可靠性、可用性、可维修性和安全性(RAMS)指标管理在上海轨道交通车辆维护保障中的应用

2019-10-16陈依新

城市轨道交通研究 2019年9期

陈依新

(上海地铁维护保障有限公司车辆分公司，200235，上海//高级经济师，高级工程师)

RAMS管理即对可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可维修(Maintainability)和安全性(Safety)的管理。

2002年，上海地铁维护保障有限公司开始对新车项目进行可靠性考核。2010年，上海地铁维护保障有限公司车辆专业线路维护部门制订了可靠性验证方案。2014上海地铁维护保障有限公司车辆分公司制订了可靠性管理办法，开始编制可靠性月报，并在分析基础上对部分部件制订了可靠性维修策略。2015年，上海轨道交通车辆运行维护将可靠性关键指标纳入绩效考核，开始对架(大)修列车进行可靠性评估。2016年，以可靠性为中心的维修体系开始建立。2017年，车辆专业在子系统和关键部件管理中实施RAMS管理。2018年，专业人员认识到RAMS数据是智能检修的重要大数据来源。

1 上海轨道交通RAMS指标体系

经过多年实践，上海轨道交通车辆运行维护单位建立的RAMS指标可反映正线、子系统及关键部件的可靠性。通过连续采集数据、定期对比分析，可发现重点故障、高频次故障及故障趋势等，以便技术人员和检修人员制定有针对性的维保策略，或立即整改改善指标，或采取有效措施管控风险，或改进规程稳步提高运维质量。正线主要RAMS指标见表1，子系统RAMS扩充指标见表2。

2 上海轨道交通正线的RAMS管理

2.1 RAMS数据的分层采集

第一层采集：各运营线路维修部分别采集数据，形成各线路的RAMS月度报告和年度报告，寻找可靠性弱点，采取整改措施，跟踪整改效果；新车和架(大)修承揽方采集数据，形成月度报告，以验证其各阶段的可靠性。

第二层采集：技术部门在各月度报告和年度报告的基础上，汇总形成车辆专业的RAMS报告，计算可靠性指标，总结重点故障、故障频次及故障趋势，分析趋势突破原因，研究有效对策，以便工程师制定有针对性的维保策略，改善可靠性，有效管控风险，稳步提高运维质量。

表1 上海轨道交通正线主要RAMS指标

表2 上海轨道交通子系统RAMS扩充指标族

2.2 正线RAMS指标的统计与分析

2018年上海轨道交通正线列车运营里程总计9 177.6 列·万km，较2017年上升10.75%，先后进入架(大)修的列车运营里程总计5 187.6列·万km，占总里程的56.52%；新车项目里程总计1 640.8列·万km，占总里程的17.88%。

2017—2018年上海轨道交通线网的RAMS指标统计结果如表3所示。2018年上海轨道交通各线路的5 min晚点次数统计见表4。2018年上海轨道交通车辆的子系统MDBF指标见表5。

表3 2017—2018年上海轨道交通网RAMS指标统计

表4 上海轨道交通各线路5 min晚点情况统计

表5 2018年上海轨道交通车辆的子系统MDBF指标

由表5可以看出，制动、转向架、牵引、空调及车门等子系统属于低可靠性系统，PIS系统的可靠性最低，必须采取针对性措施。

以上海轨道交通1号线为例，统计4个主要子系统的MDBSF指标，统计结果如图1所示。

图1 上海轨道交通 1号线主要子系统MDBSF(R)

由图1可见，上海轨道交通1号线的车门子系统及牵引子系统MDBSF(R)指标不佳。其中，车门子系统是高故障系统。根据工单回溯，故障率最高的3个部件为车门传动机构、PWM(脉冲宽度调制)编码器及限位开关。故在检修环节要相应采取针对性措施。经分析，牵引子系统MDBSF(R)较低的主要原因为：调度为避免5 min晚点，对短时无法恢复的故障列车进行了掉线处理；而压力开关及牵引模块发生故障时，无法通过切复开关简单操作恢复。因此牵引子系统的掉线较多，必须加强检测和检修。

2.3 RAMS管理的成效

实施RAMS指标管理以来，上海地铁维护保障有限公司车辆分公司对线路至全网进行检查，统计分析RAMS指标，及时发现普遍性缺陷、问题及风险。新车项目由新车部反馈给车辆供应商改进，老车项目由技术部门指导，并由线路部具体实施整改。

近年来，为保证正线运营秩序，车辆部门对影响正线运营次序、造成晚点的因素进行了详细分析，采取了控制5 min晚点措施，加强了对关键部件的可靠性检查测试，缩短了关键部件的更换周期，对关键部件进行冗余配置等，使RANS指标逐年改善。例如，相比2017年，2018年除清客故障外的其他故障均有不同幅度的降低。这说明RAMS管理十分有效。

3 RAMS指标在车辆架(大)修过程中的应用案例

上海轨道交通车辆架(大)修工作，由申通南车(上海)轨道交通车辆维修有限公司(以下简为“申通南车”)、申通北车(上海)轨道交通车辆维修有限公司(以下简为“申通北车”)、申通庞巴迪(上海)轨道交通车辆维修有限公司(以下简为“申通庞巴迪”)及SATCO(上海阿尔斯通交通设备公司)等4家公司通过招投标承揽。上海地铁维护保障有限公司车辆分公司作为列车全寿命周期管理主体，把架(大)修关键指标纳入RAMS指标体系，进行过程管理。

3.1 上线试运营期间故障率统计分析

2018年，架(大)修的试运营列车有110列，其中，申通南车负责39列、申通北车负责17列、申通庞巴迪负责35列、SATCO 负责19列。试运营列车故障共发生34次，其中，申通南车负责的列车发生6次、申通北车负责的列车发生8次、申通庞巴迪负责的列车发生16次、SATCO负责的列车发生 4次。2016—2018年列车试运营的故障率统计见图2。

图2 2016—2018年列车试运营故障率统计

3.2 5 min晚点

2018年，上海轨道交通线网中，5 min晚点故障共有30次。其中，架(大)修列车5 min晚点共有20次，占66.7%，比2017年增加8次，增幅达66.67%。经子系统RAMS指标分析可知，2018年5 min晚点的主要是由车门、控制、制动、车钩、辅助供电、牵引系统等6个子系统发生故障引起的。相关故障分布见表6。

表6 2018年上海轨道交通线网5 min晚点故障分布

3.3 MDBSF指标

2016—2018年各承揽方架(大)修列车MDBSF指标如表7所示。

表7 2016—2018年各承揽方架(大)修列车MDBSF指标

3.4 FPMK指标

以申通庞巴迪公司为例，2018年2种车型架(大)修项目FPMK指标统计见表8。

3.5 架(大)修整体RAMS分析及信用评分

项目承揽方在RAMS指标分析的基础上，在架(大)修过程中采用针对性的管理控制措施。而上海轨道交通运营管理方对2018年的项目从进度，质保期内列车正线清客、救援、5 min晚点造成的故障，以及架(大)修后质保期内列车的权重系数等方面对各承揽方进行了信用评分及分析，要求其采用了改进工艺规程，偶换件改为必换件，选用可靠性更高的产品等有针对性的改善措施。