我国高速动车组源头质量安全管控研究

我国高速动车组源头质量安全管控研究

杨巍巍

中国铁路北京局集团有限公司北京动车段  北京  102600

摘要：随着客流量逐年增长，以快速、便捷且舒适著称的动车组成为旅客出行的首选，高密度的开行量以及修程修制改革对动车组的安全、稳定运行带来极其严峻的挑战。如何保障动车组运维决策并实现动车组质量安全管控成为当前关注和研究的重点。虽然当前我国高铁已实现技术引领，但面对我国独特的运营环境以及新的发展形势，尚需要在庞大的运营体量下持续深入开展高速动车组源头质量管控研究。下面，文章就我国高速动车组源头质量安全管控展开研究。

关键词：高速动车组；源头质量；安全管控

引言

在提高动车组源头质量安全方面，国内外均提出并应用了多种方法。欧洲的动车组制造企业如西门子、阿尔斯通等公司在新一代的整车产品开发时，开展一定时期的运用考核，一般为2年左右，充分暴露新产品的缺陷与不适应问题。日本为确保高速动车组质量安全，特别是高铁电气、电子类产品的寿命老化问题，将高铁车辆的使用年限限定在15年，满年限后主要采取2种方式，一是直接报废高铁车辆；二是对车辆进行大修改造，将电气、电子类产品进行升级换代式改造。近年我国高速动车组持续保持平稳安全的运行，但需要高度注意所有产品在设计、制造、验收等阶段的源头质量缺陷具有一定的隐蔽性和突发性，投入运营后，一旦发生设备故障等问题，在条件耦合情况下，极有可能酿成重大事故。随着我国高铁运营里程的增加，更加凸显管控高速动车组源头质量的重要性。

1高速动车组源头质量安全管控现状

当前,我国动车组实行“以走行公里周期为主、时间周期为辅(先到为准)”的计划性预防修检修模式,随着中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)持续深化动车组修程修制改革,动车组整车与配件寿命不一致问题愈发显现,动车组运维工作面临巨大挑战。在经过十余年的运营后,动车组运维积累了海量数据,受“工业4.0”浪潮的影响,动车组大数据分析成为必然趋势[1]。

目前国内各领域的故障预测与健康管理(PHM)技术相继投入开发运用,但是系统集成和综合分析能力很弱。就动车组而言,近年来故障预测技术逐渐完善,但健康管理大多数仅局限于关键部件,未能实现总体评价,无法发挥PHM技术的优势。廖涛运用BP神经网络模型预测了动车组制动闸片的磨耗量,通过估算闸片的磨耗量为动车组的状态维修提供了依据；赵峰等采用健康状态综合评估方法对CRH3型动车组辅助供电系统和牵引传动系统进行了健康状态评价,得到了较为准确的健康等级评估；LIVIO等基于状态监测和数据驱动对高速转向架的运行稳定性评估方法进行了研究,通过试验验证了该方法能够及时判断和处理转向架出现的故障。

2高速动车组源头质量安全管控重点

2.1深挖基础能力支撑安全

针对影响高速动车组质量安全的“四基”问题，成立专项进行技术攻关，包括“卡脖子”环节、软件的国产化问题等，为薄弱环节的开发和应用提供支持和引导，积极争取国家的支持，并推动产业链上下游的联动，形成产品技术有序迭代。

2.2过程管控导向安全

（1）对影响运营安全突出问题进行专项攻关持续提升安全水平，包括动车组的牵引变流系统、控车系统、车下零部件裂纹脱落、火灾隐患等问题，做好防裂损、防脱落、防火灾等关键性的隐患防治工作。

（2）加强远程监控与故障处理能力建设。围绕产品实物质量运营安全，加强数据收集、处理、分析和应用能力建设，加强技术支撑能力建设，通过大数据分析，精准预测产品实物状态，对潜在的质量问题提前处理，保障产品的运行可靠。

（3）提升设备产品生产制造智能水平，形成专业化核心竞争能力。实现PLM、ERP、MES信息系统的互联互通，信息协同及优化，提高生产计划、生产资源、仓储物流的数字化、自动化、智能化，实现产品全生命周期的质量追溯。提高柔性生产线的适用能力，灵活调整工艺，能够支持多种相似产品的混线生产和装配，实现自动配料，自动加工、自动流转、自动包装和存储，提高满足“多品种小批量”生产模式的能力。应用物联网技术，在生产和装配的过程中，能够通过多种传感器自动进行数据采集，并通过电子看板显示实时的生产状态；通过机器视觉和多种传感器进行质量检测，自动剔除不合格产品，并对采集的质量数据进行数据分析。推进高铁设备产品生产制造专业化发展。

（4）加强高铁设备设施的检测、监测和维修管理，针对特殊运行环境建立差异化维修养护机制。深化动车组等设备修程修制改革，强化设备产品修程延长过程中的安全性验证，确保设备产品运用安全。

2.3技术保障提升安全

（1）提升设计技术水平

采用全寿命周期设计和管理。从产品开发的初始阶段就考虑寿命周期后续活动对产品综合性能的影响及产品各方面属性的联系，以达到最优的产品性能。全寿命周期设计产生大量的数据和信息，存储到数据库中，保证数据的一致性和共享性。保证最有效地利用和调度企业的各种资源，及早发现错误，缩短产品开发时间，全寿命周期设计的基本内容就是面向制造及其维护和回用处理的设计，实现产品全寿命周期的最优化，所借助的手段是并行设计，而要顺利完成设计任务的基础是设计过程和数据的管理。

（2）提升工艺水平

建立标准数据库，加强标准化施工。集中梳理各个项目的工艺过程，成立专人团队对工艺标准进行分析总结并汇编成册，建立工艺标准数据库。

（3）提升智能制造水平在制造过程中，推广先进技防措施，包括：轮对测量机的应用与推广、大部件吊座拉铆检测技术的应用、智能扭矩系统的推广应用、智能调试检测设备的应用、基于以太网的智能调试技术开发、动车组车辆客室内部空气治理方案的应用、数字化调试设备开发、VERI-CUT数控仿真技术定制功能优化与应用推广等。

（4）提升供应链水平建立各级供应链节点的认证和信用体系，针对关键零部件，以战略采购、定点生产为主要原则，通过设备产品核心环节的保障确保列车的安全。

（5）提升维保体系水平基于全体系、全生命周期考虑动车组的安全。联合制造企业、运输企业、政府监管机构从制度层面规范新造和检修企业的业务范围及职责分工，明确产品检修完成后的售后服务责任主体，研究推行安全终身负责制，提升全行业质量安全意识，确保动车组产品安全稳定运行。具体包括：加快对相关部件的寿命、可靠性研究，为确定部件的检修周期提供技术支持，降低产品故障率，保证车辆的运行安全；优化完善故障预测与健康管理ＰＨＭ数据平台功能，建立主数据平台，对高铁运行数据、检修数据进行了收集积累，尤其是对轴箱轴承、牵引电机轴承、齿轮箱轴承、转向架橡胶节点等关键部件性能参数收集、分析研究，为车辆的检修运维项点提供精准依据；制定动车组整车高级修周期间隔延长扩大验证方案，做好优化部件试验验证和可靠性评估工作，按计划节点从优推进部件修程修制改革工作。

2.4规避人为质量安全隐患

健全人才培育体系，加强高铁人才队伍专业化、复合型人才建设，建设多角度、多形式的质量安全培育平台。一是强化质量安全意识，不断提升设计、造修及各级管理人员质量安全素质。二是注重研发设计、生产制造队伍中专家和骨干人才的培养，充分发挥高技能人才在解决技术难题、实施精品项目中的重要作用，建立研发设计人员准入门槛和退出机制，实施终身安全责任制[2]。

3结语

综上所述，文章基于高速动车组源头质量安全管控的现状，在健全和完善质量安全法规和标准体系的基础上，提出了高速动车组质量安全管控重点，希望可以促进高速动车组源头质量安全管控工作进步。

参考文献

[1]唐扬. 动车组技术改造管理系统的设计与实现[D].山东大学,2021.

[2]蔡两,王华胜,李昊.动车组运行可靠性评价方法研究[J].铁道机车车辆,2020,40(02):98-103.

作者简介：杨巍巍（1997.5-），女，汉族，河北武安市，硕士研究生，助理工程师，作者简介：动车组检修。