CN109272158A

CN109272158A - 一种城市轨道车辆架大修系统及方法

Info

Publication number: CN109272158A
Application number: CN201811072203.6A
Authority: CN
Inventors: 张靖之; 张艳青; 金秋乐; 韦伟; 赵自强
Original assignee: Anhui Cloud Rail Information Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Cloud Rail Information Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2019-01-25

Abstract

本发明公开了一种城市轨道车辆架大修系统及方法，属于轨道车辆维修技术领域。本发明的架大修系统的修程管理模块，用于对架大修规程进行数据化处理，将规程转成结构化数据存储在计算机系统中，便于计算机读取和管理；计划管理模块，用于编制计划架大修规程；工艺管理模块，用于对架大修的工序进行监控与管理，识别瓶颈工序；作业管理模块，用于架大修作业派工、作业过程管理，作业人员资质与作业工位、工序匹配性管理，作业记录和故障记录工位现场录入。本发明通过采用三级排程算法，对架大修的年度计划、列计划和周计划等进行编排，从而缩短架大修库停时间，提高架大修维修效率。

Description

一种城市轨道车辆架大修系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆维修技术领域，更具体地说，涉及一种城市轨道车辆架大修系统及方法。

背景技术

架大修是城市轨道交通车辆计划预防性维修中重中之重的部分，是在经历多次(一般4次)定修或运行里程在50～60万公里后进行的高级修程，检维修内容广，对维修质量要求高。它的目的是当城市轨道交通车辆运行到达一定里程或周期时，对车辆各主要设备部件进行性能检测、拆解检修、维护保养和按规定更换磨损过限的零件，从而全面恢复车辆的可靠状态，检测并排除潜在的故障隐患，提高车辆的使用效率。

由于架大修任务量大，维修要求高，所以城市轨道交通车辆架大修一般在专门的车辆修理厂进行。由于车辆架修会产生一定的库停时间(指车辆因维修需要在检修车间或修理厂停放的时间)，这将对车辆上线率造成影响，进而影响城市轨道交通运营的服务水平。而影响车辆上线率的另一主要因素在于：目前对架大修的年度计划、列计划和周计划编排主要采用人工的方式，工作效率不高，安排不合理，架大修维修效率低。

经检索，中国专利申请号201711090546.0，申请日为2017年11月8日，发明创造名称为：车辆保养维修调度管理方法和系统；该申请案的调度管理方法包括：A：日常维修，包括接收人为提交的日常报修单，并将日常报修单对应的维修任务分发给工作终端以提醒工作人员对相应的车辆进行维修工作；B：计划保养，包括接收后台管理系统自动发送的计划保养单，并将计划保养单对应的保养任务分发给工作终端以提醒工作人员对相应的车辆进行保养工作。该申请案将系统分为两块，能够针对日常维修工作和计划保养工作分配任务，实现较精细化的任务分配，且计划保养工作由系统自动生成，节省了人力，提高了维修效率。但该申请案仅是对短时间内的车辆维修工作进行调度管理，缺乏一个长期的、全局性的管理计划，仍有进一步改进的空间。

中国专利申请号201310553858.6，申请公布日2015年5月20日，发明创造名称为：一种状态修模式的城轨车辆辅助维修系统；该申请案的列车状态监测模块用于运营与维护相关数据的接收、综合，并在此基础上进行数据的筛选与计算，以形成与维保相关的关键数据，接收并存储车载诊断主机与列车隐患挖掘服务器提供的诊断、隐患数据。安全评估模块用于在状态监测的数据上进行列车安全评估，同时针对列车的关键部件进行故障分析，隐患信息筛选以及寿命评估工作。维修冗余设计模块针对评估结果，进行维修规模的估算，维修费用的估计，并给出报表，运维人员进行维修的决策，此时资源优化配置模块给出系统紧迫性，时间估算。维修计划编制模块提供运维人员进行微调的接口，并根据选择编制维保计划，用于车辆维修。该申请案虽然也能提高维修效率，但该申请案的重点在于获取关注部件状况，根据维修紧迫性给予维修人员一个优先的建议，在整个维修任务的计划编排上关注较弱，改进较少。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术中轨道车辆架大修存在的问题，提供了一种城市轨道车辆架大修系统及方法；本发明通过采用三级排程算法，对架大修的年度计划、列计划和周计划等进行编排，从而缩短架大修库停时间，提高架大修维修效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种城市轨道车辆架大修系统，包括修程管理模块、计划管理模块、工艺管理模块和作业管理模块；其中：

所述的修程管理模块，用于对架大修规程进行数据化处理，将规程转成结构化数据存储在计算机系统中，便于计算机读取和管理；

所述的计划管理模块，用于编制计划架大修规程；

所述的工艺管理模块，用于对架大修的工序进行监控与管理，识别瓶颈工序；

所述的作业管理模块，用于架大修作业派工、作业过程管理，作业人员资质与作业工位、工序匹配性管理，作业记录和故障记录工位现场录入。

更进一步地，所述的修程管理模块、计划管理模块和作业管理模块依次连接，完成数据交互，所述的作业管理模块和工艺管理模块相连，完成数据交互。

更进一步地，所述的架大修系统还包括多个工位看板，该工位看板采用触摸式显示屏，系统通过无线网络将计划变动展现于工位看板，便于维修人员操作使用。

更进一步地，所述的工艺管理模块根据维修规程确定工艺流程及其各工艺间联系和制约的逻辑关系，并确定每个工序完成所需要的时间，构成AOE网，采用Dijsktra算法求解关键路径。

更进一步地，所述的作业管理模块支持工位与工班关联，作业工单自动派发至指定工班；进行作业人员资质与作业工位、工序匹配性管理，现场故障上报，故障单与对应工序关联，作业记录在工位现场录入。

本发明的一种城市轨道车辆架大修方法，其步骤为：

步骤一、将架大修规程进行数据化；

步骤二、编制架大修年度计划，架大修年度计划编制参考因素包括：列车运行里程或周期，设备、人员、物资、车间维修能力均衡因素；

步骤三、结合工艺流程，梳理列计划关键资源，计算出最短维修时间，编制列计划；

步骤四、根据步骤一中的数据化修程和步骤三中的列计划编排周计划；

步骤五：将所编排的年计划、列计划和周计划在工位看板上展现给相关维修人员，供维修人员按计划进行维修作业。

更进一步地，步骤二所述架大修年度计划编制过程中，依据架修的里程为50～60万公里，周期为5年，对于新车控制运行里程数，安排不同的批次，避免大量的列车同时到达架修周期，为此，建立运行里程和周期的目标函数为：

f{Sigmoid{t_i*(s_i-k_i)，5000}+Sigmoid{T_i，5}}

其中，t_i表示列车i的运营时间，s_i表示列车i每天运行里程，k_i表示列车i非正线运行里程，T_i表示列车i距上一次架修的时间，函数f{x₁+x₂}的计算关系为逻辑加运算。

更进一步地，步骤二所述架大修年度计划编制过程中的约束条件为：

1)设备的约束：包括维修设备的数量、维修设备本身的维护保养。

2)人员的约束：包括维修的班组人员、技术指导人员、委外人员、验收人员的数量、技能以及其人员的流动性。

3)时间的约束：包括列车维修的工期。

4)车间维修能力：包括车间停放列车的股道数量。

更进一步地，步骤三编制列计划的具体过程为：

1)根据维修规程、工艺流程确定一个有向赋权图网络，根据经验数据确定工序完成时间，方向表示工序间的逻辑关系，赋权即是完成工序的时间；

2)根据关键路径法确定网络时间参数，包括：最早开始时间、最早完工时间、最迟开始时间、最迟完工时间、总时差、自由时差；

3)总时差为零的工序为关键工序，关键工序的最早开始时间和最迟开始时间相同，没有推迟时间；网络中关键工序组成的源点到汇点的路径称为关键路径；完工工期即是关键路线上各关键工序的时间总和；

4)找出关键路径，梳理出关键资源，计算出最短维修时间，对列车架修计划做出安排，必要时进行优化。

更进一步地，所述的周计划包含维修任务、工位、班组、人员、维修设备信息。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种城市轨道车辆架大修系统，设计修程管理模块对架大修规程进行数据化处理，便于计算机的读取和管理；计划管理模块编制年度计划、列计划和周计划，形成三级排程，使得维修计划更加合理；工艺管理模块对架大修工序进行监控与管理，能够及时识别瓶颈工序；作业管理模块则能够将架大修作业派工、作业过程等进行有效管理，四个模块协同配合，提高了架大修效率；

(2)本发明的一种城市轨道车辆架大修系统，采用工位看板的方式实时通知相关检修人员，该工位终端可采用触摸式显示屏，便于维修人员的操作使用，通过系统以及无线网络将计划变动展现给相关维修人员；

(3)本发明的一种城市轨道车辆架大修方法，形成了一个关于架大修计划的三级排程。即从年计划开始预排每年的架大修任务，列计划编排每列车的架大修计划，根据修程和列计划编排出周计划，形成架大修计划的三级排程，不仅提高了架大修效率，还大大缩短了列车停库时间，并提高了车辆的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本发明的城市轨道车辆架大修系统的模块框架示意图；

图2是本发明的城市轨道车辆架大修流程示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种城市轨道车辆架大修系统，包括修程管理模块(也即图1中修程数据化模块)、计划管理模块、工艺管理模块、作业管理模块和多个工位看板(工位终端)。所述修程管理模块、计划管理模块、作业管理模块相连接，作业管理模块和工艺管理模块相连接。本实施例中，以多种方式实时通知相关维修人员，其包括采用工位看板(工位终端)的方式实时通知相关检修人员，该工位终端可采用触摸式显示屏，便于维修人员的操作使用，系统通过无线网络将计划变动展现给相关维修人员。

所述的修程管理(标准管理)模块，用于对架大修规程进行数据化处理，即将规程转成结构化数据存储在计算机系统中，便于计算机读取和管理。

所述的计划管理模块，用于编制计划架大修规程。

年计划：根据列车运行里程或周期，参考设备、人员、物资、车间维修能力均衡等因素，编制架大修年度计划。

具体如下：

依据架修的里程为50～60万公里，周期(距上次架修的时间)为5年。对于新车，为拉开梯度，控制运行里程数，安排不同的批次，如一批列车每天运行600公里，另一批每天运行450公里，以此拉开列车的运行里程，避免大量的列车同时到达架修周期。为此，建立运行里程和周期的目标函数，如下所示：

f{Sigmoid{t_i*(s_i-k_i)，5000}+Sigmoid{T_i，5}}

其中，t_i表示列车i的运营时间(单位：天)，s_i表示列车i每天运行里程(单位：百公里)，k_i表示列车i非正线运行里程(单位：百公里)，如列车做动态调试时的运行里程、非载客的运行里程。T_i表示列车i距上一次架修的时间(新车距首次运行的时间)(单位：年)。

Sigmoid{t_i*(s_i-k_i)，5000}表示列车i运行里程与设定值(50万公里)比较，当前者小于后者时函数值取0，否则取1；Sigmoid{T_i，5}表示列车i的架修的周期与设定值(5年)比较，当前者小于后者时函数值取0，否则取1；函数f{x₁+x₂}的计算关系为逻辑加运算(或运算)，即1+1＝1,1+0＝1，0+1＝1,0+0＝0，取1时表示列车要架修，取0时表示列车不架修。

通过此目标函数来判断列车的运行里程是否达到50万公里，架修的周期是否超过5年，当两者中有任何一个超过设定的范围，则该列车列入架修计划。

编制年度计划时，相应的约束条件为：

1)设备的约束；

架修列车所需要的维修设备的数量不超过设定的范围，设备本身的数量与维修设备本身的维修保养有一定的关联性。

2)人员的约束：

按照实际情况，对维修人员、技术指导人员、委外人员、验收人员的数量、技能以及流动性进行一定的约束，列车维修的人力不超过设定的范围。

3)时间的约束：

列车架修的工期不超过设定的范围。

4)车间维修能力的约束：

同时进入车间进行维修的列车数量不超过维修车间股道的数量。

所述设定的范围根据实际情况确定。

列计划：采用关键路径法，梳理出列计划当中的关键资源，计算出最短维修时间，对每列车架大修的计划做出安排。所谓列计划是指按照检修规程、工艺流程以工作日为轴编制一列车的检修计划。

具体如下：

1)根据维修规程、工艺流程确定一个有向赋权图网络，根据经验数据确定工序完成时间，方向表示工序间的逻辑关系，赋权即是完成工序的时间。

2)根据关键路径法理论确定网络时间参数，包括：最早开始时间、最早完工时间、最迟开始时间、最迟完工时间、总时差(松弛时间)、自由时差。

3)总时差为零的工序为关键工序，关键工序的最早开始时间和最迟开始时间相同，没有推迟时间。网络中关键工序组成的源点到汇点的路径称为关键路径。完工工期即是关键路线上各关键工序的时间总和。

形成列计划的模板，编排时调用出列计划模板进行填充。如表1。

表1列计划模板表

周计划：根据架大修规程，以工位为中心编排周计划。

参照年计划以及列计划，以工位为中心，安排维修任务，同时包含维修人员的相关信息，设备使用状况。如轮对探伤工位，周一的任务是5对，3人，周二的任务是4对，3人。

所述的工艺流程管理模块，用于架大修的工序进行监控与管理，识别瓶颈工序。具体如下：

1)根据维修规程确定工艺流程及其各工艺间联系和制约的逻辑关系。

2)确定每个工序完成所需要的时间，构成AOE网，即顶点表示事件、边表示活动，边上的权值表示活动持续的时间的带权有向图。顶点表示“其入边所代表的活动已完成，出边所代表的活动可以开始”这样一种状态。

3)采用Dijsktra算法求解关键路径，所求的关键路径即是瓶颈工序。

1)作业派工、作业过程管理。支持工位可与工班关联，作业工单自动派发至指定工班。

2)作业人员资质与作业工位、工序匹配性管理。某些作业工位有特殊要求，如特种设备的操作，登高作业。能够将作业人员资质与作业工位、工序进行匹配管理。

3)现场故障上报，故障单与对应工序关联。故障时，报警提示相应人员。

4)作业记录在工位现场录入。

实施例2

结合图2，本实施例的一种城市轨道车辆架大修方法，包括以下步骤：

步骤一、将架大修规程进行数据化；

将规程转成结构化数据存储在计算机系统中，采取树状结构的形式，便于计算机读取和管理。

步骤二、根据列车运行里程或周期，参考设备、人员、物资、车间维修能力均衡等因素，编制架大修年度计划；

目标函数为：

f{Sigmoid{t_i*(s_i-k_i)，5000}+Sigmoid{T_i，5}}

其中t_i表示列车i的运营时间(单位：天)，s_i表示列车i每天运行里程(单位：百公里)，k_i表示列车i非正线运行里程(单位：百公里)，如列车做动态调试时的运行里程、非载客的运行里程。T_i表示列车i距上一次架修的时间(新车距首次运行的时间)(单位：年)。

约束条件为：

3)时间的约束：包括列车维修的工期。

4)车间维修能力：包括车间停放列车的股道数量。

步骤三、结合工艺流程采用关键路径法，梳理列计划关键资源，计算出最短维修时间，编制列计划。

1)根据维修规程、工艺流程确定一个有向赋权图网络，以及经验数据确定工序完成时间，方向表示工序间的逻辑关系，赋权即是完成工序的时间。

4)找出关键路径，梳理出关键资源，计算出最短维修时间，对列车架修计划做出安排，必要进行优化。

形成列计划的模板，编排时调用出列计划模板进行填充。

步骤四、根据步骤一中的数据化的修程和步骤三中的列计划编排周计划。周计划包含维修任务、工位、班组、人员、维修设备信息。

步骤五：步骤四完成时，形成了一个关于架大修计划的三级排程。即从年计划开始预排每年的架大修任务，列计划编排每列车的架大修计划，根据修程和列计划编排出周计划，形成架大修计划的三级排程，然后将计划在工位看板上展现给相关维修人员，供维修人员按计划进行维修作业。

实施例1-2所述的一种城市轨道车辆架大修系统及方法，通过对年度计划、列计划和周计划等进行相关逻辑运算形成三级排程。不仅提高了架大修效率，还大大缩短了列车停库时间、车辆的可靠性和安全性。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种城市轨道车辆架大修系统，其特征在于：包括修程管理模块、计划管理模块、工艺管理模块和作业管理模块；其中：

所述的计划管理模块，用于编制计划架大修规程；

2.根据权利要求1所述的一种城市轨道车辆架大修系统，其特征在于：所述的修程管理模块、计划管理模块和作业管理模块依次连接，完成数据交互；所述的作业管理模块和工艺管理模块相连，完成数据交互。

3.根据权利要求1或2所述的一种城市轨道车辆架大修系统，其特征在于：所述的架大修系统还包括多个工位看板，该工位看板采用触摸式显示屏，系统通过无线网络将计划变动展现于工位看板，便于维修人员操作使用。

4.根据权利要求3所述的一种城市轨道车辆架大修系统，其特征在于：所述的工艺管理模块根据维修规程确定工艺流程及其各工艺间联系和制约的逻辑关系，并确定每个工序完成所需要的时间，构成AOE网，采用Dijsktra算法求解关键路径。

5.根据权利要求3所述的一种城市轨道车辆架大修系统，其特征在于：所述的作业管理模块支持工位与工班关联，作业工单自动派发至指定工班；进行作业人员资质与作业工位、工序匹配性管理，现场故障上报，故障单与对应工序关联，作业记录在工位现场录入。

6.利用权利要求5所述的城市轨道车辆架大修系统进行架大修的方法，其特征在于，其步骤为：

步骤一、将架大修规程进行数据化；

7.根据权利要求6所述的一种城市轨道车辆架大修方法，其特征在于：步骤二所述架大修年度计划编制过程中，依据架修的里程为50～60万公里，周期为5年，对于新车控制运行里程数，安排不同的批次，避免大量的列车同时到达架修周期，为此，建立运行里程和周期的目标函数为：

f{Sigmoid{t_i*(s_i-k_i)，5000}+Sigmoid{T_i，5}}

8.根据权利要求7所述的一种城市轨道车辆架大修方法，其特征在于：步骤二所述架大修年度计划编制过程中的约束条件为：

3)时间的约束：包括列车维修的工期。

4)车间维修能力：包括车间停放列车的股道数量。

9.根据权利要求8所述的一种城市轨道车辆架大修方法，其特征在于：步骤三编制列计划的具体过程为：

10.根据权利要求9所述的一种城市轨道车辆架大修方法，其特征在于：所述的周计划包含维修任务、工位、班组、人员、维修设备信息。