能具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。