机车车辆造修一体化的思考

2021-11-24

商品与质量 2021年11期

中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 063035

在原材料市场竞争越来越激烈的情况下，开展机车互换配件管理工作，对提高机车配件的使用效率以及应用价值有积极意义。并且在一定程度上降低成本消耗，压缩检修停时，提升检修质量。

1 机车互换配件管理存在问题

在机车互换配件检修过程中存在的问题主要表现在以下方面：第一，机车更新换代，互换配件定量、实有量不能满足实际需求。互换配件在相当长时间内不能满足实际需要，遇特殊情况超出厂家配件包保期，必须自行解决，为不影响机车运用经常要向兄弟单位或主机厂求援。前期SS7E 机车转配外局，互换配件未随机车一同调拨，造成资产闲置浪费。老型机车淘汰，生产力布局调整导致机车调配相对频繁，会导致储存的互换配件不能满足正常生产需求。可能会因为车型变化速度快，导致原有互换配件出现剩余。而新投入的车型所需要的互换配件不能及时获取补充。这在占用了资源的同时，也浪费了资金，不能对机车配件进行充分利用，降低了资源的配置效率。并且因为互换配件不能及时补充，在使用时可能会因为某一个小配件损坏，需要拆卸其他零配件，会导致零配件的完整性受到影响。第二，委外修受招标周期制约大。近年来随着物资设备采购招标和业务外包相关制度不断完善，招标工作相对以往在立项审批、招标条款设置、开评标等方面更加严谨规范，从项目计划确立到申请报告审批，从邀标评标到公示批准，流程很多，时间很长，但凡有一个步骤没有完成，委外修就无法开展。在当下仅每年一次委外修招标的前提下，生产组织、检修停时与招标进度不相匹配的问题日益凸显，机车检修各项指标均因此受到不利影响[1]。

2 机车车辆造修一体化总体思路

机车车辆造修一体化思想基于装备全生命周期管理理念，依据现代维修理论和技术，按照新造-维修一体化统筹规划、权衡和决策机车车辆的设计、制造、运用、维护、检修和报废工作，以实现机车车辆安全、可靠、高效、经济运用和维修的总体目标。为实现上述目标，重点在新造奠定维修基础、维修促进新造提升这3 个方面开展工作，也需在设计阶段考虑寿命末期的延寿使用和翻新重造[2]。

2.1 新造奠定维修基础

机车车辆长期运用和检修实践表明，在设计方案中，元器件等级、材料性能、产品性能及设计结构等因素对可靠性、维修条件、维修方式、维修停时、维修成本等均有重要影响，很大程度决定修程修制。仅在运用维修阶段开展修程修制优化，不仅被动且效果有限，必须在研发阶段就开展维修规划工作，基于造修一体化思想，在机车车辆研发之初并行开展RAMS 和PHM 设计、修程修制规划和LCC 优化，合理设置产品使用寿命、维修工作等级及其周期，以获得最佳的使用性能、维修保障性能和经济性，实现以较小的前期投入换得较大的后期费用节省。

2.2 维修促进新造提升

新型机车车辆正式投入运用前，一般只要按规定进行型式试验就可以实现对机车车辆性能指标的符合性验证确认。与性能验证要求不同，RAMS 设计、修程修制规划和LCC 优化的效能指标验证很难在短期内借助型式试验完成，而需要制定专门的可靠性、维修性试验验证方案和程序，如可靠性增长试验、可靠性鉴定试验、维修性验证试验等，有时会持续相当长时间。有些产品甚至需要结合长期运用和检修不断验证、优化和完善，历经几代产品改进最终成熟定型。例如：我国东风系列内燃机车、韶山系列电力机车的升级换代历程，德国动车组从ICE1、ICE2、ICE3 发展到ICE4，其中的许多技术提升和改进都源于运用和检修需求的驱动。此外，即便是相对成熟的机车车辆，在长期运用和检修实践中仍会暴露一些不适于运用和检修要求的可靠性、维修性等方面设计不足和缺陷，通过消除和改进上述缺陷可大幅提高机车车辆可靠性和经济性。为此，需要把机车车辆运用检修与设计制造作为一个整体进行安排，搭建平台，加强造修企业间的技术交流和信息沟通，将机车车辆可靠性、维修性、经济性等效能指标纳入设计基本指标。

2.3 可靠性设计

①降额设计。降额设计是使产品或零部件所承受的工作应力（机械应力、电应力、温度应力）适当低于额定值，从而达到降低故障率、提高可靠性的目的。例如：电子产品可靠性对其电应力和温度应力较敏感，故而降额设计技术对电子产品尤为重要。机车车辆设计最高时速和牵引、制动功率具有一定余量，不仅为性能退化留有余量，还能减少日常运用中满负荷运行的概率，从而降低故障率。②冗余设计。冗余设计是通过备份配置某些关键设备，当设备出现故障时，冗余设备介入工作，承担故障设备的功能，减少停机故障发生。冗余设计是系统或设备获得高可靠性、高安全性的有效方法。特别是当基础元器件或零部件在特定环境下可靠性水平降低、采用一般设计无法满足系统可靠性要求或因改进元器件可靠性所需费用比冗余设计费用更高时可考虑该方法。动车组和机车一般都由几个独立的基本动力单元组成，基本动力单元中的电气设备发生故障时，可全部或部分切除该动力单元，而不影响到其他动力单元的运用，实现系统局部故障隔离后维持继续运行，降低运营损失和影响。③耐环境设计。耐环境设计是在设计时考虑产品在全生命周期内可能遇到的各种环境影响。例如：针对冲击、振动、侧风、温度、湿度、含氧量、紫外线等影响，采取散热（加热）、冷却、隔热、密封、干燥、防护涂层、加固、控制谐振及减振等技术，选用耐高（低）温、高绝缘、抗干扰、耐潮等技术和材料，确保产品可靠性[3]。