基于可靠性的维修技术在铁路信号设备中的应用

摘要 本文结合铁路信号设备特点、改良的维修方式逻辑决断图,将以设备为研究对象和以故障模式为研究对象相结合,对维修方式的分类及逻辑判断进行了简化。

关键词 铁路信号设备;可靠性;维修决策

中图分类号 U284.7文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)19-0056-02

0 引言

信号设备是铁路系统的神经中枢,担负着信号传输和控制的功能。铁路信号设备的种类繁多,其寿命及维修问题日益突出,如何选择合理的维修体制,确定合理的维修方式、维修计划和维修周期,以及对维修费用和安全风险的评估等,逐渐成为急需研究和解决的问题。因此,在充分熟悉设备的基础上利用先进的状态监测、诊断技术及可靠性、维修性理论,集状态维修、定期维修和事后维修等方式为一体,综合分析设备状态数据和历史数据,对铁路信号设备做出维修决策,将以可靠性为中心的维修技术及管理模式结合到铁路信号设备的维修体制中,使维修体制更加科学有效。

1 RCM分析及建模

1.1 RCM的定义

以可靠性为中心的维修是目前国际上通用的用以确定装备(设备)预防性维修需求、优化维修制度的一种系统工程过程。按国家军用标准GJB1378-92, RCM可以定义为:按照以最少的资源消耗保持装备的固有可靠性和安全性的原则,应用逻辑决断的方法确定装备预防性维修要求的过程或方法。

它的基本思路是:对系统进行功能与故障分析,明确系统内可能发生的故障、故障原因及其后果;用规范化的逻辑决断方法,确定出各故障的预防性决策;通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下,以维修停机损失最小为目标化系统的维修策略。

1.2 RCM分析的一般步骤

1)确定重要功能设备(FSI)。现有设备重要度评价方法有“构造树”方法、日本乘数法、Fuzzy聚类方法和模糊综合评判等方法;

2)进行故障模式及影响分析(FMEA) RCM分析的第二步就是对选定的重要功能设备进行故障模式及影响分析,通过FMEA,明确设备的功能、故障模式、故障原因和故障影响,从而为基于故障原因的RCM决断分析提供基本信息;

3)应用RCM逻辑决断图选择预防性维修工作类型。对于重要功能设备的每一个故障原因严格按RCM逻辑决断图进行分析决断,提出针对该故障原因的预防性维修工作与工作间隔期。

2 维修方式决策与维修周期模型的确定

考虑选择维修工作时,首先要研究该项工作所要预防故障的技术特征,然后对照RCM提供的该项工作的适用性准则,检查该工作是否适用。只有当满足了适用性准则中的所有条件时,才能认为该项工作是适用的,否则认为该工作不适用于所要预防的故障。

2.1 改良的逻辑决断图

一是以设备为对象和以故障模式为对象相结合,这有利于将繁琐的工作简化。因为传统的逻辑判断图第一步就是要根据FMEA的分析结果进行故障模式的判断。以设备为对象,就可以提高RCM逻辑决断的效率,在加上与改良的故障模式的维修方式决断图相结合,就提高了分析的适用性和有效性;二是对于维修方式的分类进行了简化,从设备运行可靠性及经济性的更高要求出发,只考虑事后维修、定期维修和状态维修这3种常见的维修策略。

改良的逻辑决断图从设备特点和故障模式特征这两个角度来阐述维修策略的合理选择。

2.1.1 设备分类选择维修策略

对该类设备应该进行合理的成本一效益分析。其维修方式确定的决策图形式如图1所示。

2.1.2 按设备故障模式特征选择维修策略

由于复杂设备故障模式的数量很大,主要从后果是否严重、状态是否渐变、状态是否聚集和状态是否可测等方面渐进判断并合理选择维修策略,灰色度风险分析结果成为判断的基础。对于后果不严重、状态突变的设备故障,主要采用事后维修的策略;对于状态渐变、离散且不可测的设备故障,主要采用定期维修策略;对于后果严重、状态渐变、聚集且可测的设备故障,在技术、经济可行的条件下,应采用状态维修策略。

2.2 逻辑决断图决策实例

根据《铁路信号维护规则》,计算机联锁设备现有的维修方式与周期是:

1)信号灯泡。双丝转换带报警时,应该更换;双丝转换无报警时,要保证 半年更换;调车信号,事后更换。灯丝转换继电器及备灯每年检测一次,灯丝转换继电器5年一换。色灯信号机透镜组:每年检测1次。

25Hz专用器材:二元二位继电器与熔断器周期更换。其余25Hz专用器材故障修。

ZD6电动转辙机总的更换周期为5~10年。锁闭装置,摩擦联结器,移位接触器,减速器,主轴,动作杆,表示杆和自动开闭器每2~3个月检测1次。挤切销:正线道岔主销半年更换,副销不良更换,其它道岔主销1年更换,副销不良更换。

网卡,CPU板,显卡,供电电源,采集板,驱动板和I/0板等计算机器材采取故障修。电缆全程对地绝缘电阻每季检测1次。

计算机联锁设备现有的维修方式和周期仅仅是通过经验判断的,以事后故障修和周期更换为主,没有科学的理论与技术作支撑。很多设备检修周期相同,并没有根据设备特性来定检修周期,这将带来维修过剩或维修不足以及维修费用的问题。

参考文献

[1]尤毓国.设备维修管理工程学[M].北京:人民交通出版社,1989.

[2]Anon.Maintenance management[J].Technology,2003,131(1).