数字化在动车组转向架高级检修故障处理中的应用

陈拓

摘 要：动车组转向架高级检修过程中，故障处理渐渐成为生产的瓶颈。通过将数字化应用于动车组转向架故障处理，能够有效解决这一生产瓶颈。同时也对“未来工厂”和“数字化工厂”等技术理念在动车组检修中的具体应用进行了初步尝试。

关键词：数字化 动车组转向架 故障处理 高级检修

中图分类号：U216 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（c）-0032-01

结合动车组检修制度的设计初衷，动车组转向架的高级检修主要体现了计划预防修的特征。在面临故障问题时，主要以单元部件换件修与专业修造厂对单元部件进行返厂解体修为主要手段进行故障的排除。然而在实际生产中，故障处理与生产协调间产生了一系列冲突与矛盾。

1 动车组转向架高级检修现状

动车组转向架的高级检修大致可以归纳为以下几步：

（1）转向架各部件分解。为各部件更为精细的检修提供了先决条件。

（2）转向架各部件检查。转向架各部件检查围绕检修作业指导书上的技术标准展开，经检查合格的部件流入组装工序。

（3）故障处理。动车组转向架高级检修过程中对具体部件的故障处理，结合动车组检修制度的原则，一般采取三种处理方式：自主修理消除故障、单元部件换件修、部件返回专业修造厂解体修。

（4）转向架组装。所有配件检修完毕合格后进行转向架的整体组装，并进行转向架的整体试验。

2 故障处理过程中的具体问题

理论上，在计划预防检修模式中，故障处理占用的时间应压缩在一定比例内。但实际生产过程中，故障处理本身及其衍生出的一系列不利因素对生产计划的保证造成了较大影响。

目前现场对于故障处理的主要手段为，班组检查发现故障后，对讲机提报技术、质检。技术负责故障判定和处理方案的制定，并进行故障的汇总。这样的管理模式存在几点缺陷：

（1）无论故障是否重要，都需要现场查看及判断。造成了一定的生产资源浪费和处理效率低下。

（2）处理过程中不得不忽略部分小故障，不利于故障的采集、统计。

（3）管理松懈，故障处理缺乏规范，导致汇总材料反应的信息有限，参考价值不大。

3 数字化在动车组转向架故障处理中的应用

智能制造系统自被提出以来，得到了世界各国政府、企业及研究开发机构的高度重视与大力发展并产生了大量研究与应用成果，有力推动了“未来工厂、下一代制造系统”和“数字化工厂”等技术理念的产生及其工程化实施应用。动车组转向架高级检修中，故障处理的数字化应用需要通过以下措施实现。

3.1 车间内WIFI网络的架构及终端的设置

在车间范围内实现wifi覆盖。建立的无线网络有专用的服务器进行数据存储，同时通过路由器连接到已有的有线以太网中，从而能够做到和已有的网络的通信连接。

以职工日常持有的手机作为数据采集终端，对发生的故障进行拍照、简单编辑并上传。拍摄的故障信息需进行具体工位的选择，上传后故障处在相应工位模块中，由工位对应的质检员、技术员进行处理。

平板电脑或台式电脑终端配合相应的软件功能，供管理部门查阅在线故障的状态，从而对故障进行判断、处理、反馈等开闭环管理。当故障处理完毕后形成故障处理案例，储存于数据库中供管理人员参阅。

3.2 终端设备功能的实施

质检员登录系统后可看到当前在线待检的状态，通过对简单的故障信息进行审核，将重要的，需技术判定的故障信息进行筛选，标定为技术待办事项并等待技术组织进行故障处理的具体实施。

对应工位的技术员收到技术待办提示后，选择相应工位，进入图形化的故障本，便可查看到按工位拍摄的故障图片，图上标明了故障部位，点击该故障部位（以3D动画模型或爆炸图的形式进行显示）可调出具体部件的检查标准、历史故障处理案例及配套的故障处理模拟动画或标准化视频等信息。技术人员通过综合分析，制定相应的处理方案。

3.3 处理指令的布置、查看

处理指令是技术人员制定处理实施指令并指定给相关工班长的具体故障处理指令。工班长通过终端设备查看到与他相关的处理指令，对其做出处理后反馈处理结果。指令由车间技术员编辑，对“已处理”的工作指令进行质检确认后，即可撤销该工作指令，否则将其打回重新处理。

3.4 技术标准的管理

故障处理系统内储存有完整的高级检修规程和检修作业指导书，以及模拟作业动画或标准化作业视频等信息，通过故障的标准化语言描述等方法，实现与现场故障的自动关联。在此基础上，建立完整的技术通知单的建立、审核和发布流程，并建立技术通知与相应车型的联系，同时，技术通知与现场故障也进行自动关联。

3.5 故障案例的汇总、统计

对于日常故障处理的案例，由技术员负责信息的编辑，编辑的具体内容包括故障编号（含日期信息）、车型车号、故障部位（按动车转向架六大块组成部件进行划分）、故障代码、故障现象（采用标准化语言）、处理方案（按三种常规方案划分，采用标准化语言）等字段。

各类故障处理信息经过长期积累，逐步形成故障知识库，故障知识库可建立为故障树的形式。将故障库与转向架数字化模型联系起来，建设一个含文字、图形、视频的多媒体数据库，并按一定的规则提取故障部位及故障内容中的关键字与故障知识库中的故障部位及标准化语言的故障现象进行匹配（类似于互联网的搜索引擎功能），实现故障信息的自动统计、分类功能。如果是新增的故障信息，可以手动进行分类，同时将该条信息经编辑后加入故障知识库。

通过建立不同的报表模板，并根据报表所需的内容对故障信息进行搜索，实现自动生成和导出打印各种报表的功能。报表能够根据统计人员的具体需求进行各项数据的自动统计。

4 数字化故障处理管理对于生产的改善

（1）通过故障信息采集的数字化，能够达到车间故障的全覆盖采集。一些微小故障频次变化，通过科学分析方法能够及时掌握包括人员变动、设备工具故障等对生产的影响，为真正实现生产过程管控奠定基础。

（2）转向架检修过程中，外观检测或者功能测试等过程会产生大量的缺陷、不良现象的描述。这类数据对于检修过程的质量改进具有更实质的意义。鉴于此，我们可以对各种生成的报表，通过帕累托图来统计和分析，按照相应统计法则统计不同类型缺陷发生的频次，从而找出主要缺陷，以便针对性地改进生产标准、增减相应工序、调整生产流程、确定备品数量来实现过程改进，进一步缩短检修周期。

（3）数字化故障处理的构建有很大的发展空间，在未来生产过程中，通过对物流配送管理范围内的对象附加电子标签，以实现全车间配件、辅料、紧固件的量化，从而在物料管理、配件管理领域推行先进的物联网管理。同时，通过电子扭矩扳手扭力反馈、轴端大螺母拧紧设备扭矩信号的传输等实时反馈信息，真正实现生产过程管控，使质量管理真正做到实时反馈，全员、全工序参与，进一步保障质量安全。

参考文献

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[2] 王伯铭.动车组运用与检修[M].北京：中国铁道出版社.

[3] 戴勇.生产制造过程数字化管理[M].科学出版社.

[4] 上海铁路局车辆处，职教处，人事处.动车组（CRH2）型培训教材[Z].2006.endprint