CN104268631A - 一种机车车辆的检修方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机车车辆的检修方法，包括：建立机车车辆产品结构树；基于机车车辆产品结构树对机车车辆进行结构功能分析；基于结构功能分析的结果，对机车车辆进行RAMS分析，即：可靠性、可用性、维修性和安全性分析；根据RAMS分析的结果确定机车车辆检修备件策略，并根据确定的检修备件策略完成相应的备件准备；根据RAMS分析的结果，确定机车车辆的维修需求，并根据确定的维修需求完成相应的维修准备；以及根据RAMS分析的结果，确定机车车辆的维修方法，并根据确定的维修方法完成机车车辆的检修。

Description

一种机车车辆的检修方法
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，特别地，涉及一种机车车辆的检修方法。
背景技术
例如动车组的安全性和可靠性是机车车辆技术中最为关注的技术问题。为了保证机车车辆的可靠运行，在机车车辆寿命周期的不同阶段都需要进行相应的检修和维护分析或作业。
然而，例如动车组这样的机车车辆大型复杂铁路技术装备，其结构复杂、功能多样，部件种类和数量繁多，在进行检修和维护时常常会感到“千头万绪、无从下手”，这使得现有的机车车辆的检修变得效率低下，影响车辆的正常运行。而且，这种无序的检修也无法有效反映出机车车辆设计和制造上存在的问题，不利于技术问题的反馈和改进。
因此，本领域中迫切需要一种新的机车车辆检修分析方法，使其能够以更合理的方式和更高的效率进行。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，根据本发明的一个方面，提出一种机车车辆的检修方法，包括：建立机车车辆产品结构树；基于机车车辆产品结构树对机车车辆进行结构功能分析；基于结构功能分析的结果，对机车车辆进行RAMS分析，即：可靠性、可用性、维修性和安全性分析；根据RAMS分析的结果确定机车车辆检修备件策略，并根据确定的检修备件策略完成相应的备件准备；根据RAMS分析的结果，确定机车车辆的维修需求，并根据确定的维修需求完成相应的维修准备；以及根据RAMS分析的结果，确定机车车辆的维修方法，并根据确定的维修方法完成机车车辆的检修。
如上所述的机车车辆检修方法，其中建立机车车辆产品结构树包括：将机车车辆结构层次划分为多个级别。
如上所述的机车车辆检修方法，其中所述多个级别包括系统、装置、部件、和零件。
如上所述的机车车辆检修方法，其中所述多个级别进一步包括分系统、单元、模块、和组件中的一个或其组合。
如上所述的机车车辆检修方法，其中所述结构功能分析包括针对机车车辆的一个级别的分析以下内容：功能、构成和/或使用条件。
如上所述的机车车辆检修方法，其中所述RAMS分析包括针对机车车辆的一个级别分析以下内容：故障分析、可靠性分析、维修性分析、测试性分析、和/或安全性分析。
如上所述的机车车辆检修方法，其中所述确定机车车辆检修备件策略包括：针对机车车辆的一个级别，确定与备件相关的以下内容：备件类别、备件消耗率、备件重要度、备件价值、和/或储备策略。
如上所述的机车车辆检修方法，其中所述确定机车车辆维修需求包括：针对机车车辆的一个级别，确定机车车辆的维修需求的以下内容：故障模式、故障后果、维修方式、维修策略、和/或维修级别。
如上所述的机车车辆检修方法，其中确定机车车辆的维修方法包括针对机车车辆的一个级别，确定机车车辆的维修方法的以下内容：各级修程内容、以可靠性为中心的维修(RCM)的内容、和/或优化建议。
如上所述的机车车辆检修方法，其中所述RCM维修的内容包括维修方式、策略、周期、和/或级别的分析。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的结构示意图；以及
图2是根据本发明的一个实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下以动车组为例，对于机车车辆的检修方法进行说明。本领域技术人员应当理解，动车组仅仅是机车车辆的一个实例。本发明的分析方法可以应用于其他的机车车辆中，例如：其他的铁路机车、铁路车辆、客车等。
图1是根据本发明的一个实施例的动车组车辆检修方法。如图所示，所述方法100包括：在步骤110，建立动车组产品结构树；步骤120，基于动车组产品结构树对动车组进行结构功能分析；步骤130，基于结构功能分析的结果，对动车组进行RAMS分析，即：可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、维修性(Maintainability)和安全性(Safety)分析；在步骤140，根据RAMS分析的结果确定动车组检修备件策略，并根据确定的检修备件策略完成相应的备件准备；在步骤150，根据RAMS分析的结果，确定动车组的维修需求，并根据确定的维修需求完成相应的维修准备；以及在步骤160，根据RAMS分析的结果，确定动车组的维修方法，并根据确定的维修方法完成动车组的检修。
通过以上的动车组车辆检修方法，在建立动车组产品结构树的基础上，对动车组的结构功能特征和RAMS特点进行了分析，从而为后续的备件准备、维修准备、和维修实施提供了全面的信息支持，从而保证了动车组的检修可以更加高效和可靠的进行。
本发明的检修方法至少具有以下优点：
(1)在本发明的方法中，利用动车组产品树进行RAMS分析不仅可迅速获得初步的RMAS分析结果，而且该分析结果也可以为后续更加深入的RAMS工作奠定基础，实现分析结果的重复使用。
(2)在本发明的方法中，依据动车组产品树，对不同层次产品的备件类别、备件消耗率、备件重要度、备件价值和储备策略进行分析，为动车组备件管理提供技术支持。这种方法不但可以提高动车组检修的效率，减少由于备件因素而引起的工时延长，也可以降低备件准备的成本。
(3)在本发明的方法中，依据动车组产品树，不同承修单位可针对不同层次相关产品的故障模式、故障后果、维修方式、维修策略、维修级别进行，为维修方案的制定提供技术依据。这种方法不但可以提高动车组检修的效率，也可以保证维修的可靠性，确保动车组的运行安全。
(4)在本发明的方法中，参照动车组产品树结构而确定的维修方法，可以实现具有针对性的精细维修，从而确保维修的可靠性，保证行车安全。进一步地，本发明的维修方法能够获得不同车型间检修方法的统一性和同一车型各级检修规程间的追朔性。在此基础上，还可以开展不同车型或同一车型不同级别检修方法的比较和分析，为维修方法的优化提供参考依据。
(5)更进一步地，本发明的方法还有利于发现动车组设计和制造方面存在的问题，并将这些问题反馈给相应的机构，从而有利于动车组的进一步完善。
以下通过具体的实例，对本发明的方法的各个步骤进行进一步的说明。
一、建立动车组产品树
基于动车组结构、功能特征和层次化、模块化特点，将动车组结构层次划分为多个级别，并在此基础上可建立动车组产品树。该部分可以应用于图1的实施例的步骤110。
根据本发明的一个实施例，将动车组结构层次划分为系统、分系统、装置、单元、模块、组件、部件、零件8种产品约定级别。各产品约定级别定义如下：
(1)零件。单个制件或连接在一起具有规定的功能通常不予分解的多个制件。如：受电弓滑板、闸片等。
(2)部件。由两个或多个零件组成，是组件或模块的一个组成部分。可以整体更换，也可以分别更换一个或多个零件。如：轴承。
(3)组件。由多个零件或多个部件或它们之间的任意组合组成的，能够完成某一特定功能，并能拆装的组合体。如：车钩、油压减振器。
(4)模块。由组件或零件、部件装配在一起，能够完成一种或几种特定功能的组合体。如：制动控制装置上的塞门模块。
(5)单元。由模块、组件、部件以及所需的零件连接而成，能够完成多种特定功能的组合体。如：制动控制装置上的电子控制单元(EBCU)和气动控制单元(PBCU)。
(6)装置。由一个或多个单元体和所需的组件、部件以及零件连接而成或联合使用，能够完成某项使用功能。如：换气装置。
(7)分系统。由装置、机组等组成，能够完成系统内某项使用功能并且是系统的一个重要组成部分。如：牵引系统中的牵引变流分系统。
(8)系统。由可分开工作的两套或多套装置与其所需的组件、部件及零件所组成，能完成一种或多种使用功能的组合体。如：制动系统、网络控制系统等。
图2是根据本发明的一个实施例的动车组产品树的结构示意图。如图2所示，动车组产品树包括11个系统：
1.车体及车端；
2.转向架；
3.制动系统；
4.牵引系统；
5.辅助系统；
6.网络控制系统；
7.空调及通风系统；
8.给排水及卫生系统；
9.司机室设备；
10.客室设备；以及
11.餐车设备。
根据本发明的一个实施例，每个系统可以进一步包括多个分系统。每一个分系统可以进一步包括多个装置。针对不同的系统，分系统是可选的层级。例如：系统可以直接包括多个装置。如图2所示，转向架2直接包括了7个装置：
2.1构架；
2.2轮对轴箱装置；
2.3一系悬挂；
2.4二系悬挂；
2.5驱动装置；
2.6牵引装置；以及
2.7基础制动装置
根据本发明的一个实施例，每个装置可以包括多个单元，每个单元可以包括多个模块，每个模块可以包括多个组件，每个组件可以包括多个部件。根据本发明的一个实施例，单元、模块和组件的层级是可选的。对于复杂度不高的装置，可能包括的层级可以更少。例如，如图2所示，轮对轴箱装置2.2直接包括3个部件：
2.2.1轴箱；
2.2.2轴箱轴承；以及
2.2.3轮对。
根据本发明的一个实施例，每个部件可以包括多个零件。例如，如图2所示，轴箱轴承2.2.2进一步包括4个零件：
2.2.2.1内圈；
2.2.2.2外圈；
2.2.2.3滚子；以及
2.2.2.4保持架。
通过上述方法，实际上将复杂的动车组的结构转化成了直观的、结构清楚的，有利于分析和管理的“树”状结构。这种分层结构称之为“产品树”。
具体而言，(1)在“树干”层面上，将动车组划分为车体及车端、转向架、制动等系统。(2)以转向架为例，在“树枝”层面分解得到构架、轮对轴箱装置、一系悬挂等装置。(3)以轮对轴箱装置为例，在“树杈”层面进行分解得到轴箱、轴箱轴承、轮对等部件。(4)以轴箱轴承为例，在“树叶”层面进行分解得到内圈、外圈、滚子、保持架等零件。采用类似方法可对动车组其他系统、分系统、装置等进行产品树构建，最后得到一颗“倒置”的动车组产品树。
二、结构功能分析
依据动车组产品树，可对不同层次产品的功能、组成、使用条件等进行分析。该部分可以应用于图1的实施例的步骤120。表1给出产品树结构功能分析表。
表1  结构功能分析表
序号 产品名称及编号 产品层级 功能 构成 使用条件
具体而言，(1)产品名称及编号。根据需要填写产品树中不同层级的产品名称和编号，如：2.2.2轴箱轴承。
(2)产品层级。分析产品所在的约定层次，如装置级、组件级。
(3)功能。分析产品的主要功能或作用。
(4)构成。产品包含的下层级产品及其功能逻辑关系。
(5)使用条件。规定的产品使用环境和条件，如温度、湿度、海拔、电压、电流等。
结构功能分析示例：表2以动车组牵引系统为例，分析其分系统层面的产品组成及功能。
表2：结构功能分析示例
三、RAMS分析
RAMS是可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、维修性(Maintainability)和安全性(Safety)的英文简称，RAMS对产品的运用可靠性和安全性、维修方式和策略以及全寿命周期成本均具有重要影响。利用产品树进行RAMS分析不仅可迅速获得初步分析结果，而且可为后续的RAMS工作提供技术支撑。该部分可以应用于图1的实施例的步骤130。
表3：RAMS分析表
具体而言，(1)故障分析。产品可能发生的故障模式、故障原因、故障后果。
(2)可靠性分析。分析产品的可靠性设计特点，如：冗余设计、降额设计、耐环境设计等。
(3)维修性分析。分析产品的维修性设计特点，如：模块化、标准化、互换性、可达性、可修复性等。
(4)测试性分析。分析产品的故障检测能力、故障定位隔离能力、故障虚警率等，如：可在线监测的故障、可定期检测的故障；可故障定位隔离的最低产品约定层次等。
(5)安全性分析。分析产品在使用、维修中可能遇到的危险源；可能发生的危险事件；不可接受或不希望发生的风险；风险防控措施。
应用实例：表4仍以动车组牵引系统为例，分析其分系统层面产品的RAMS特点。
表4  RAMS分析示例
四、备件管理分析
依据动车组产品树，对不同层次产品的备件类别、备件消耗率、备件重要度、备件价值和储备策略进行分析。该部分可以应用于图1的实施例的步骤140。以下表5给出了备件分析的一个实例。
表5  备件管理分析表
(1)备件名称及编号。可采用动车组产品树中各层级产品名称及编号。
(2)备件类别。目前动车组维修分为一、二、三、四、五级，其中一、二级维修在动车所实施；三、四、五级维修在动车段或工厂实施。与此维修模式相适应，备件类别可分为所级备件、段级备件和厂级备件。
(3)备件消耗率。由于各部件的可靠性水平和故障发生概率不同，导致其备件消耗率不同，如：十万公里碳滑板更换率、百万公里闸片更换率。通过备件消耗率统计可为备件的采购、储备和管理提供参考依据。
(4)备件重要度。动车组不同部件的重要度是有差别的，如：有些部件故障后对动车组运行不会产生严重影响，可待到方便时进行检修或更换；有些部件故障后不仅影响运行甚至威胁安全，发现故障征兆就须立即检修或更换。为此，备件分为安全类备件、运用类备件和一般类备件，以便进行分类管理。
(5)备件价值。动车组不同备件的价值差别很大，对于价值昂贵的备件应在计划、采购、储备等环节重点管理，尽量减少资金占用。根据备件价值不同，可初步划分为高价备件、普通配件和低值备件。
(6)储备策略。为提高动车组检修效率和经济性，应科学分析备件库存策略，如：冗余库存适用于故障后可能中断动车组运营等后果严重的重要备件，如轮对等；一般库存适用于故障后不中断运营，但运营品质有所下降，价值不高、适于储备的备件，如空调滤网等；经济库存适用于价值昂贵、故障后对运营影响不大、且采购渠道比较畅通的备件，如设计冗余较多的变流器功率模块等；零库存适用于采购便捷、故障后不影响运营的备件，如衣帽钩、窗帘等备件。
应用实例：表6以轮对轴箱装置和轴箱轴承为例，对其进行备件管理分析。
表6  备件管理分析示例
五、维修需求分析
依据动车组产品树，不同承修单位可对不同层次产品的故障模式、故障后果、维修方式、维修策略、维修级别进行分析。如：动车所只需在系统、分系统、装置层面进行维修分析；动车段重点需在装置、组件、部件层面进行维修分析；主机厂和配件厂可能要把维修分析延伸到零件和元器件层面。该部分可以应用于图1的实施例的步骤150。表7给出了一个维修需求分析的实例。
表7  维修需求分析表
(1)故障模式。产品故障的一种状态，产品通常有多种故障模式，应列出产品可能发生的所有故障模式。如：轴承保持架断裂。
(2)故障后果。针对产品某种故障模式分析其可能产生的最严重后果。如：保持架断裂导致的轴箱轴承固死可能造成列车脱轨。
(3)维修方式。为预防和消除产品故障模式所采取的适用且有效的维修方式，如：日常保养、在线监测、定期检查或检测、定期检修或更换等。
(4)维修策略。为提高动车组检修效率和经济性，而采取的维修工作策略。常用的维修策略包括：委托修、换件修、均衡修等。
(5)维修级别。指维修工作应在哪一级承修单位或由何种资质的人员开展。动车组维修级别分为3级：动车所维修、动车段维修、主机厂或配件厂维修。
应用实例：表8以轮对和轴箱轴承为例，对其进行维修分析。
表8  维修需求分析示例
六、维修方法分析
按照动车组产品树结构编写检修规程，可以实现不同车型间检修规程的统一性和同一车型各级检修规程间的追朔性，在此基础上，可以开展不同车型或同一车型不同级别检修规程的比较和分析。该部分可以应用于图1的实施例的步骤160。
表9  检修规程分析表
(1)各级修程内容。该产品在一至五级检修规程中相关检修要求。
(2)RCM分析。依据“以可靠性为中心的维修(RCM：ReliabilityCentered Maintenance)”理论和方法对该产品的维修需求进行科学分析，包括维修方式、策略、周期、级别等方面的分析。
(3)优化建议。经过RCM分析得出的检修规程优化建议。
应用实例：表10以减振器和牵引装置为例，对其进行各级检修规程分析。
表10  检修规程分析示例
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (10)

1.一种机车车辆的检修方法，包括：
建立机车车辆产品结构树；
基于机车车辆产品结构树对机车车辆进行结构功能分析；
基于结构功能分析的结果，对机车车辆进行RAMS分析，即：可靠性、可用性、维修性和安全性分析；
根据RAMS分析的结果确定机车车辆检修备件策略，并根据确定的检修备件策略完成相应的备件准备；
根据RAMS分析的结果，确定机车车辆的维修需求，并根据确定的维修需求完成相应的维修准备；以及
根据RAMS分析的结果，确定机车车辆的维修方法，并根据确定的维修方法完成机车车辆的检修。
2.根据权利要求1所述的机车车辆检修方法，其中建立机车车辆产品结构树包括：将机车车辆结构层次划分为多个级别。
3.根据权利要求2所述的机车车辆检修方法，其中所述多个级别包括系统、装置、部件、和零件。
4.根据权利要求2所述的机车车辆检修方法，其中所述多个级别进一步包括分系统、单元、模块、和组件中的一个或其组合。
5.根据权利要求2所述的机车车辆检修方法，其中所述结构功能分析包括针对机车车辆的一个级别的分析以下内容：功能、构成和/或使用条件。
6.根据权利要求2所述的机车车辆检修方法，其中所述RAMS分析包括针对机车车辆的一个级别分析以下内容：故障分析、可靠性分析、维修性分析、测试性分析、和/或安全性分析。
7.根据权利要求2所述的机车车辆检修方法，其中所述确定机车车辆检修备件策略包括：针对机车车辆的一个级别，确定与备件相关的以下内容：备件类别、备件消耗率、备件重要度、备件价值、和/或储备策略。
8.根据权利要求2所述的机车车辆检修方法，其中所述确定机车车辆维修需求包括：针对机车车辆的一个级别，确定机车车辆的维修需求的以下内容：故障模式、故障后果、维修方式、维修策略、和/或维修级别。
9.根据权利要求2所述的机车车辆检修方法，其中确定机车车辆的维修方法包括针对机车车辆的一个级别，确定机车车辆的维修方法的以下内容：各级修程内容、以可靠性为中心的维修(RCM)的内容、和/或优化建议。
10.根据权利要求9所述的机车车辆检修方法，其中所述RCM维修的内容包括维修方式、策略、周期、和/或级别的分析。
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