基于流水線的機車制動夾鉗檢修工藝模式研究

摘要：隨著機車運營里程的增加，機車制動夾鉗的檢修市場不斷擴大，更多相關(guān)企業(yè)開始著手機車制動夾鉗檢修業(yè)務(wù)策劃。因產(chǎn)品的檢修與新造的工藝過程存在較大差異，找到更加合理的檢修工藝模式成為關(guān)鍵。現(xiàn)基于流水線的思維進(jìn)行討論研究，通過檢修流程分析建立了“三線（實體線、物流線、信息線）一體”的標(biāo)準(zhǔn)模型，提煉出了模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、集成化的機車制動夾鉗檢修工藝模式構(gòu)建路徑。

關(guān)鍵詞：制動夾鉗;三線一體;檢修工藝模式

中圖分類號：U260.332;TH117.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1671-0797（2024）18-0072-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.18.018

0 引言

制動夾鉗是機車制動系統(tǒng)的核心部件，是制動功能的最終執(zhí)行機構(gòu)，直接關(guān)系到機車的安全運行。隨著機車運營里程或時間的大幅增長，制動夾鉗將逐步進(jìn)入各級別檢修修程。制動夾鉗的檢修不同于其新造，在過程管控方面存在更多工藝環(huán)節(jié)和過程異常，過程實現(xiàn)更加復(fù)雜和困難。因此，研究一種規(guī)范合理的工藝模式，有助于提升制動夾鉗檢修的效率和質(zhì)量。如今精益制造的理念早已深入人心，數(shù)字化流水線也是工藝策劃的常用方法之一。本文將基于數(shù)字化流水線的思維，探究流程規(guī)范、質(zhì)量受控、運行高效的機車制動夾鉗檢修工藝模式。

1 制動夾鉗檢修概述

機車檢修制度是指為使機車在良好技術(shù)狀態(tài)下可以穩(wěn)定安全地運行，并通過合理的檢修延長機車使用壽命而做出的進(jìn)行檢查和檢修的計劃方案。中國鐵路機車采用的是預(yù)防性的定期檢修制度，其檢修修程根據(jù)機車運營里程或時間進(jìn)行確定[1]。制動夾鉗的檢修級別與機車整車保持一致。機車修程對應(yīng)制動夾鉗的檢修方式如表1所示，本文所研究制動夾鉗檢修，是指解體檢修，在狀態(tài)檢查方式下，制動夾鉗不會從整車拆下。

2 制動夾鉗檢修流程

本文所討論的制動夾鉗解體檢修的流程，自整車上拆下開始，到制動夾鉗完成檢修重新作為合格品交付為止。通過對制動夾鉗的結(jié)構(gòu)分析[2]，結(jié)合檢修過程的分解，梳理出制動夾鉗檢修流程如圖1所示，可以看出制動夾鉗的檢修流程主要涉及清潔、判定、物流、作業(yè)、記錄等環(huán)節(jié)。為建立標(biāo)準(zhǔn)化檢修工藝模式，需將檢修流程中涉及的所有環(huán)節(jié)納入研究策劃。

3 制動夾鉗檢修工藝模式建立

流水線是現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)品制造的有效解決方案之一，具有規(guī)范化、精細(xì)化、高效化等優(yōu)點，同時也更便于向智能化、信息化進(jìn)行迭代演進(jìn)，具有非常重要的現(xiàn)實意義[3]。對于制動夾鉗檢修工藝模式，也可以從流水線的視角進(jìn)行研究，以流水線為載體進(jìn)行構(gòu)建，實現(xiàn)其標(biāo)準(zhǔn)化及可復(fù)制性。

3.1 總體架構(gòu)

基于流水線的思維，可以將制動夾鉗檢修的所有流程和環(huán)節(jié)歸納為三條“線”，即實體線、物流線、信息線，三條線共同構(gòu)成制動夾鉗檢修工藝模式，相輔相成、并行貫穿于制動夾鉗檢修的全過程。由此可以得出制動夾鉗檢修工藝模式的總體架構(gòu)，如圖2所示，在實體線的推進(jìn)過程中，各工序環(huán)節(jié)與物流線發(fā)生產(chǎn)品實物交互，主要包括成品流轉(zhuǎn)、零件流轉(zhuǎn)、工序間流轉(zhuǎn)等;各工序環(huán)節(jié)與信息線發(fā)生數(shù)據(jù)信息交互，主要包括指令傳遞、文件下達(dá)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯總等[4]。

3.2 實體線規(guī)劃

在實際業(yè)務(wù)中，制動夾鉗檢修實體線需要適應(yīng)不同的場地、需求及預(yù)算，會有千變?nèi)f化的建設(shè)方案。為了使制動夾鉗檢修工藝模式標(biāo)準(zhǔn)化和可復(fù)制，本文研究采用模塊化的方法，將實體線分解為多個功能相對獨立完整的區(qū)域，并結(jié)合精益理念進(jìn)行緊湊、連貫的實體線布局規(guī)劃。

將實體線分解為外觀清潔區(qū)、完全解體區(qū)、零件清潔區(qū)、檢驗配盤區(qū)、組裝區(qū)、試驗區(qū)、緩存區(qū)等功能區(qū)域，其布局規(guī)劃如圖3所示。上部虛線框內(nèi)主要為預(yù)備工序，下部虛線框內(nèi)主要為制造工序;黑色箭頭串聯(lián)的區(qū)域在實體建設(shè)時可通過硬件線體貫通和集成;緩存區(qū)的理念主要考慮檢修過程的節(jié)拍柔性和均衡的需求，貫穿于全過程，可根據(jù)實際需要進(jìn)行取舍;組裝區(qū)和試驗區(qū)可根據(jù)產(chǎn)能需要進(jìn)行工位劃分。

3.3 物流線規(guī)劃

一條產(chǎn)品流水線的運用效果，不僅在于硬件設(shè)施的穩(wěn)定可靠，還在于高效平衡的物流設(shè)計?；趯嶓w線的模塊化布局進(jìn)行物流線規(guī)劃，需體現(xiàn)外部物流、內(nèi)部區(qū)域間、緩存策略的物流邏輯。

物流線規(guī)劃如圖4所示。實線箭頭是理想狀態(tài)的單件連續(xù)流物流路線，即確保所有檢修工序和環(huán)節(jié)的作業(yè)節(jié)拍均衡、人員配置充足、做到無縫對接，可以實現(xiàn)流水線實體和物流路線的同步高效運轉(zhuǎn);虛線箭頭是基于過程緩存的輔助物流路線，用來調(diào)節(jié)作業(yè)不均衡、人員不充足、物料不齊套、過程不合格等非理想狀態(tài)下的等待和中斷，緩沖過程異常對產(chǎn)線運行的不利影響。在進(jìn)行檢修工藝模式規(guī)劃和產(chǎn)線搭建時，過程緩沖是必要且更加符合一般企業(yè)實際情況的。具體物流的實現(xiàn)方式可以采用AGV、儲運一體小車、人員搬運等。

3.4 信息線規(guī)劃

在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，任何一種制造模式的規(guī)劃都必須進(jìn)行信息化維度的革新。制動夾鉗檢修實體線搭載的信息線，在產(chǎn)線內(nèi)要構(gòu)筑小的信息生態(tài)圈，在產(chǎn)線外要接入大的信息生態(tài)圈，用信息指令、數(shù)據(jù)資源將檢修過程中的各個環(huán)節(jié)串聯(lián)起來。

信息線規(guī)劃如圖5所示。MES系統(tǒng)和CAA系統(tǒng)通過顯示終端向檢修實體線下達(dá)任務(wù)、指導(dǎo)作業(yè);檢修實體線通過手持終端、智能裝備向各系統(tǒng)集成過程數(shù)據(jù)、反饋任務(wù)情況;MSA系統(tǒng)匯總所有過程數(shù)據(jù)及報告，進(jìn)行過程質(zhì)量分析、過程運行分析，向過程優(yōu)化提供反饋。

4 制動夾鉗檢修工藝模式的保障措施

制動夾鉗檢修工藝模式的建立，除了做好實體線、物流線、信息線的規(guī)劃，還需要人員、組織、制度層面的保障，如此才能實現(xiàn)工藝模式實體的標(biāo)準(zhǔn)化和配套管理的規(guī)范化，構(gòu)建具有復(fù)制推廣意義的制動夾鉗檢修工藝模式。

4.1 人員規(guī)劃

圍繞制動夾鉗檢修工藝模式的建立，需要配置的人員可以分為管理和作業(yè)兩類。從職能和技能來講，管理人員包括但不限于計劃管理、工藝管理、質(zhì)量管理等，作業(yè)人員包括但不限于物流作業(yè)、檢驗作業(yè)、拆裝作業(yè)等?；诖?，設(shè)計人員規(guī)劃矩陣如表2所示，給出了人員占比、專業(yè)需求、相關(guān)知識的設(shè)置建議。

4.2 組織規(guī)劃

基于人員規(guī)劃建立制動夾鉗檢修工藝模式下的合理組織，是確保新工藝模式有效運行的有力舉措。在實際工作中，可以從業(yè)務(wù)職能和內(nèi)部關(guān)聯(lián)的角度建立可適用的組織架構(gòu)的概念。當(dāng)然這個組織的規(guī)劃可以與企業(yè)現(xiàn)有組織架構(gòu)相融合，不單獨設(shè)立機構(gòu)。本文提出一種適用于制動夾鉗檢修工藝模式的組織架構(gòu)模型，如圖6所示，為扁平化架構(gòu)，能夠提高溝通效率，并且在最下的執(zhí)行層面存在較多的互動。

4.3 制度規(guī)劃

制度是對于管理實踐的提煉和總結(jié)，也是對有效可行的管理過程的標(biāo)準(zhǔn)和固化，有效和高效的運營必然需要完整的制度流程。針對制動夾鉗檢修工藝模式，參考質(zhì)量管理體系的文件架構(gòu)，進(jìn)行四級制度規(guī)劃，如圖7所示。相關(guān)制度、文件和記錄的呈現(xiàn)可以采用信息化方式進(jìn)行。

5 制動夾鉗檢修工藝模式的優(yōu)勢和不足

本文所研究的制動夾鉗檢修工藝模式能夠為企業(yè)提供參考和借鑒，成為一種較為固化的范式。對這種工藝模式的主要優(yōu)勢和不足闡述如下[5]。

制動夾鉗檢修工藝模式的主要優(yōu)勢在于：1）標(biāo)準(zhǔn)化，便于復(fù)制移植，可推廣性強;2）模塊化，柔性靈活，適應(yīng)不同場景需求;3）信息化，便于數(shù)據(jù)整理和分析，契合數(shù)字轉(zhuǎn)型趨勢;4）集成化，降低管理幅度，提升管理效率。

制動夾鉗檢修工藝模式的主要不足在于：1）技術(shù)細(xì)節(jié)體現(xiàn)較少，需要企業(yè)自身在應(yīng)用中研究完善;2）前沿技術(shù)引用較少，需要企業(yè)自身在規(guī)劃中考慮向后迭代升級的機會。

6 結(jié)束語

本文研究了機車制動夾鉗檢修工藝模式，基于流水線思維，從檢修概述、檢修流程、模式建立、保障措施、優(yōu)劣分析等維度進(jìn)行了梳理和總結(jié)，通過建立“三線（實體線、物流線、信息線）一體”的標(biāo)準(zhǔn)模型，開發(fā)了一條模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、集成化的檢修工藝模式構(gòu)建路徑，可以適用于機車制動夾鉗檢修工藝模式在不同企業(yè)、不同場景下的構(gòu)建需求。同時，這種模型和思路也能為企業(yè)同類型業(yè)務(wù)的開展提供參考。

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[3] 張云成，郭興紅，何泳.基于工藝規(guī)劃的數(shù)字化裝配產(chǎn)線設(shè)計[J].智能制造，2023（4）：66-69.

[4] 胡維，劉鵬，鄔錢涌.制動夾鉗單元可視化裝配工藝應(yīng)用研究[J].鐵道機車車輛，2015，35（4）：102-105.

[5] 孔祥斌.智能制動夾鉗檢修線的特點與優(yōu)勢[J].鐵道機車與動車，2019（5）：47-48.

收稿日期：2024-05-16

作者簡介：劉磊（1990—），男，甘肅人，工程師，研究方向：軌道交通制動系統(tǒng)。