車輛部件檢修車間集約化設計探析范文

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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狀工藝流程及設備配置等進行分析，提出集約化的設計思路。運用圖標對比的方法綜合人工成本、土建成本、設備成本以及運營費用等，對不同規模的車間進行經濟型評價。

關鍵詞：

軌道交通；車輛部件；檢修車間；集約化設計；設備成本；經濟型 

隨著軌道交通車輛各部件檢修設備系統化、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、管理等生產要素，進行統一配置；“約”是指在集中、統一配置生產要素的過程中，以節儉、約束、高效為價值取向，從而達到降低成本、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狀工藝流程、設備配置、工時需求、定員配置等進行調研，對不同規模的檢修車間進行任務量飽和程度的分析，進一步運用圖標對比的方法綜合人工、土建、設備等成本以及運營費用，對不同規模的車間進行經濟性評價，提出集約化的設計思路。

1軌道交通車鉤檢修車間設計

1.1現狀調研

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，檢修涉及機械、電氣和氣動等各種零部件。3種車鉤的檢修相類似，區別在于：全自動車鉤包括機械、氣路、電氣、對中裝置、高度調整裝置、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，僅有機械、氣路部件。車鉤工藝流程歸納為：車鉤進入待修區域，對車鉤外觀預檢，預沖洗后拆解。其中，抱箍、緩沖器、車鉤頭、鉤舌板進行除漆、探傷、補漆及更換損耗件；同時，電氣、氣路、機械等部件和緩沖器、EFG鉤尾座等送入零部件檢修區進行檢修，組裝后進行車鉤連掛調試、車鉤氣密性調試，補漆后安裝。車鉤的架修和大修的區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：環簧式檢修鋼彈簧，膠泥式更換、充填新的膠泥，然后進行檢測；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、機械部件的架修和大修深度基本一致。

1.1.2設備配置

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鍵部件（如鉤舌板總成、車鉤連接環、車鉤殼體法蘭處等）是否有裂紋或嚴重磨損。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本線所承擔車型的緩沖器型式來進行配置。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、緩沖器球關節等部件的拆卸需要利用單柱液壓機，并根據部件的不同，配置不同的夾具和工裝。單柱液壓機應盡量結合部件特性配置。

1.1.3工時

車鉤預檢清洗后需進行分解，分解后零部件將分別進入不同子部件檢修區域進行檢修，之后進行組裝和調試。區域檢修分為鉤板、鉤卡、鉤頭、鉤舌板、卡環等受力部件的除漆、探傷和油漆，以及電氣部件、氣路部件、機械部件、鉤尾座、緩沖器部件的檢修，這幾類部件檢修為平行作業。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試，對于整個工時差別很小，也認為檢修時間一樣。對檢修工時進行統計，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的最大檢修時間（見表2）。

1.2設計規模計算

以軌道交通車輛2列位的大/架修設計規模為例，計算車鉤檢修車間的設計規模。根據表2的檢修工時，對車鉤檢修流水作業進度進行繪制，作業進度表分別見表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)。根據流水作業進度圖，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。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臺位即符合規模需求。可以看出，如果1條線的大/架修基地僅承擔本線列車的大/架修任務，工作量遠不飽和；即使承擔兩條線的檢修任務，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計

車鉤檢修需要配置清洗區、分解組裝臺位、零部件檢修區、緩沖器檢修間、零件油漆間、試驗區及存放區域。經核算，如滿足2列位大/架修庫的檢修需求，各工位均設置1臺位即符合規模需求。緩沖器試驗臺為多種車型，預留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域、門頁檢修區域和試驗區域。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。設備配置如下：拆裝工裝2臺（含懸臂吊1臺）、超聲波清洗機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1臺，配置臺式鉆床和砂輪機各1臺，貨架、工具柜若干。另外，車間內設2t電動單梁懸掛起重機1部，便于部件及設備吊運。

2車鉤檢修車間設計規模對比分析

2.1初步分析

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

2.2主要經濟技術指標對比

除了人員配置、設備使用外，部件檢修車間的設計還應結合人工成本、土建費用、運營費用和設備采購費用等因素綜合考慮。首先，根據檢修車間工藝設計可確定不同設計規模下的定員、房間面積及設備配置情況（見表6）。根據表6中車鉤檢修車間工藝設計方案，列出不同設計規模下部件檢修車間各項經濟技術指標（見表7）。

2.3圖表分析

以大/架修設計規模為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，說明方案的經濟性越好。由圖1可知，從x軸設計規模看，設計規模與效益之間并不存在正比關系，即：并不是車間規模越大，經濟效益越好。對應大/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增加，仍不經濟；從y軸兩條線之間的距離來看，對應大/架修2、3、4列位的部件檢修車間經濟性最差，設計應盡少采用；對應大/架修5、6列位部件檢修車間經濟性較好。因此，提倡部件集中修，將路網中3～4條線的車鉤集中至某一個大/架修基地集中檢修，形成大規模檢修車間；同時應研究多車間的組合，以達到效益最大化。

3檢修實例分析

以國內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、架修任務分別約為41列，需要大/架修設計規模約為10列位。檢修資源的分布情況為：全網設3處大/架修基地，設計規模分別為2列位、4列位、4列位，相應設3處車鉤檢修車間。從集約化設計理念考慮，檢修車間分布過于分散，對全網設2處檢修車間的方案進行了方案比選（見表8）。由表8可以看出，任一僅設2處車鉤檢修車間的方案在總投資和單列車費用均優于設3處車鉤檢修車間的方案，其中，以“5+5”的組合方式最為經濟。

作者:樂云凱 單位:上海市隧道工程軌道交通設計研究院