南京地鐵設(shè)施設(shè)備運維管理平臺建設(shè)及應(yīng)用研究

殷瑞忠，李廣剛

（南京地鐵運營有限責(zé)任公司，江蘇南京 211135）

1 引言

截至2021 年底，中國內(nèi)地累計有50 座城市開通運營軌道交通線路9 192.62 km，其中，42 座城市開通地鐵與市域快軌長度8 206.48 km，占比 89.3%[1]。地鐵設(shè)施設(shè)備具有點多、線長、面廣、體量大等特點，信息化管理是必然要求。2020 年3 月中國城市軌道交通協(xié)會印發(fā)《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，提出“推進(jìn)城軌信息化，發(fā)展智能系統(tǒng)，建設(shè)智慧城軌”工作主題，三者之間存在必然聯(lián)系。智慧城軌建設(shè)成為交通強國建設(shè)的重要路徑和戰(zhàn)略突破口，有力助推軌道交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。南京地鐵運營11 條線路427 km，191 座車站，設(shè)施設(shè)備運維經(jīng)歷了從無到有、從有到多、從分散到集中的復(fù)雜過程，經(jīng)過充分實踐檢驗最終建成符合自身管理需要又具有推廣價值的設(shè)施設(shè)備運維管理平臺，同時為智能運維建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。

2 建設(shè)背景

2010 年以來，南京地鐵設(shè)施設(shè)備管理信息化依托資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM），實現(xiàn)對庫存業(yè)務(wù)、固定資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)、預(yù)防性維修管理業(yè)務(wù)、工單管理業(yè)務(wù)、周轉(zhuǎn)件與可維修件管理業(yè)務(wù)的初步支撐。但是由于該軟件基于C/S 架構(gòu)設(shè)計開發(fā)，不僅被國外廠商技術(shù)壟斷，系統(tǒng)升級維護(hù)成本較高，且存在通用性差、業(yè)務(wù)不夠完善、以班組為單位使用公用賬號登錄、不支持移動端應(yīng)用等缺點，不能滿足設(shè)施設(shè)備全員、全壽命周期管理的需求，并且系統(tǒng)相對孤立，信息數(shù)據(jù)源利用度不高，統(tǒng)計分析功能難以滿足管理需求，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和客觀性存疑，公司領(lǐng)導(dǎo)層不能及時獲取準(zhǔn)確的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

隨著南京地鐵的快速建設(shè)，如何保障設(shè)施設(shè)備的日常安全運行，做好維護(hù)保養(yǎng)、檢修過程的管控，利用大數(shù)據(jù)、云計算、5G、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)施設(shè)備全生命周期的信息化智能化管理，依靠生產(chǎn)數(shù)據(jù)為設(shè)備維修、物資采購、修程修制優(yōu)化、更新改造、領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，滿足和促進(jìn)南京地鐵快速、穩(wěn)定、可持續(xù)健康發(fā)展，已成為迫切需要思考、謀劃的重要課題。

3 運維管理平臺建設(shè)

3.1 建設(shè)目標(biāo)

南京地鐵設(shè)施設(shè)備運維管理平臺建設(shè)響應(yīng)國家數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展要求，立足“運營地鐵”向“經(jīng)營地鐵”轉(zhuǎn)變企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，以地鐵數(shù)字化、設(shè)備管理精益化為核心，圍繞“兩個提高，兩個降低”（即提高設(shè)備可靠度，降低設(shè)備故障率；提高設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備維修成本）核心目標(biāo)，以支撐“設(shè)施設(shè)備全生命周期管理”落地為主線，以地鐵運營公司全員為服務(wù)對象，運用信息化、移動化、智能化管理方法和工具，建立貫穿公司和分公司兩級的設(shè)備管理平臺，最終實現(xiàn)“三覆蓋”和“三化”，即覆蓋地鐵設(shè)施設(shè)備全生命周期管理、覆蓋經(jīng)營管理層的管控需求和一線現(xiàn)場的使用需求、覆蓋地鐵各專業(yè)的共性需求和特性專業(yè)的個性需求，設(shè)施設(shè)備管理全過程的無紙化、移動化和智能化。

3.2 功能定位

（1）平臺需覆蓋全專業(yè)，將電客車、工程車、信號、通信、土建、軌道、接觸網(wǎng)、變電、站臺門、電扶梯、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）、自動化、風(fēng)水電、車站安檢等軌道交通設(shè)施設(shè)備維保專業(yè)全部整合在一起，打通日常巡檢、計劃檢修、故障維修、臨時任務(wù)、拆裝移位、部件維修、狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)評估、更新改造、報廢處置等設(shè)施設(shè)備全壽命周期管理業(yè)務(wù)流程節(jié)點。平臺內(nèi)各項數(shù)據(jù)可以根據(jù)不同層級、不同維度、不同條件進(jìn)行統(tǒng)計分析，為各層級的績效考核和管理決策提供數(shù)據(jù)支撐，平臺架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 設(shè)施設(shè)備運維管理平臺架構(gòu)

（2）與資產(chǎn)管理、物資管理、施工管理、調(diào)度輔助等其他生產(chǎn)管理系統(tǒng)建立有機聯(lián)系，實現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享、交互、融合，橫向貫通各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的無縫銜接，實現(xiàn)一體化的業(yè)務(wù)管控，縱向滿足從決策層到執(zhí)行班組各層級的管理需要，最終形成高度集成、運行高效、互聯(lián)互通的設(shè)備管理信息平臺。

（3）與智能系統(tǒng)接口，逐步實現(xiàn)各生產(chǎn)智能診斷系統(tǒng)對接，實現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享、交互、融合，從“感、聯(lián)、知、控”實現(xiàn)底層運行感知，專網(wǎng)快速傳輸，后臺及時預(yù)警，人員快速處置的一體化智能平臺。

3.3 業(yè)務(wù)場景

設(shè)施設(shè)備運維管理平臺是“人、機、料、法、環(huán)、測”全要素的管控平臺，是目標(biāo)、流程、績效管理體系的體現(xiàn)，也是計劃、執(zhí)行、檢查、改善過程的記錄，關(guān)鍵是業(yè)務(wù)驅(qū)動和業(yè)務(wù)覆蓋，從技術(shù)、經(jīng)濟、組織實現(xiàn)業(yè)務(wù)管理，系統(tǒng)初步建成20 個功能模塊、147 個應(yīng)用和400 多項功能點，包括設(shè)備臺賬、故障管理、檢修管理、架大修管理、送修管理、零部件管理、項目管理、統(tǒng)計分析等。

3.4 建設(shè)歷程

在項目實施模式上，按照信息化系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)律，采用迭代式開發(fā)方式，將項目整體實施計劃分為5 個階段性里程碑，包括：業(yè)務(wù)調(diào)研及功能需求分析；系統(tǒng)功能設(shè)計及通用功能模塊開發(fā)；車輛分公司子系統(tǒng)功能模塊開發(fā)；其他專業(yè)分公司個性功能模塊開發(fā)；系統(tǒng)功能優(yōu)化。

在平臺開發(fā)過程中，同步完成了包括32.68 萬條臺賬數(shù)據(jù)、6 800 條修程數(shù)據(jù)、4.58 萬條設(shè)備故障字典、7 000 條位置數(shù)據(jù)在內(nèi)的40 余萬條基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、清洗及導(dǎo)入，實現(xiàn)2020 年7 月1 日平臺上線試運行的建設(shè)目標(biāo)。

4 平臺應(yīng)用

在進(jìn)行需求調(diào)研分析的同時，對設(shè)備分類、設(shè)備分級、故障字典、設(shè)備物料管理系統(tǒng)（BOM）、設(shè)備位置、人員信息、組織架構(gòu)等系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的編制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則進(jìn)行分析研究，編制出《南京地鐵設(shè)施設(shè)備分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)》《南京地鐵設(shè)施設(shè)備ABC 分級管理規(guī)定》《南京地鐵位置信息編碼規(guī)范》等平臺配套標(biāo)準(zhǔn)，并且對設(shè)備可靠度、檢修執(zhí)行率、故障修復(fù)率、平均故障響應(yīng)時長、平均故障修復(fù)時長、平均故障間隔時長等設(shè)備管理關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行梳理和定義，形成《南京地鐵設(shè)備管理績效指標(biāo)體系手冊》。通過制定以上設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備管理統(tǒng)計方法，保證了錄入平臺系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有統(tǒng)一且明確的標(biāo)準(zhǔn)和定義。

結(jié)合實際設(shè)施設(shè)備管理業(yè)務(wù)，以下從設(shè)備臺賬、故障管理、檢修管理、架大修管理、零部件管理、統(tǒng)計分析等方面進(jìn)行具體應(yīng)用闡述。

4.1 設(shè)備臺賬

設(shè)備臺賬需解決移交轉(zhuǎn)資流程、資產(chǎn)分類和設(shè)備分類、資產(chǎn)和設(shè)備映射、資產(chǎn)報廢和設(shè)備報廢等系列問題，實現(xiàn)對地鐵實物從資產(chǎn)轉(zhuǎn)固、維修、變更、調(diào)撥、盤點、報廢、處置的全壽命周期管理，實現(xiàn)內(nèi)在聯(lián)系和統(tǒng)一，避免割裂管理。地鐵設(shè)施設(shè)備運維管理平臺建設(shè)過程中，運營公司按照統(tǒng)一的臺賬統(tǒng)計口徑收集整理并導(dǎo)入運營公司全專業(yè)、全線路的32 萬余臺（套）設(shè)施設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)，覆蓋設(shè)施設(shè)備的維修、檢修、巡檢、大中修、報廢等各類維保業(yè)務(wù)，實現(xiàn)設(shè)施設(shè)備的全壽命周期管理。設(shè)施設(shè)備臺賬列表如圖2 所示，全壽命周期履歷如圖3 所示，臺賬管理流程如圖4 所示。

圖2 設(shè)施設(shè)備臺賬列表

圖3 設(shè)施設(shè)備全壽命周期履歷

圖4 設(shè)施設(shè)備臺賬管理流程圖

4.2 故障管理

故障管理需解決報障和自修問題，故障響應(yīng)時間和故障修復(fù)時間是關(guān)鍵考核指標(biāo)。故障報修及處置流程如圖5 所示。報障可以同時報多個專業(yè)，全員隨時在PC端或移動APP 端登錄系統(tǒng)報障，專業(yè)人員到現(xiàn)場確認(rèn)后生成故障工單，既實現(xiàn)了全員隨時隨地報障，也解決了同一故障關(guān)聯(lián)多個維保專業(yè)時需要重復(fù)報障的問題。

圖5 故障報修及處置流程圖

4.3 檢修管理

運維管理平臺檢修管理業(yè)務(wù)流程如圖6 所示。平臺支持錄入各專業(yè)的檢修規(guī)程，可以將同類別、同位置、同時間進(jìn)行檢修作業(yè)的設(shè)備編成檢修作業(yè)包，再將規(guī)程和作業(yè)包結(jié)合，編制預(yù)防性維護(hù)計劃。平臺根據(jù)預(yù)防性維護(hù)計劃自動生成年度計劃、月計劃、周計劃，并按照檢修計劃的開始日期提前生成檢修工單，工單包括檢修作業(yè)包中的全部設(shè)備及其檢修規(guī)程文本中的檢修項、檢修內(nèi)容、檢修標(biāo)準(zhǔn)。作業(yè)人員帶單作業(yè)，作業(yè)過程中通過平臺的移動端程序及時進(jìn)行檢修結(jié)果的填報，實現(xiàn)檢修記錄無紙化。此外，該平臺還可配制檢修定額、安全須知、檢修時長、檢修人數(shù)、互檢及跟檢要求等，確保嚴(yán)格按照檢修規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)落實設(shè)施設(shè)備檢修。

圖6 檢修管理業(yè)務(wù)流程圖

4.4 架大修管理

實現(xiàn)架大修作業(yè)工單自動派發(fā)至指定工班，形成工班任務(wù)池，作業(yè)人員可自主在線完成派單/領(lǐng)單、填寫、驗收的閉環(huán)管理過程，實現(xiàn)檢修信息的便捷錄入。該模塊實現(xiàn)架大修工序管理（作業(yè)流程卡控管理），利用圖形化實現(xiàn)計劃與實際進(jìn)度的對比顯示，可以實時查看架大修作業(yè)的完成情況及影響原因，實時掌握架大修計劃執(zhí)行程度，及時完成每列車架大修物料、工時和成本統(tǒng)計。車輛架大修管理業(yè)務(wù)流程如圖7 所示。

圖7 車輛架大修管理業(yè)務(wù)流程圖

4.5 零部件管理

建立具有唯一編號的零部件臺賬，結(jié)合送修管理和故障工單的零部件拆解安裝記錄功能，零部件管理功能覆蓋拆解、新裝、送修、維修、交付、出入庫、報廢等日常業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)零部件從新件出庫—部件更換—壞件入庫—壞件送修—修復(fù)回庫—周轉(zhuǎn)件再次安裝更換的不斷周轉(zhuǎn)，完善了高價值周轉(zhuǎn)件、可維修件等零部件的全壽命周期管理。零部件管理流程如圖8 所示。

圖8 零部件管理流程圖

4.6 統(tǒng)計分析

根據(jù)平臺錄入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及各項維保作業(yè)過程中積累的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計得出檢修人員的作業(yè)次數(shù)、作業(yè)時長、作業(yè)效率及設(shè)備數(shù)量、報障數(shù)量、故障修復(fù)率、平均故障間隔時長、平均故障修復(fù)時長、檢修執(zhí)行率、工單關(guān)閉率、運行里程、晚點事件、服務(wù)可靠度、物料消耗等關(guān)鍵指標(biāo)和設(shè)施設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)值曲線等，實現(xiàn)設(shè)備管理全專業(yè)、全流程的數(shù)據(jù)記錄與管控。各層級管理人員隨時可以在PC 端或移動APP 根據(jù)其權(quán)限查看，為績效考核和管理決策提供從宏觀到細(xì)微的數(shù)據(jù)支撐，運維管理平臺統(tǒng)計看板如圖9 所示。

圖9 運維管理平臺統(tǒng)計看板

5 實踐效果

目前南京地鐵設(shè)施設(shè)備運維管理平臺已正式上線運行并全面深入使用，初步實現(xiàn)“三覆蓋”和“三化”建設(shè)目標(biāo)。

5.1 提升設(shè)施設(shè)備管控能力

信息化建設(shè)必須以牢固的基礎(chǔ)、清晰的流程、完善的制度為前提，借助信息系統(tǒng)，可以實時掌握設(shè)施設(shè)備運行狀態(tài)和檢修情況，隨時隨地進(jìn)行辦公和跟蹤管控，隨時進(jìn)行工作提醒和業(yè)務(wù)查詢，工單關(guān)閉效率提升了30%以上，全面提升了設(shè)施設(shè)備管控能力。

5.2 提升設(shè)施設(shè)備管理精細(xì)化水平

項目建設(shè)實施過程中，項目組牽頭南京地鐵運營公司各設(shè)備維保專業(yè)共收集、編制、整理并導(dǎo)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)近百萬條。包括設(shè)施設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)、檢修規(guī)程、檢修作業(yè)包、預(yù)防性維護(hù)、設(shè)備分類、設(shè)備BOM 結(jié)構(gòu)、故障代碼、物資編碼、員工、班組、位置信息等，使各項設(shè)施設(shè)備管理信息統(tǒng)一數(shù)據(jù)源相互關(guān)聯(lián)，全面提升了設(shè)施設(shè)備管理精細(xì)化水平。

5.3 提升設(shè)施設(shè)備管理工作效率

運維管理平臺上線試運行以來，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的工作方式，使線下辦公轉(zhuǎn)為線上辦公，如計劃制定一鍵生成，關(guān)注事項主動推送，待辦任務(wù)隨時提醒，關(guān)鍵信息按需查詢，作業(yè)過程實時監(jiān)控等，大幅提升了設(shè)施設(shè)備管理工作效率。目前南京地鐵運營公司的各類設(shè)備維保業(yè)務(wù)在設(shè)備運維管理平臺都有電子化的作業(yè)記錄單據(jù)可供管理人員查詢跟蹤作業(yè)情況，日均產(chǎn)生各類工單3 000 余件。

6 結(jié)語及展望

目前，南京地鐵設(shè)施設(shè)備智能運維已完成整體規(guī)劃，正在積極推進(jìn)車輛智能運維、信號智能運維、智慧工務(wù)等智能系統(tǒng)建設(shè)和擴大應(yīng)用，初步明確南京地鐵智能運維建設(shè)技術(shù)方案和路線，擬從“感知—網(wǎng)絡(luò)（傳輸）—平臺”3 個層面打造南京地鐵的智能運維架構(gòu)。其中，核心平臺計劃以“設(shè)施設(shè)備運維管控平臺”為中心打造平臺化服務(wù)，提供強大的計算能力、存儲能力、大數(shù)據(jù)能力、人工智能（AI）能力、互聯(lián)互通能力和維修支持能力。前期試點了主所機器人、信號智能運維接口，具備可行性，后續(xù)將通過籌建智能專網(wǎng)對接各智能系統(tǒng)，實現(xiàn)互聯(lián)互通一體化平臺建設(shè)的目標(biāo)。