浅谈地铁行业大型检测装备的全寿命管理

2021-04-03姚云鹏

中国设备工程 2021年18期

姚云鹏

（上海地铁维护保障有限公司工务分公司，上海 200233）

随着上海地铁路网的不断建设，为了匹配超大规模运营网络的维护要求，大型检测装备数量必然会越来越多。一方面，由于大型检测装备引进的时间跨度大，新老装备性能差距大、型号繁多，维护管理难度非常大。另一方面，随着延长运营的影响，检测天窗进一步缩短，需要确保大型装备运行正常，减少故障率。随着大型装备使用年限的增加，还需要对大型装备进行技术更新，确保大型装备的可靠性，满足检测作业的需求。

大型检测装备肩负着对轨道和钢轨进行检测的任务，其输出的轨控数据和钢轨探伤数据质量直接关系到地铁线路维护策略的制定，影响地铁路网的运营安全。因此，对大型检测装备实施精细化、模块化管理是确保大型检测装备数据可靠性的保证。合理规划大型检测装备管理的各个环节，对此建立一套科学、系统、可行的全生命周期管理方法，确保其可靠性，使其能够在确保地铁路网运营安全上发挥应有的作用。

1 大型检测装备全寿命管理的概念

大型检测装备全寿命管理是指大型检测装备管理机构对改装备整个生命周期内进行全过程管理,具体分为3个阶段10个环节。大型检测装备全寿命管理始于装备需求分析，终于装备报废，形成闭环管理。其中，装备生产阶段由装备需求分析、选型、采购、生产监造、验收5个环节依次组成；装备使用阶段由装备使用、维护、维修、改造更新4个环节依次组成；装备报废阶段，由装备报废1个环节组成。

2 大型检测装备全寿命管理的流程和方法

轨道检查车是指使用激光或激光摄像机原理对轨道几何形态进行检测的大型检测装备。钢轨探伤车是指使用超声波探伤原理对钢轨表面及内部伤损进行检测的大型检测装备。

以上2种装备在上海地铁大型装备中保有量最多，且使用程度最成熟，以此为例论述大型检测装备全寿命管理的3个阶段10个环节。

2.1 需求分析

为了使采购的大型检测装备符合检测要求，需要对大型检测装备使用需求进行调查。避免盲目采购造成装备检测性能和条件不符合上海地铁线路状态，导致装备闲置，造成资产浪费。采用调查问卷法来收集装备使用、管理部门员工对大型检测装备的功能、技术参数需求，通过亲和图法对收集的需求进行合并、分类，得出需求总表，根据这些需求进行市场和行业调研，确定需要采购的装备的型号。

2.2 选型

选型的主要工作是确定将要采购装备的技术要求、技术参数、型号等。一般采用市场调研和同行业调研。

（1）市场调研。为获得更多更合适的供货商，由装备采购和技术人员组成的调研组必须充分做好前期的市场调查工作，广泛收集检测装备产品资料和同类型产品的优缺点，加深对供应厂商产品质量、售后服务、信誉度、类似业绩等方面了解，并进行综合比较。

（2）同行业调研。对同行业相同类型装备进行调研，走访同行业已采购类似装备的单位，听取他们对装备使用的心得体会，对标上海地铁的使用要求，进行装备型号的筛选。最后撰写调研报告，选定装备大致的技术特性。

通过前面2个方面，基本能够确定需要新购装备的技术性能参数、装备的型号等。

2.3 采购

采购阶段主要进行公开招标程序，确保购买的装备符合选型要求。首先，进行装备招标技术文件撰写。确定好装备型号、技术参数后撰写招标技术文件，确定装备各个子系统性能、布局等要求，确定备品备件、专用工具种类和数量等。然后，进行装备公开招标、中标、签订采购合同等流程。

2.4 生产监造

生产监造环节是确保采购的大型检测装备有效使用和质量的关键环节，包含设计联络、监造2方面内容。

（1）设计联络。签订合同后将进行设计联络。在设计阶段，设计方案和设计细节需要以书面的设计联络文件或者会议纪要形式进行确认，这些文件都是合同中技术部分的补充，可能涉及个别技术标准的升级、变更等。装备验收时，设计联络文件中的设计变更项，也是验收的依据之一。

（2）监造。监造的主要工作是对采购的装备全制造过程的监控。采用甘特图来监控装备的生产进度，确保装备按照合同约定的时间和质量完成生产。该环节涉及驻场监造，驻场监造主要目的是监督正在生产的装备是否符合合同要求。

驻场监造节点分为以下3个节点：

①隐蔽工程封闭之前。隐蔽工程封闭后，就不便于对隐蔽工程进行验收，故在隐蔽工程封闭前，需要进行验收，确保施工质量。

②检测系统开箱。检测系统作为检测装备主要组成部分，且检测系统部件复杂，若不清点清楚会严重影响检测系统安装，进而影响装备生产进度。

③系统安装。系统安装涉及电气、水路管路安装、走线，若设置不合理将会影响后续使用体验。

2.5 验收

验收的主要工作是对采购的装备进行验收，确保装备符合合同中约定的技术标准。若存在不符合项目，则需要在此阶段内完成整改。

装备验收分为以下3种：

（1）出厂验收。出厂验收指装备在出厂之前就必须进行的验收，通常是决定装备使用安全的项目，如车辆走形部分的配重、车钩、二系悬挂等验收项目及需要专用验收装备才能进行验收的项目，如制动试验、淋雨试验、车辆限界等验收项目。

（2）到货验收。到货验收指装备到达买方场地进行的验收，通常是一些验证性的验收，如连续运行无故障试验、检测系统调试及性能验证试验等验收项目。

（3）最终验收。最终验收通过的标准是：装备在通过到货验收后，在试运行期间内状态稳定，且无新增故障发生，即可宣告通过最终验收，进入质保期。

2.6 使用

使用是指在操作作业指导书的指导下完成检测装备的点检和操作。采用装备TPM（即Total Productive Maintenance全员生产维修体制）的管理思路对装备进行管理。

确保装备运行完好率的基础是做好装备的装备故障树（以下简称FTA）、潜在失效模式与影响分析（以下简称FMEA）以及科学完整的作业指导书。

FTA以从下至上的树状的结构描述装备从最小单元故障导致子系统发生故障，子系统故障导致整个系统发生故障的逻辑关系。便于装备操作员从部件至系统层面理解装备故障的机理，有利于排查装备的故障点位置。FMEA主要用于把控装备可能发生的故障（包括已发生的故障、同行业类似装备发生的故障、装备说明书上列举的故障、操作员经过头脑风暴认为可能发生的故障）以及其可能造成的后果，该故障的发生频率、探测方法、避免发生该故障的控制措施、该故障的SOD数值。通过把控故障的以上信息，将控制措施做到位，尽量不再发生FMEA中记录的故障，从而确保装备的运行状态良好。

如果在二级公路改一级或一级改高速项目时，可采用分离路基，一幅利用旧路进行改造，另一幅采用新建方式。在用地紧张或受限地区建议采用单侧加宽改造为整幅路基方式。

操作作业指导书用以规范操作员操作装备的步骤、方法、标准。操作作业指导书是大型检测装备操作员点检、操作装备的依据，只有合格的作业指导书才能确保操作员在操作中的规范及质量，确保装备不因为不到位的点检、不当的操作、不当的维护保养而损坏。

操作作业指导书的内容应包括点检、操作的流程、步骤、标准。根据操作作业指导书的内容编写专门的大型检测装备点检卡、点检路线图、点检基准卡、点检记录表，便于操作员在点检时进行对标检查，也便于对发生故障后故障数据的收集和统计。点检是指检测开始前操作员对装备进行的一种检查。只有确保点检结果（装备状态）符合作业指导书中规定的标准状态，检测装备才能够进行检测，否则，得到的检测数据必然是不准确的。

2.7 维护

维护是指在维护作业指导书的指导下完成检测装备的自主保养、监督委外单位的分级保养。

维护作业指导书用以规范维护人员维护装备的步骤、方法、标准。维护作业指导书是大型检测装备维护人员维护装备的依据，只有合格的维护指导书才能确保维护人员在维护中的规范及质量。根据维护作业指导书编写：装备保养计划、保养基准书、润滑基准书、清扫基准书。保养计划为装备全年的维护保养计划，分为年度、季度、月度、日常保养。保养基准书就是对维护作业指导书中的维护项目进行拆分、图示化，便于操作员在维护保养时对照标准进行作业。润滑基准书就是单独将装备中需要润滑的点位进行图示化标识，便于操作员对各个润滑点位进行润滑，避免遗漏。清扫基准书就是将维护作业指导书中装备需要清扫的部位进行图示化标识，便于操作员对各个需清扫部位进行清扫，避免遗漏。

维护分以下3个层级为：

（1）预测性维护是指：根据FMEA和FTA中统计的故障发生频率，在故障发生之前就对其进行针对性的维护，确保装备不发生故障。

（2）专业性维护是指：由专业的委外单位，对装备进行维护。一般这类维护的内容为：不对用户（操作员）开放维护权限的软件部分，以及用户（操作员）不具备维护资质的硬件部分。

（3）日常维护是指：由操作员对装备进行的日常性保养、清洁工作。