浅谈城市轨道交通设备优化管理与实践

摘要：设备管理称为“设备工程学”，是以设备的一生为研究对象，以延长设备寿命周期为目标，围绕从设备的选择、购进、使用、维修、维护直到报废的全过程而开展一系列管理工作，它是一门综合科学。

关键词：城市轨道交通；设备；优化管理；应用

1 前言

轨道交通企业75％以上的资产是系统设备，车辆系统运行的正点率和安全性主要靠各自设备来保证。为此，确保设备系统的安全可靠运行就是轨道交通企业的一项重要任务。以设备系统安全可靠运行为目标，以履行企业的社会责任为动力，以基于设备状态的预防性维修作业为核心，以信息化平台为支撑，通过总结国内交通设备系统管理实践，建立起科学、合理、标准化的轨道交通设备优化管理体系，通过运行保障机制确保管理体系的有效运行，实现设备资产、物料和维修为一体的高效、协同管理，最终达到全面提升企业综合效益的目的。

2 设备优化管理的主要方法

设备管理是追求最低的寿命周期费用，综合管理设备，重视设备的可靠性、维修性设计，对设备实行全过程管理，对设备循环过程中的设计、使用、费用等信息进行反馈管理。现有的设备管理方法主要有: 以利用率为中心的维修、全面计划质量维修、可靠性维修、适应性维修，以可靠性为中心的维修管理、费用有效维修、人的可靠性与设备管理、设备综合管理计算机信息系统，主要有三种方法。

2. 1全寿命周期法

设备的寿命周期费用包括设置、维持和报废处理费用。在设置费中，自制设备包括设备规划、设计、制造、安装、调试等费用，外购设备包括调研、招标、购置、运输、安装、调试等全部费用；在维持费中，包括设备使用、维护保养、能源消耗和维修费用。

与寿命周期费用相对应，设备给企业创造的效益为设备加工所带来的增值。这种增值或者收益减去寿命周期费用，即为寿命周期利润，如图1所示。

图1寿命周期的主要概念

图1 所示的维护费用是有起伏变化的，这是因为维修换件活动导致费用增加。当设备维修时，设备创造的收益会下降，于是寿命周期效益曲线出现起伏变化。

寿命周期法追求全寿命周期效益的最大化，所以要做好设备全寿命周期的管理。即在设备前期决策和设备运行中，既要考虑寿命周期费用最小化，又要追求收益最大化，最终实现寿命周期利润最大化。它不仅可以用在前期管理，而且渗透在整个设备寿命周期内。

2. 2􀀂 状态维修

状态维修是在设备出现了明显的劣化后实施的维修策略，而状态的劣化是由被检测的机器状态参数的变化反映出来的。状态维修要求对设备进行各种参数测量，随时反映设备的实际状态，测量的参数可以在足够的提前期间发出警报，以便采取适当的维修措施。

预防维修方式的维修作业一般有固定的间隔期，维修技术人员根据监测数据的变化趋势作出判断，再确定设备的维修计划。设备诊断技术在状态维修中非常重要。

在状态维修体制中，对每一台设备都应有一套监测或状态检查方法。检查可以是定期的，也可以是连续的，检查手段是多种多样的。只有数据表明必须进行维修时才安排维修。而且，由于故障状态是可以预知的，维修是周密计划和有准备的，可以大大提高维修效率，减少维修停机时间。状态检查可将测量值与允许的极限值进行比较，以确定维修计划；还可以进行趋向管理，即对测出的数据进行推测，以便预测其可能超出允许值的时间，提前安排维修。

以状态为基础的维修体制，在国内通常称为状态维修或视情维修，这种维修体制是随着故障诊断技术的进步而发展起来的。如果检查手段落后，设备的劣化不能及时、准确地诊断，也就无法进行有效的状态维修。状态维修使用于设备先进、资金密集型产业，适用于城市轨道交通系统，检测仪器初期的投资仅占总设备费用的少部分，与随机故障停机损失相比较少。所以，在城市轨道交通企业采用状态维修，可减少故障停机维修时间及维修费用，其经济效益是可观的。

2. 3􀀂 设备综合管理计算机信息系统

随着设备管理方式的不断变革，对管理现代化的要求日益提高，计算机信息系统的引入成为发展的必然趋势。随着生产过程自动化、无人化水平的不断提高，设备综合管理的重要性与日俱增。设备综合管理的职能应包括设备故障预防、设备保养、设备生产质量保证、设备诊断与故障排除等内容。设备管理系统一般是由设备自动诊断系统、定期诊断或点检信息管理系统和设备维修管理系统三部分组成，如图2 所示。

图 2􀀂 设备综合管理信息系统

设备在线监测诊断系统对生产质量和运行有重大影响的设备进行在线监测，遇到设备异常时，根据设备和质量的因果矩阵图及故障自身和因果机制自动查明原因，指导操作人员进行处理。对中长期设备管理和质量管理数据，则经过管理网络传给上级部门。

设备点检管理系统主要是采集点检计划诊断所需信息，把诊断结果用简单的按键操作记录下来，再传送给相关部门，其目的是提高工人诊断设备劣化征兆的效率。设备维修管理系统则是在诊断系统的基础上，进一步扩充设备标准系统、维修计划系统、工程管理系统、备品备件管理系统、预算管理系统及分析评价系统。当企业生产和管理都达到先进水平时，计算机管理将是必然趋势。采用计算机管理信息系统，软件、硬件投资可能较多，但是会大大提高工作效率和准确性，计算机管理系统带来的经济效益是相当可观的。

设备优化管理的应用

城市轨道交通的设备优化管理的目标是: 以轨道交通设备全生命周期管理为核心，以设备维修作业为主线，以信息化平台为支撑，建立科学化、规范化、标准化的具有轨道交通设备全生命周期的精细化维修管理体系，采取一系列实施方法。

3. 1加强设备优化管理的基础工作

将设备台账基础工作从简单的运营管理和维修维护，拓展到轨道交通建设阶段中的设备采购、制造和安装调试等，实现设备台账信息在建设和运营阶段的完整统一；通过信息化的管理手段，进行设备资产台账的动态更新，确保设备资产台账的准确全面；各设备管理部门将设备维修过程中产生的大量信息归纳整理，与设备资产台账的基础信息有机结合，形成全面、系统的单轨系统各专业设备的维修台账；通过收集和整理设备维修、使用过程中的物资消耗情况，由物资管理部门会同各设备管理部门建立了物资台账，从而建立了全面的设备台账。进而，根据各专业设备运行特征、故障特征及对运营安全影响程度，将设备、设备故障和设备相关物资分别划分为A、B、C共3个等级，加强对设备台账信息的精细化管理。

3．2设覆盖设备全生命周期的信息化平台

传统的设备管理信息系统解决了设备建成后的管理问题，但在设备运行维护过程中，由于设备计划、研究、设计、制造、安装、调试等设备前期信息管理能力有限，运行维护过程中累积的设备信息难以通过设备管理信息系统传递到新线设备建设中去。为此，根据跨座式单轨系统的设备特征，建立全生命周期的设备管理信息平台，将设备的管理范围从单纯的设备维护、维修管理扩展到基于设备全生命周期范围的管理，对于轨道交通的设备管理来说是必要的。

3．3用信息技术实现设备优化管理

（1）实现设备生命周期管理

将设备优化管理工作中形成的设备台账信息全部建立在设备管理信息系统中，形成了完整的轨道交通设备电子台账。设备电子台账作为系统基础数据支撑，将设备优化管理流程在系统中全面应用，实现了包含设备基础信息管理、物资管理、设备维护维修管理、作业过程的安全监督等在内的轨道交通设备优化管理。

（2）实现设备状态维修

针对特殊设备(车辆、轨道梁、道岔)，实时记录列车走行公里数、轮胎磨耗、轨道梁桥及桥墩的裂缝变化和震动等运行数据，并设置维修、更换报警数据。当车辆设备运用接近检修限度时，自动向计划调度人员发出报警，提示其及时制订检修计划。对车辆设备运行数据进行统计、分析，根据各类报表进一步完善状态检修计划，提高状态检修的合理性和科学性。同时，针对单轨轨道桥梁、道岔及墩柱等线路设施。运用信息化技术，将相关研究成果应用于专业的轨道梁桥养护管理系统中，通过系统对设备实施运行状态检测数据录入和管理，再将相关数据通过内置在系统内的状态评价模型进行计算，最后直接得出设备设施的当前状态及未来状态的预测情况等，同时将已存在病害及未来一定时间段内可能存在病害的信息通过系统传递给相关人员进行处理。这大大提高了对设备运行状态的监控和分析能力，初步建立了基于轨道梁运行状态的评价指标和评价模型，为建立轨道梁桥状态维修体系奠定了基础。

积累设备运行状态信息，推行设备精细化管理，将计划修、故障修过渡到状态修。通过各类设备的计划修、故障修，全面及时准确地记录各类设备的运行数据，定时对照已经制定好的各项标准和规范进行定性和定量分析，动态调整各项指标值，以便更好地反映设备的实际运行状况。

（3）建立维修知识体系

根据设备维护维修的一些规范和不断积累的经验，从设备预防性维修的周期、设备维修标准操作工序、安全操作规范、维修人员标准配置、设备维修标准物料包、设备维修标准工具包等方面，建立维修知识体系。根据对设备故障的深入分析，将发现故障到处理故障的过程进行标准化处理，分别建立以问题码、故障码、原因码和操作码为原则的标准故障代码体系。标准故障代码体系的建立和完善，为科学合理地分析设备故障、提高设备维护维修水平提供了有力支撑。

（4）物资采购科学化

建立物资安全库存，结合采购过程中的物资，将物资采购计划与维修计划相关联；细分物资用途，建立不同的申请采购流程；物资消耗与维修工单相关联，使物资采购更加科学、维修成本更加准确。实施公司维修、采购、合同、财务等多部门协同合作的管理模式，节约采购周期，避免采购时不必要的浪费。

小结

从上所述，在城市轨道交通设备管理中推行基于信息化平台的现代化管理模式，对提高设备的完好率、延长设备生命周期、规范设备与物资管理、实施标准化作业意义重大。

参考文献：

[1]李葆文.设备管理新思维新模式[M].北京:机械工业出版社，1999: 194-268.

[2]张凌翔.现代城市轨道交通系统的设备管理[J].城市轨道交通研究，2002，(2): 17-22.

[3]陈光.谈城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理[J].都市快轨交通，2005，18(1): 5-9.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。