基于段企合作的动车组高级修检修模式研讨

费久利,王 惠,凌立彬,元世斌

(中车唐山机车车辆有限公司,河北 唐山 063035)

1 动车组配属及检修市场分析

高速动车组已成为国家名片,自中国第一列新型动车组于2007年4月份投入运营以来,历经14年的引进、消化、吸收及再创新过程,我国已全面掌握动车组制造技术,关键部件国产化率不断提升。目前在线运营动车组的主要技术平台产品有CRH1型、CRH2型、CRH3型和CRH5型动车组,各动车组制造企业(以下简称“主机厂”)在既有平台基础上不断深入开发和技术创新,研制出多种技术等级更高、速度更快的动车组产品,如高寒动车组、智能动车组等,极大地满足了我国不同地域、不同经济区域的差异化市场需求,为国家建设和经济发展做出卓越贡献。

截至2020年底,中国高速铁路总里程约为38 363 km,各铁路局共配属运营动力分散型动车组3 862列(CR200J型动力集中型动车组高级修规程及检修模式尚未确定,本文只讨论动力分散型动车组),动车组线路和车辆的基本配比关系是每10 km 线路配置1列动车组,其中时速300～350 km 速度等级2 354列,时速200～250 km 速度等级1 449列,时速160 km 速度等级59列,具体配属情况见表1。时速300～350 km速度等级动车组占动车组配属总量的61%,是中国高速铁路旅客运输的主力车型。

表1 各铁路局动车组配属表 列

动车组于2007年投入运营,开始并没有得到广泛认可,上座率较低,但随着整个社会节奏的加快和人们生活质量的提高,动车组几乎已成为人们出行的首选。2007—2018年,动车组完成旅客发送量由0.6亿人增长到20.54亿人,2018年动车组完成旅客发送量在全国铁路旅客总发送量中的占比为60.9%。2007—2018年,动车组完成旅客周转量由132.78亿人公里增长到6 872亿人公里,动车组完成旅客周转量在全国铁路旅客总周转量中的占比达到48.6%[1]。国产动车组技术成熟,运行安全可靠,对改善人们的旅行品质和促进社会发展起到至关重要的作用。

据中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)官网消息,到2025年,全国高速铁路里程将达到4.5万km;动力分散型动车组保有量预计将增至4 800列左右。预测2021—2025 年动车组保有量年均增长约200列。虽然国家对高铁的投资有所降温,但随着京津冀、长三角、粤港澳、成渝、海峡西岸等14个国家级城市群的建立和快速发展,作为城市群重点发展的基础设施,城际铁路将会成为基建的下一个风口,“十四五”期间将规划建设高速铁路、城际铁路、市域铁路近7 000 km,需求车型涵盖时速140 km、时速160 km、时速200 km、时速250 km 等城际市域动车组产品。

为保证动车组长期高速、稳定、安全、舒适运行,必须经常对动车组进行日常整备、检查、保养,并定期进行全面检修。随着新建线路的开通和动车组运营数量的增加,动车组检修市场需求逐年增加,目前每年动车组高级修总量为1 500～1 800列,市场需求巨大。根据《中长期铁路网规划》,到2030年,全国动车组配属将达到5 541列,届时动车组检修需求还会进一步扩大,具体数据如表2所示[2]。

表2 2030年全路动车组三、四、五级修工作量计算 列

2 动车组高级修简介

2.1 动车组检修的意义

动车组检修工作贯穿于动车组服役的全过程,在动车组运营时部件会产生不同程度的磨损、变形,技术状态变差,使用性能下降,严重影响运行安全。维修作为设备管理的重要环节,能使动车组保持、恢复其规定的技术状态或改善其运用状态,有效预防故障及其不良后果发生[3]。动车组结构复杂,零部件种类繁多,材质、使用条件、使用寿命和失效程度各不相同。一些零部件因各种原因而失去原有的功能,需要及时修复或更换,而其他大部分零部件能完好无损地正常工作,这就构成了车辆维修的必要性和可能性。

动车组检修可充分利用尚可正常工作的零部件,延长车辆的使用寿命,与更新设备相比,可节省资金,节约能源和资源,降低运营成本,提高效益。

2.2 动车组高级修修程

我国高速铁路具有路网大、线路长、密度高、运用效率高等显著特点,动车组产品具有多个技术平台,针对运营环境及客户需求不同,在每个技术平台基础上又开发设计了多个车型,结构及性能不断优化,为满足动车组的高级修需求,不同车型动车组检修规程在内容和标准上既有共性特征又有个性化差异。

我国在学习引进国外动车组检修理念和检修标准的基础上,通过管理模式和检修方法的创新,对动车组进行科学专业化检修,确保动车组安全可靠运行。CRH 系列动车组检修分为五个等级:一级和二级检修为运用检修,以维护保养为主,在动车所完成;三级、四级和五级检修为高级修,以恢复基本性能为主,在动车段或主机厂完成[4]。动车组检修按里程维度和时间维度双向控制,详细数据如表3所示[5]。按检修规程要求,各高级修主要内容有较大差异,具体检修内容如表4所示。

表3 国内动车组检修周期表

表4 动车组高级修主要内容

国铁集团正在牵头组织动车组修程修制改革工作,拟延长各技术平台动车组高级修间隔里程,以降低检修成本,提高装备使用效率,部分车型已进入实际运用考核阶段,验证评价后动车组高级修程会作相应调整。

3 动车组高级修现状

国内高速动车组制造企业主要有4家公司,分别为中车长春轨道客车股份有限公司(以下简称“长客股份”)、中车唐山机车车辆有限公司(以下简称“唐山公司”)、中车青岛四方机车车辆股份有限公司(以下简称“四方股份”)和青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司(以下简称“BST”),中国轨道交通运输装备制造企业建设规模大,技术实力雄厚,在国内及国际市场上均具有较强的竞争力。依托动车组新造技术优势,各主机厂提前掌握动车组检修技术,并率先开展了动车组高级修业务,检修业务前期主要由主机厂承接。动车组检修技术难度高,资源配置和资金投入量大,国铁集团深知检修对动车组运营安全的重要意义,提前布点,先后投资建设了北京、上海、广州、武汉、沈阳、西安、成都7个动车组检修基地,随着各动车检修基地建设陆续竣工投产,在主机厂的技术支持与协作下,各动车段先后掌握了高级修技术,并形成规模检修能力。国铁集团动车组检修基地辐射范围及规划设计检修能力如表5所示。

表5 国铁集团动车组检修基地辐射范围及规划设计检修能力

以2020年为例,全路动车组高级修总量为1 396列,其中:四方股份检修438列、长客股份检修202列、唐山公司检修68列、BST 检修77列,其余611列全部由国铁集团动车段检修,动车组高级修检修占比见图1。各主机厂主要检修四、五级修动车组,国铁集团各动车段主要检修三、四级修动车组。

2020年3月4日,国铁集团下发铁机辆〔2020〕44号文件《国铁集团关于深化动车组修程修制改革推进自主检修工作的通知》,文件中对动车组修程修制改革提出具体要求和时间结点,并对“十四五”期间动车组高级修发生量和动车段的承修量进行了预测和分配,具体数据如表6所示[6]。

表6 “十四五”期间动车组高级修发生量及动车段承修任务测算表 列

由表6分析可知,动车段将逐步承修所有的三级修,并于2024年实现100%承修;部分承修四级修业务,检修量逐年上升,到2025年将承修约62%的四级修检修业务量,预测未来动车段四级修的检修占比会稳定在50%～60%,见图2。“十四五”期间,国铁集团并未安排五级修业务。

图2 “十四五”期间动车段三、四级修承修量统计

4 高级修合作模式研讨

4.1 动车组高级修存在的主要问题

(1) 段企双方高级修产能差异问题。由于提前布局规划及产线建设重点投入,各主机厂高级修能力及规模较大,目前总检修能力为1 237列/年:其中四方股份为730列/年;长客股份为192列/年;唐山公司为190列/年;BST 为125列/年。以上仅为批复口径纲领,如考虑后续效能提升及新造产线转化等因素,实际检修能力会远超出这个产能。国铁集团各动车段生产能力形成较慢,部分动车段产能还未达到设计纲领,正在进行产线改造及资源配置,以快速提高生产能力。目前各主机厂检修业务定单不均衡,产能利用率较低,以2020 年为例,主机厂平均检修产能利用率仅为63%,而动车段又急于扩大产能,以满足不断增加的动车组检修需求。

(2) 段企双方技术差异问题。由于承接了新造动车组技术优势,各主机厂已深入掌握涵盖动车组各级修程的高级修技术,并与供应商合作,基本掌握了主要零部件的检修技术。各动车段由于建设及投产时间不同,技术掌握程度参差不齐,部分动车段还没有掌握四级修技术,五级修基本还未涉及。

(3) 段企双方检修人员配置问题。动车组高级修生产组织性质基本为人员密集性产业,随着高级修产线建设及产能的不断提升,各动车段检修专业人员需求缺口较大。而各主机厂由于动车组新造市场需求的萎缩,新造产线专业技术及操作人员出现过度配置问题。

4.2 合作是必然趋势

经过多年的持续投入与发展,各主机厂已经形成自主创新、配套完整、设备先进、管理完善的动车组制造体系,我国轨道交通装备制造业不仅能满足国内需要,轨道交通装备的出口份额也越来越大,在国际市场上具有一定的影响力。各主机厂管理专业化、产线标准化程度高,具有动车组造修成熟技术和管理经验,不仅能提供高标准的动车组制造及运用维修技术,还可配套输出技术及管理平台。国铁集团各动车段建设投资大,硬件配套能力强,但延续传统模式,在管理上以动车组运营业务为主、维修业务为辅,检修技术较为薄弱。国铁集团主动推进各动车段与主机厂合作,学习动车组检修技术,盘活资源,快速形成高级修能力。国铁集团是各主机厂主要用户,有着天然的主动权和优势地位,高级修合作是必然趋势。

4.3 高级修合作模式建议

4.3.1 段企双方应全方位深化合作

目前在线运营的动车组车型复杂,技术平台多,关键技术均由制造企业掌握。前期在广州、上海等动车段建设及生产过程中,段企双方均有良好合作,主机厂在技术及人员等方面全力支持,使动车段能够较快掌握相关技术并形成一定的生产能力。国铁集团应充分利用自身优势,合理配置各动车段检修资源,按目前各段车型配属关系,由各路局牵头继续深化与相应主机厂的高级修合作,结合修程修制改革工作的开展,深入研究并掌握高级修技术。各主机厂正在推行对动车组从设计、制造到运营、检修的全寿命周期管理工作,在以前合作的基础上,段企双方进行更为广泛的全方位合作,段方可选择性移植主机厂技术平台和管理平台,实现数据共享,段企双方的深入合作,会更有效地保障动车组运行安全。

4.3.2 段企双方应明确业务范围,差异化配置检修资源

按各动车段初始规划,其设计纲领均以三级修为主,规划业务范围涵盖四、五级修,并配置了部分资源,未配置资源的也预留了五级修的可能性。目前各动车段三级修业务开展较好,不断优化检修工艺和配置资源,全部实现了整列架修模式,并基本做到了各车型的兼容性,生产效率高,取得了不错的效果。四级修检修工作量较大,需要对列车解编检修,车体还需要涂装作业,动车段进行四级修作业较为吃力,大部分动车段未形成四级修能力。五级修需要对列车进行全面分解检修,技术难度大,资源配置要求高,工作量大,产线长,人力资源需求量大,周边配套产业链要求高,部分车型还要在五级修时进行优化改造。结合目前实际情况,从资源配置、人力构成、技术掌握程度等关键要素分析,动车段均不具备承修五级修能力。而各主机厂依托动车组制造优势,通过专项技术改造优化产线,配置高端装备及检修资源,进行标准化、数字化产线建设,均已具备较强的五级修能力,部分企业已开展次轮五级修业务,并在厂区周边形成了强大的产业链配套能力。

为高效完成动车组高级修任务,确保动车组安全运行,动车段和主机厂均配置大量资源开展高级修业务,但并未明确高级修业务分割,造成部分资源过配置或利用率低,后续投资方向模糊。按照表2 数据,到2030年全路动车组高级修需求为3 462列,国铁集团7个动车段的规划总检修能力为1 700列/年,各主机厂目前已形成高级修能力为1 237列/年,叠加动车组新造产线闲置资源转化为检修资源,各主机厂实际具备1 800列/年以上的高级修能力。综合分析,段企双方总检修能力完全可以满足2030年以前的动车组高级修市场需求。鉴于段企双方当前实际情况,建议对高级修业务分配原则进行明确:动车组三级修业务全部由动车段承修,视能力情况适量承修部分四级修业务,各动车段补充瓶颈产线资源,将原五级修预留资源改造转化为三、四级修产线,快速实现原规划产能;主机厂承修全部五级修业务,承修动车段能力范围外的四级修业务,各主机厂应提前研究动车组新造产线与检修产线兼容或能力转化问题,以满足未来动车组检修市场需求。按此业务分配原则,补强瓶颈能力,坚持市场化运作,段企双方能力互补,充分利用既有资源,降低检修成本,提高检修效率,满足动车组高级修需求,实现合作共赢。

5 结束语

(1) 高级修业务系统性强、专业化程度和技术含量高,承修单位应深入研究和掌握检修技术,确保动车组安全高效运行;

(2) 动车组检修市场需求大,段企双方应进行全方位合作,形成优势互补,高效完成动车组高级修任务;

(3) 段企双方应明确高级修业务板块,充分利用既有资源配置,选择性补充瓶颈能力,减少不必要投入,节约检修成本,创造最大经济效益。