李小辉,王宪法,曲涛
中车长春轨道客车股份有限公司
摘要:一款乘用车上装配下级零部件约三千余种、通过零部件供应商合装整合后到整车装配级零部件约上千种,通过卡接、螺接、捆扎、粘贴等方式完成整车装配。动车整车装配过程就是借助规定的工具及量具(包括设备)将正确的动车零部件按制定的合理装配工艺顺序安装到油漆车身上而达到产品设计规定的性能要求的操作过程。完整的整车装配工艺开发流程涉及整车装配工艺规划、实车试制工艺验证以及后期持续性的优化调整,整车装配工艺规划可以规避实车制造后期发现问题后难整改、周期长等问题,如何有效、完整的进行分析和规划成为我们需要总结、探索的问题。
关键词:动车组车;内装饰部件;修复工艺;
引言
传统对动车组部件的预防性维护理论中,为了研究方便,对部件的可靠性评估均基于一个重要的假设——独立性假设,即系统中各部件之间相互独立,其故障率函数之间没有任何相互关联。而事实上,部件因为空间位置、结构设计、复杂环境及人为因素等使得系统中各部件的故障率具有一定的相关性。完全忽略这种相关性可能会对部件的可靠性评估造成误差,进而产生一定的经济损失,因此在动车组部件的维护过程中考虑部件故障之间的相关性是必要的。
1问题描述与假设
动车组运量需求在时域范围内动态波动,部分区间内运量需求极大(如春、暑运)。维护活动发生于需求高峰期时将造成较大的停机损失,若提前送修将会浪费系统使用价值,而延迟维修则会提升其失效风险。此外,动车组系统作为复杂耦合系统,维护活动成组归并时充分考虑故障、经济相关性能够提升可靠度及成本评估的准确性。本文以多部件系统维护节省成本为优化目标,建立故障、经济相关影响下的动车组系统动态成组模型。基于研究内容,假设如下:1)部件初始可靠度为“1”,即从全新投入使用;2)部件的故障里程服从尺寸参数为η,形状参数为m的两参数威布尔分布;3)部件合并维修时停机维修时间不发生变化;4)系统的维修资源充足,各种故障都能被及时修复,不考虑维修资源不足引起的维修等待。5)由于维修合并时维修资源可以共享,因此维修组合只需单个部件的维修资源准备成本。
2动车组车内装饰部件修复工艺
2.1确定线性范围和校准曲线工作范围
确定线性工作范围:通常包括两种情况,当方法中给出线性范围时,实验室应直接使用。当方法文中未给出线性范围时,实验室应考察方法的线性范围。如果在实际的检测工作中不需要方法更宽的线性范围时,实验室只需给出方法线性范围大于检测所需范围的结论[6]。对于动车内饰件VOC含量测定的校准曲线工作范围,结合各主机厂的标准限值,即目标组分在样品中常见的含量,通常动车行业的校准直线的工作范围为TDS-GCMS测定的苯系物范围(0~1000)ug/ml,和HPLC测定的醛酮类为(0.00~2.00)ug/ml。
2.2平衡各主生产线装配量
合理分析各主生产线装配零件数量对应各线装配物理工位比,平衡各线装配工作量、平衡人员与物理工位比例。统计某整车装配零部件各线占比,内饰线装配零部件约占40%、底盘线装配零部件约占20%,最终线装配零部件约占25%,其他车门线及其他分线约占15%,而内饰线物理工位仅占总物理装配工位30%,出现明显工艺设计缺陷,而内饰线的装配特点是底层线束装配、多零散作业为主,经过导入试制时工时统计,内饰线工时占比约占整车总工时45%,导致内饰线边零部件物料面积严重不足、物流切换提升至20分钟,多次出现物料供应问题;超额装配量导致内饰线人员过多、装配过度集中导致出现人员作业干扰。后期发现问题进行调整,但由于前期没有充分的考虑作业占比,导致大部分作业无法进行调整,内饰线作业占比仅能调整至38%,出现极大的物流成本及作业成本的浪费。
2.3延长检修间隔期
动车组在长期运用检修中积累了大量数据和经验,运用维修理论和可靠性方法进行分析论证,在可靠性不降低的情况下延长动车组检修间隔期,减少其寿命周期内的检修频次和费用。例如:德国联邦铁路公司(DB公司)已将ICE3型动车组IS600检修间隔期由120万km延长至165万km;我国CRH380A型动车组经过多年试点验证,三级修周期有望由60万km延长至120万km,届时将获得检修效率和效益的显著提升。
2.4 CRH3型动车组单车调试工艺
CRH3型动车组单车调试工艺主要是基于多功能总线控制设备(SIMIT试验台)进行测试。SIMIT试验台通过MVB与车辆的MVB进行通讯,并与车辆网络设备构成一个小型网络系统,此种网络系统并不具备自动计算和控制能力。SIMIT试验台承担主控单元的作用,亦是列车网络对外的人机接口,操作人员可以通过SIMIT试验台进行车辆状态反馈、温度及版本的读取与检测工作,同时可以发出各种控制指令,实现继电器控制或部件功能启动。该系统的优点是准备工作简单,仅需将1根MVB连接器与车辆MVB接口连接即可,控制相对集中、人员无效走动少,相比硬线模拟器效率更高;缺点是SIMIT试验台属于进口设备,采购和维护成本高昂,同时试验时此试验台是唯一的控制设备,不利于各系统人员同时操作,另外必须与硬线端部连接器配合使用,信息化和智能化水平不足。
2.5信息的统计与分析
除了自主报警以及查询监控信息以外,智能检修机器人还有着对于信息的统计与分析功能,该功能主要是针对动车组的警报信息以及运行状态进行收集,并在此基础上完成对其信息的统计与分析工作。然后在汇总全部数据之后制作成报表的形式,此举能够有效促进后续检修以及运输等计划制定的高效开展,确保其能够获得设备状态、故障信息以及车组运行信息等多个方面的数据支持。
2.6精准化预防修
动车组的精准化预防修是PHM系统后续发展的方向。现阶段既有四方平台动车组散热系统的滤网清洁工作无法实现精准化预防修,主要因为牵引变压器、牵引变流器等散热系统的实时温度无法进行有效采集。要实现精准化预防修,需要在部件上安装传感器,实时采集各类数据,对采集的数据进行大数据分析后设定预警阈值,建立预警模型。
2.7部件维护调整范围
部件进行成组时某些部件会提前维护,这样会浪费设备的使用价值;有些部件需要延迟进行维护,这样会提高其失效风险。当部件维修资源准备成本确定时,其维修调整范围相应确定,在维修调整范围内实现维护归并才能有效节省维修成本。部件的成组范围为其维护调整范围的交集,即成本才会节省,此时的成组才有意义。本文模型中,将不同运量需求影响下的停机维护成本差异也考虑在内。
结束语
根据不同非完美维修方式对部件性能的改善程度不同,将动车组部件非完美维修方式分为初级维修、中级维修和高级维修,即多级非完美维修,符合我国动车组检修部门现行的分级检修机制,且多级非完美维修策略相对于单级非完美维修策略更具经济性和可靠性。
参考文献
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