可靠性、可用性、可維修性和安全性(RAMS)指標(biāo)管理在上海軌道交通車輛維護(hù)保障中的應(yīng)用

陳依新

(上海地鐵維護(hù)保障有限公司車輛分公司，200235，上海//高級經(jīng)濟(jì)師，高級工程師)

RAMS管理即對可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可維修(Maintainability)和安全性(Safety)的管理。

2002年，上海地鐵維護(hù)保障有限公司開始對新車項(xiàng)目進(jìn)行可靠性考核。2010年，上海地鐵維護(hù)保障有限公司車輛專業(yè)線路維護(hù)部門制訂了可靠性驗(yàn)證方案。2014上海地鐵維護(hù)保障有限公司車輛分公司制訂了可靠性管理辦法，開始編制可靠性月報(bào)，并在分析基礎(chǔ)上對部分部件制訂了可靠性維修策略。2015年，上海軌道交通車輛運(yùn)行維護(hù)將可靠性關(guān)鍵指標(biāo)納入績效考核，開始對架(大)修列車進(jìn)行可靠性評估。2016年，以可靠性為中心的維修體系開始建立。2017年，車輛專業(yè)在子系統(tǒng)和關(guān)鍵部件管理中實(shí)施RAMS管理。2018年，專業(yè)人員認(rèn)識到RAMS數(shù)據(jù)是智能檢修的重要大數(shù)據(jù)來源。

1 上海軌道交通RAMS指標(biāo)體系

經(jīng)過多年實(shí)踐，上海軌道交通車輛運(yùn)行維護(hù)單位建立的RAMS指標(biāo)可反映正線、子系統(tǒng)及關(guān)鍵部件的可靠性。通過連續(xù)采集數(shù)據(jù)、定期對比分析，可發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)故障、高頻次故障及故障趨勢等，以便技術(shù)人員和檢修人員制定有針對性的維保策略，或立即整改改善指標(biāo)，或采取有效措施管控風(fēng)險(xiǎn)，或改進(jìn)規(guī)程穩(wěn)步提高運(yùn)維質(zhì)量。正線主要RAMS指標(biāo)見表1，子系統(tǒng)RAMS擴(kuò)充指標(biāo)見表2。

2 上海軌道交通正線的RAMS管理

2.1 RAMS數(shù)據(jù)的分層采集

第一層采集：各運(yùn)營線路維修部分別采集數(shù)據(jù)，形成各線路的RAMS月度報(bào)告和年度報(bào)告，尋找可靠性弱點(diǎn)，采取整改措施，跟蹤整改效果；新車和架(大)修承攬方采集數(shù)據(jù)，形成月度報(bào)告，以驗(yàn)證其各階段的可靠性。

第二層采集：技術(shù)部門在各月度報(bào)告和年度報(bào)告的基礎(chǔ)上，匯總形成車輛專業(yè)的RAMS報(bào)告，計(jì)算可靠性指標(biāo)，總結(jié)重點(diǎn)故障、故障頻次及故障趨勢，分析趨勢突破原因，研究有效對策，以便工程師制定有針對性的維保策略，改善可靠性，有效管控風(fēng)險(xiǎn)，穩(wěn)步提高運(yùn)維質(zhì)量。

表1 上海軌道交通正線主要RAMS指標(biāo)

表2 上海軌道交通子系統(tǒng)RAMS擴(kuò)充指標(biāo)族

2.2 正線RAMS指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)與分析

2018年上海軌道交通正線列車運(yùn)營里程總計(jì)9 177.6 列·萬km，較2017年上升10.75%，先后進(jìn)入架(大)修的列車運(yùn)營里程總計(jì)5 187.6列·萬km，占總里程的56.52%；新車項(xiàng)目里程總計(jì)1 640.8列·萬km，占總里程的17.88%。

2017—2018年上海軌道交通線網(wǎng)的RAMS指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示。2018年上海軌道交通各線路的5 min晚點(diǎn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)見表4。2018年上海軌道交通車輛的子系統(tǒng)MDBF指標(biāo)見表5。

表3 2017—2018年上海軌道交通網(wǎng)RAMS指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

表4 上海軌道交通各線路5 min晚點(diǎn)情況統(tǒng)計(jì)

表5 2018年上海軌道交通車輛的子系統(tǒng)MDBF指標(biāo)

由表5可以看出，制動(dòng)、轉(zhuǎn)向架、牽引、空調(diào)及車門等子系統(tǒng)屬于低可靠性系統(tǒng)，PIS系統(tǒng)的可靠性最低，必須采取針對性措施。

以上海軌道交通1號線為例，統(tǒng)計(jì)4個(gè)主要子系統(tǒng)的MDBSF指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

圖1 上海軌道交通 1號線主要子系統(tǒng)MDBSF(R)

由圖1可見，上海軌道交通1號線的車門子系統(tǒng)及牽引子系統(tǒng)MDBSF(R)指標(biāo)不佳。其中，車門子系統(tǒng)是高故障系統(tǒng)。根據(jù)工單回溯，故障率最高的3個(gè)部件為車門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、PWM(脈沖寬度調(diào)制)編碼器及限位開關(guān)。故在檢修環(huán)節(jié)要相應(yīng)采取針對性措施。經(jīng)分析，牽引子系統(tǒng)MDBSF(R)較低的主要原因?yàn)椋赫{(diào)度為避免5 min晚點(diǎn)，對短時(shí)無法恢復(fù)的故障列車進(jìn)行了掉線處理；而壓力開關(guān)及牽引模塊發(fā)生故障時(shí)，無法通過切復(fù)開關(guān)簡單操作恢復(fù)。因此牽引子系統(tǒng)的掉線較多，必須加強(qiáng)檢測和檢修。

2.3 RAMS管理的成效

實(shí)施RAMS指標(biāo)管理以來，上海地鐵維護(hù)保障有限公司車輛分公司對線路至全網(wǎng)進(jìn)行檢查，統(tǒng)計(jì)分析RAMS指標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)普遍性缺陷、問題及風(fēng)險(xiǎn)。新車項(xiàng)目由新車部反饋給車輛供應(yīng)商改進(jìn)，老車項(xiàng)目由技術(shù)部門指導(dǎo)，并由線路部具體實(shí)施整改。

近年來，為保證正線運(yùn)營秩序，車輛部門對影響正線運(yùn)營次序、造成晚點(diǎn)的因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，采取了控制5 min晚點(diǎn)措施，加強(qiáng)了對關(guān)鍵部件的可靠性檢查測試，縮短了關(guān)鍵部件的更換周期，對關(guān)鍵部件進(jìn)行冗余配置等，使RANS指標(biāo)逐年改善。例如，相比2017年，2018年除清客故障外的其他故障均有不同幅度的降低。這說明RAMS管理十分有效。

3 RAMS指標(biāo)在車輛架(大)修過程中的應(yīng)用案例

上海軌道交通車輛架(大)修工作，由申通南車(上海)軌道交通車輛維修有限公司(以下簡為“申通南車”)、 申通北車(上海)軌道交通車輛維修有限公司(以下簡為“申通北車”)、 申通龐巴迪(上海)軌道交通車輛維修有限公司(以下簡為“申通龐巴迪”)及SATCO(上海阿爾斯通交通設(shè)備公司)等4家公司通過招投標(biāo)承攬。上海地鐵維護(hù)保障有限公司車輛分公司作為列車全壽命周期管理主體，把架(大)修關(guān)鍵指標(biāo)納入RAMS指標(biāo)體系，進(jìn)行過程管理。

3.1 上線試運(yùn)營期間故障率統(tǒng)計(jì)分析

2018年，架(大)修的試運(yùn)營列車有110列，其中，申通南車負(fù)責(zé)39列、申通北車負(fù)責(zé)17列、申通龐巴迪負(fù)責(zé)35列、SATCO 負(fù)責(zé)19列。試運(yùn)營列車故障共發(fā)生34次，其中，申通南車負(fù)責(zé)的列車發(fā)生6次、申通北車負(fù)責(zé)的列車發(fā)生8次、申通龐巴迪負(fù)責(zé)的列車發(fā)生16次、SATCO負(fù)責(zé)的列車發(fā)生 4次。2016—2018年列車試運(yùn)營的故障率統(tǒng)計(jì)見圖2。

圖2 2016—2018年列車試運(yùn)營故障率統(tǒng)計(jì)

3.2 5 min晚點(diǎn)

2018年，上海軌道交通線網(wǎng)中，5 min晚點(diǎn)故障共有30次。其中，架(大)修列車5 min晚點(diǎn)共有20次，占66.7%，比2017年增加8次，增幅達(dá)66.67%。經(jīng)子系統(tǒng)RAMS指標(biāo)分析可知，2018年5 min晚點(diǎn)的主要是由車門、控制、制動(dòng)、車鉤、輔助供電、牽引系統(tǒng)等6個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生故障引起的。相關(guān)故障分布見表6。

表6 2018年上海軌道交通線網(wǎng)5 min晚點(diǎn)故障分布

3.3 MDBSF指標(biāo)

2016—2018年各承攬方架(大)修列車MDBSF指標(biāo)如表7所示。

表7 2016—2018年各承攬方架(大)修列車MDBSF指標(biāo)

3.4 FPMK指標(biāo)

以申通龐巴迪公司為例，2018年2種車型架(大)修項(xiàng)目FPMK指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見表8。

3.5 架(大)修整體RAMS分析及信用評分

項(xiàng)目承攬方在RAMS指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，在架(大)修過程中采用針對性的管理控制措施。而上海軌道交通運(yùn)營管理方對2018年的項(xiàng)目從進(jìn)度，質(zhì)保期內(nèi)列車正線清客、救援、5 min晚點(diǎn)造成的故障，以及架(大)修后質(zhì)保期內(nèi)列車的權(quán)重系數(shù)等方面對各承攬方進(jìn)行了信用評分及分析，要求其采用了改進(jìn)工藝規(guī)程，偶換件改為必?fù)Q件，選用可靠性更高的產(chǎn)品等有針對性的改善措施。

表8 2018年部分車型架(大)修項(xiàng)目FPMK指標(biāo)

信用評分及RAMS分析表明：承攬方中，申通南車的生產(chǎn)進(jìn)度控制較好，超額完成2018年度計(jì)劃任務(wù)；試運(yùn)營故障率最低，較去年有所下降；5 min晚點(diǎn)故障次數(shù)最少，和去年持平；MDBSF指標(biāo)較差，但是相比去年有所進(jìn)步；MDBF指標(biāo)較好，相比去年進(jìn)步明顯；綜合評分最高。

4 結(jié)語

上海軌道交通車輛維護(hù)保障工作從RAMS管理中受益很大，特別是線路管理部門、部件維修部門及技術(shù)部門。通過RAMS指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，各部門不僅對車輛狀況掌握得更全面更具體，而且有助提高維修有效性，降低了故障發(fā)生率。