車輛部件檢修車間集約化設(shè)計探析范文

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《地下工程與隧道雜志》2016年第1期

摘要：

通過對上海軌道交通部件檢修車間現(xiàn)狀工藝流程及設(shè)備配置等進(jìn)行分析，提出集約化的設(shè)計思路。運用圖標(biāo)對比的方法綜合人工成本、土建成本、設(shè)備成本以及運營費用等，對不同規(guī)模的車間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型評價。

關(guān)鍵詞：

軌道交通；車輛部件；檢修車間；集約化設(shè)計；設(shè)備成本；經(jīng)濟(jì)型 

隨著軌道交通車輛各部件檢修設(shè)備系統(tǒng)化、集成度和管理水平的提高，車輛部件大/架修的效率也隨之提高，集約化是提高效率與效益的基本取向。集約化的“集”就是指集中，集合人力、物力、財力、管理等生產(chǎn)要素，進(jìn)行統(tǒng)一配置；“約”是指在集中、統(tǒng)一配置生產(chǎn)要素的過程中，以節(jié)儉、約束、高效為價值取向，從而達(dá)到降低成本、高效管理的目的。通過對目前上海軌道交通部件檢修車間現(xiàn)狀工藝流程、設(shè)備配置、工時需求、定員配置等進(jìn)行調(diào)研，對不同規(guī)模的檢修車間進(jìn)行任務(wù)量飽和程度的分析，進(jìn)一步運用圖標(biāo)對比的方法綜合人工、土建、設(shè)備等成本以及運營費用，對不同規(guī)模的車間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價，提出集約化的設(shè)計思路。

1軌道交通車鉤檢修車間設(shè)計

1.1現(xiàn)狀調(diào)研

1.1.1工藝流程

車輛部件及緩沖器分為全自動車鉤、半自動車鉤和半永久性車鉤，檢修涉及機(jī)械、電氣和氣動等各種零部件。3種車鉤的檢修相類似，區(qū)別在于：全自動車鉤包括機(jī)械、氣路、電氣、對中裝置、高度調(diào)整裝置、緩沖器；半自動車鉤相對于全自動車鉤，將電氣鉤頭改為對跨接電纜；半永久車鉤沒有電氣連接功能，僅有機(jī)械、氣路部件。車鉤工藝流程歸納為：車鉤進(jìn)入待修區(qū)域，對車鉤外觀預(yù)檢，預(yù)沖洗后拆解。其中，抱箍、緩沖器、車鉤頭、鉤舌板進(jìn)行除漆、探傷、補(bǔ)漆及更換損耗件；同時，電氣、氣路、機(jī)械等部件和緩沖器、EFG鉤尾座等送入零部件檢修區(qū)進(jìn)行檢修，組裝后進(jìn)行車鉤連掛調(diào)試、車鉤氣密性調(diào)試，補(bǔ)漆后安裝。車鉤的架修和大修的區(qū)別主要是針對緩沖器及EFG鉤尾座的檢修。緩沖器架修時僅作清洗和頸部除漆探傷檢查，大修則需要拆卸分解：環(huán)簧式檢修鋼彈簧，膠泥式更換、充填新的膠泥，然后進(jìn)行檢測；EFG鉤尾座，大修時需要更換枕型橡膠，架修時視情況更換；其余電氣、氣路、機(jī)械部件的架修和大修深度基本一致。

1.1.2設(shè)備配置

檢修過程中，將車鉤分解、清洗，借助磁粉探傷儀檢查車鉤組成的關(guān)鍵部件（如鉤舌板總成、車鉤連接環(huán)、車鉤殼體法蘭處等）是否有裂紋或嚴(yán)重磨損。緩沖器檢修需要試驗臺。目前車輛緩沖器型式有壓潰管+EFG緩沖器、緩簧式+EFG緩沖器、氣液式緩沖器等，緩沖器試驗臺需要根據(jù)本線所承擔(dān)車型的緩沖器型式來進(jìn)行配置。組裝后的半自動車鉤和全自動車鉤還需要在車鉤試驗臺測試聯(lián)掛功能和管路接口氣密性是否正常（見表1）。其中，由于車鉤鉤尾座芯軸、彈簧銷、緩沖器球關(guān)節(jié)等部件的拆卸需要利用單柱液壓機(jī)，并根據(jù)部件的不同，配置不同的夾具和工裝。單柱液壓機(jī)應(yīng)盡量結(jié)合部件特性配置。

1.1.3工時

車鉤預(yù)檢清洗后需進(jìn)行分解，分解后零部件將分別進(jìn)入不同子部件檢修區(qū)域進(jìn)行檢修，之后進(jìn)行組裝和調(diào)試。區(qū)域檢修分為鉤板、鉤卡、鉤頭、鉤舌板、卡環(huán)等受力部件的除漆、探傷和油漆，以及電氣部件、氣路部件、機(jī)械部件、鉤尾座、緩沖器部件的檢修，這幾類部件檢修為平行作業(yè)。考慮車鉤架修和大修差別主要為部件檢修，在不影響工時的情況下認(rèn)為兩者檢修時間一樣；全自動和半自動車鉤差別主要在電氣鉤頭的檢修和調(diào)試，對于整個工時差別很小，也認(rèn)為檢修時間一樣。對檢修工時進(jìn)行統(tǒng)計，其中受力部件的除漆、探傷、油漆，除了除漆利用夜間工休時間之外，整個檢修工作耗時最長，全自動和半自動車鉤約4h，半永久車鉤約3h，可作為各部件平行作業(yè)的最大檢修時間（見表2）。

1.2設(shè)計規(guī)模計算

以軌道交通車輛2列位的大/架修設(shè)計規(guī)模為例，計算車鉤檢修車間的設(shè)計規(guī)模。根據(jù)表2的檢修工時，對車鉤檢修流水作業(yè)進(jìn)度進(jìn)行繪制，作業(yè)進(jìn)度表分別見表3、表4。從表3中可以看出，自動工開始，第一個全/半自動車鉤在13.5h時完成，每相隔4h完成一個車鉤，可得出規(guī)律N個全/半自動車鉤需要13.5h+4h(N–1)。同理，從表4中可以看出，半永久車鉤需要7.5h+3h(N–1)。根據(jù)流水作業(yè)進(jìn)度圖，可得出：1）對于1列車：4個全/半自動車鉤檢修大約需要13.5+(4–1)×4=25.5h，8個半永久車鉤檢修大約需要7.5+(8–1)×3=28.5h，共需54h；按每天8h工作制，總共需要7d，可控制在1列車大/架修的部件檢修時間內(nèi)。2）對于2列位：1年完成8列車的大修及8列車的架修，64個全/半自動車鉤檢修大約需要13.5+(64–1)×4=265.5h，128個半永久車鉤大約檢修需要7.5+(128–1)×3=388.5h。對于2列位共需要82個工作日，以一年251個工作日計，各工位1臺位即符合規(guī)模需求。可以看出，如果1條線的大/架修基地僅承擔(dān)本線列車的大/架修任務(wù)，工作量遠(yuǎn)不飽和；即使承擔(dān)兩條線的檢修任務(wù)，按照兩倍的時間初步估算，也僅需要164個工作日，工作量仍然不飽和。

1.3車鉤檢修車間工藝設(shè)計

車鉤檢修需要配置清洗區(qū)、分解組裝臺位、零部件檢修區(qū)、緩沖器檢修間、零件油漆間、試驗區(qū)及存放區(qū)域。經(jīng)核算，如滿足2列位大/架修庫的檢修需求，各工位均設(shè)置1臺位即符合規(guī)模需求。緩沖器試驗臺為多種車型，預(yù)留1臺位試驗臺；為方便拆裝，分解和組裝臺處各配置懸臂吊；車鉤存放區(qū)采用3層立體存放，8個存放架可滿足2列車的存放需求。車鉤檢修車間主要包括車鉤存放區(qū)域、門頁檢修區(qū)域和試驗區(qū)域。2列位大/架修庫需要配置清洗工位1臺，拆、裝工位各1臺，試驗工位1臺。設(shè)備配置如下：拆裝工裝2臺（含懸臂吊1臺）、超聲波清洗機(jī)1臺、磁粉探傷儀1臺、緩沖器試驗臺1臺、車鉤試驗臺1臺、單柱液壓機(jī)1臺，配置臺式鉆床和砂輪機(jī)各1臺，貨架、工具柜若干。另外，車間內(nèi)設(shè)2t電動單梁懸掛起重機(jī)1部，便于部件及設(shè)備吊運。

2車鉤檢修車間設(shè)計規(guī)模對比分析

2.1初步分析

對不同大/架修設(shè)計規(guī)模下車鉤檢修車間的設(shè)計規(guī)模進(jìn)行對比（見表5）。由表5可以看出，規(guī)模越集中，車鉤檢修車間的工作量飽和度越高；但是當(dāng)集中到一定程度，增加個別工序的工位后，導(dǎo)致部件整體檢修時間下降，出現(xiàn)工作不飽和的情況。

2.2主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比

除了人員配置、設(shè)備使用外，部件檢修車間的設(shè)計還應(yīng)結(jié)合人工成本、土建費用、運營費用和設(shè)備采購費用等因素綜合考慮。首先，根據(jù)檢修車間工藝設(shè)計可確定不同設(shè)計規(guī)模下的定員、房間面積及設(shè)備配置情況（見表6）。根據(jù)表6中車鉤檢修車間工藝設(shè)計方案，列出不同設(shè)計規(guī)模下部件檢修車間各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（見表7）。

2.3圖表分析

以大/架修設(shè)計規(guī)模為x軸，車鉤檢修車間工作量飽和度和單列車費用為y軸，繪制折線圖（見圖1），2條線之間的距離越短，說明方案的經(jīng)濟(jì)性越好。由圖1可知，從x軸設(shè)計規(guī)模看，設(shè)計規(guī)模與效益之間并不存在正比關(guān)系，即：并不是車間規(guī)模越大，經(jīng)濟(jì)效益越好。對應(yīng)大/架修8列位的部件檢修車間較6、7列位的車間相比，工作量反而不再飽和，同時單列車費用也出現(xiàn)增加，仍不經(jīng)濟(jì)；從y軸兩條線之間的距離來看，對應(yīng)大/架修2、3、4列位的部件檢修車間經(jīng)濟(jì)性最差，設(shè)計應(yīng)盡少采用；對應(yīng)大/架修5、6列位部件檢修車間經(jīng)濟(jì)性較好。因此，提倡部件集中修，將路網(wǎng)中3～4條線的車鉤集中至某一個大/架修基地集中檢修，形成大規(guī)模檢修車間；同時應(yīng)研究多車間的組合，以達(dá)到效益最大化。

3檢修實例分析

以國內(nèi)某城市軌道交通車輛檢修為例，該市由6條線路組成，配屬車輛合計401列，年大修、架修任務(wù)分別約為41列，需要大/架修設(shè)計規(guī)模約為10列位。檢修資源的分布情況為：全網(wǎng)設(shè)3處大/架修基地，設(shè)計規(guī)模分別為2列位、4列位、4列位，相應(yīng)設(shè)3處車鉤檢修車間。從集約化設(shè)計理念考慮，檢修車間分布過于分散，對全網(wǎng)設(shè)2處檢修車間的方案進(jìn)行了方案比選（見表8）。由表8可以看出，任一僅設(shè)2處車鉤檢修車間的方案在總投資和單列車費用均優(yōu)于設(shè)3處車鉤檢修車間的方案，其中，以“5+5”的組合方式最為經(jīng)濟(jì)。

作者:樂云凱 單位:上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院