顧崢嶸

（英泰克工程顧問(wèn)（上海）有限公司，上海 200122）

0 引 言

RAMS 是指可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可維修性(Maintainability)和安全性(Safety)。隨著 GB/T 26429—2010《設(shè)備工程監(jiān)理規(guī)范》正式頒布，在越來(lái)越多的設(shè)備工程建設(shè)中引入了設(shè)備監(jiān)理。設(shè)備監(jiān)理中運(yùn)用 RAMS 管理方法，有助于設(shè)備工程項(xiàng)目質(zhì)量及安全性的提高。

1 城市軌道交通設(shè)備的RAMS管理

RAMS 是《國(guó)際鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(IRIS)》之一。IRIS 這套管理體系在 ISO 9001:2000的基礎(chǔ)上，針對(duì)鐵路行業(yè)的要求增加了很多內(nèi)容，比如投標(biāo)管理、項(xiàng)目管理和成本管理等。

GB/T 21526—2008《軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例》，對(duì)城市軌道交通應(yīng)用 RAMS 進(jìn)行了描述。RAMS 規(guī)范在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用，主要是用于分析影響城市軌道交通 RAMS的因素，以及在項(xiàng)目生命周期各階段應(yīng)采取的保證 RAMS的措施。它通過(guò)保證系統(tǒng)可靠性(防止各種故障發(fā)生)、提高系統(tǒng)可維修性來(lái)保障系統(tǒng)的可用性；結(jié)合對(duì)可能危害安全的故障的重點(diǎn)防范，保證系統(tǒng)的安全性。最終滿足城市軌道交通 RAMS的性能要求。

RAMS 管理，又稱為系統(tǒng)保證管理。城市軌道交通設(shè)備的RAMS 管理，主要是在城市軌道交通工程設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中，從運(yùn)營(yíng)角度出發(fā)，綜合考慮運(yùn)營(yíng)的安全及效率需要，引入了系統(tǒng)保證。力求在項(xiàng)目的各個(gè)階段降低風(fēng)險(xiǎn)，有效控制系統(tǒng)在各階段形成的質(zhì)量，最終得到一個(gè)高品質(zhì)的系統(tǒng)。近年來(lái)，北京、上海、成都、蘇州等城市在軌道交通設(shè)備建設(shè)中引入了 RAMS 管理。

2 設(shè)備監(jiān)理中的RAMS管理

軌道交通建設(shè)單位根據(jù)自身的特點(diǎn)，在車輛、信號(hào)、供電、屏蔽門、電扶梯、綜合監(jiān)控、自動(dòng)售檢票等多個(gè)機(jī)電子系統(tǒng)中，要求各參建方進(jìn)行多角度的系統(tǒng)保證工作。蘇州軌道交通 1號(hào)線項(xiàng)目要求監(jiān)理單位依據(jù) RAMS 咨詢單位要求，對(duì)部分機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)單位、供貨商、安裝單位和運(yùn)營(yíng)單位的RAMS 活動(dòng)進(jìn)行管理。筆者以監(jiān)理單位參與蘇州軌道交通項(xiàng)目電扶梯設(shè)備中 RAMS 管理為例，加以說(shuō)明。

2.1 RAMS管理的計(jì)劃目標(biāo)

將確定的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)按照一定的分配方法及原則，分配到各機(jī)電子系統(tǒng)。在項(xiàng)目進(jìn)行的各階段，通過(guò)系統(tǒng)保證指標(biāo)分配、隱患分析、RAM (可靠性、可用性、可維修性)分析、安全原則與符合性評(píng)估、故障模式、影響及重要性分析，分階段提交和更新報(bào)告，并建立故障報(bào)告與修正措施系統(tǒng)，對(duì)隱患分析和改進(jìn)進(jìn)行記錄、跟蹤。在必要時(shí)，對(duì)單項(xiàng)隱患進(jìn)行危害和可操作性研究分析，進(jìn)行安全與成本計(jì)算，最終決定改進(jìn)方案。

在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)階段，實(shí)施 RAMS 管理必須要進(jìn)行充分的研究和策劃，以保證運(yùn)營(yíng)后能達(dá)到以下目標(biāo)。

(1)實(shí)現(xiàn)主要安全和保障。預(yù)見(jiàn)并保護(hù)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)后的人身及設(shè)備環(huán)境，避免因設(shè)備的設(shè)置和維修而產(chǎn)生傷害，有效地預(yù)防危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

(2)實(shí)現(xiàn)良好的可靠性、可使用性和可維修性，保證服務(wù)的連續(xù)性。從設(shè)計(jì)入手，減少系統(tǒng)故障的可能性；按服務(wù)質(zhì)量要求，優(yōu)化冗余設(shè)備的數(shù)量，減少設(shè)備的維修次數(shù)；限制特殊設(shè)備的數(shù)量，簡(jiǎn)化維修。

2.2 RAMS管理的組織結(jié)構(gòu)

對(duì)于一個(gè)城市軌道交通的RAMS 系統(tǒng)項(xiàng)目，一般由建設(shè)方或 RAMS 咨詢管理單位提出系統(tǒng) RAMS 管理的工作要求及總目標(biāo)；由承包商建立項(xiàng)目部，提出詳細(xì)計(jì)劃，并由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施；監(jiān)理工程師貫徹項(xiàng)目周期，積極參與、檢查和審核；各參建方共同進(jìn)行確認(rèn)與驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保證的目標(biāo)。

在監(jiān)理組織結(jié)構(gòu)中設(shè)置系統(tǒng)保證工程師；各子系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)程中的RAMS 系統(tǒng)保證工作，分別由各專業(yè)監(jiān)理組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)(見(jiàn)圖1)。

圖1 城市軌道交通電扶梯項(xiàng)目RAMS管理組織圖

2.3 RAMS管理中的任務(wù)要求

RAMS 管理流程是以系統(tǒng)生命周期為基礎(chǔ)，控制軌道交通中規(guī)定的RAMS 要素，包括：定義 RAMS 要求、評(píng)估與控制 RAMS 影響、計(jì)劃與實(shí)施 RAMS 工作、監(jiān)控生命周期內(nèi)活動(dòng)過(guò)程一致性。系統(tǒng)保證工程師要做好以下一些工作。

(1)復(fù)核《初步設(shè)計(jì)隱患分析報(bào)告》，并提出修改意見(jiàn)。包括：主要隱患清單、系統(tǒng)故障清單、風(fēng)險(xiǎn)矩陣、隱患登記冊(cè)。

(2)監(jiān)督與審核相關(guān)承包商提交的系統(tǒng)保證文件，并提交審查報(bào)告。包括：《系統(tǒng)保證計(jì)劃》、《系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步隱患冊(cè)及分析報(bào)告》、《系統(tǒng)安全原則及規(guī)范要求的符合性評(píng)估》。

(3)監(jiān)督與審核相關(guān)承包商提交的RAM 分析報(bào)告文件，并提交審查報(bào)告。包括：《可靠性、可用性及可維護(hù)性(RAM)分析報(bào)告》、《故障模式、影響及重要性分析及報(bào)告》。

(4)監(jiān)督與審核相關(guān)承包商提交系統(tǒng)保證驗(yàn)證文件，并提交審查報(bào)告。包括：《故障報(bào)告與糾正措施系統(tǒng)報(bào)告》、《系統(tǒng)保證驗(yàn)證計(jì)劃》、《系統(tǒng)保證驗(yàn)證報(bào)告》、《系統(tǒng)安全報(bào)告》。

(5)審核承包商提交的系統(tǒng)保證總結(jié)報(bào)告，并提交審查報(bào)告。

2.4 RAMS系統(tǒng)管理的重點(diǎn)

2.4.1 系統(tǒng)安全管理

安全風(fēng)險(xiǎn)的控制采取由上至下和由下至上相結(jié)合的方法來(lái)完成。由上至下的程序以初步危險(xiǎn)分析為主導(dǎo)，設(shè)計(jì)方主要控制技術(shù)方案對(duì)于建設(shè)過(guò)程及運(yùn)營(yíng)過(guò)程的影響。由下至上的程序是由各子系統(tǒng)承包商通過(guò)相關(guān)具體安全分析完成的。

系統(tǒng)安全隱患分析是系統(tǒng)安全管理的重點(diǎn)。由 RAMS 管控員對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)的潛在隱患進(jìn)行系統(tǒng)的分析，評(píng)審在系統(tǒng)、接口、操作及運(yùn)營(yíng)/維修方面存在的隱患。所有隱患要依照系統(tǒng)要求制定的風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，按評(píng)估等級(jí)做相應(yīng)處理形成最終版子系統(tǒng)隱患登記冊(cè)(表1 和表2)。

表1 城市軌道交通扶梯項(xiàng)目隱患登記冊(cè)(1)

表2 城市軌道交通扶梯項(xiàng)目隱患登記冊(cè)(2)

近年來(lái)，某國(guó)際著名品牌電扶梯在軌道交通車站內(nèi)運(yùn)行時(shí)發(fā)生多次逆向運(yùn)轉(zhuǎn)事故，導(dǎo)致乘客滾下扶梯造成傷害。經(jīng)了解分析，發(fā)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理，維修保養(yǎng)不當(dāng)易引起故障。因此，在本項(xiàng)目電扶梯設(shè)計(jì)中避免采用此結(jié)構(gòu)，并加裝逆向運(yùn)轉(zhuǎn)輔助制動(dòng)器，消除了安全隱患。

2.4.2 系統(tǒng)RAM管理

(1)RAM 分析指標(biāo)。系統(tǒng) RAM 分析指標(biāo)主要有平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)、平均修復(fù)時(shí)間(MTTR) 、平均停機(jī)時(shí)間(MDT)和可用性(MTBF/ MTBF+ MDT)指標(biāo)。城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)是提供具有可靠性、可使用性的服務(wù)。其服務(wù)的可靠性取決于對(duì)城市軌道交通車輛運(yùn)行造成影響的故障，服務(wù)的可維修性取決于故障發(fā)生后迅速恢復(fù)運(yùn)行的能力，而服務(wù)的可用性則取決于可靠性和可維修性兩方面的綜合。

根據(jù)總體目標(biāo)，分配給電梯系統(tǒng)的MTBF≥2500 h (可靠性目標(biāo)并不包括因電力中斷、水淹、員工錯(cuò)誤等外來(lái)因素引起的故障)，可用性達(dá)到 99%，MDT＜2 h，MTTR＜3 h。通過(guò)分析，將該可靠性指標(biāo)分解至井道、轎廂、主機(jī)、驅(qū)動(dòng)、控制等各子系統(tǒng)。

(2)RAM 分析內(nèi)容。RAM 分析將構(gòu)成潛在設(shè)計(jì)改進(jìn)的基礎(chǔ)。通過(guò) RAM 分析，確定出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，并找出最能改善 RAM的子系統(tǒng)。電梯的傳動(dòng)部件及控制系統(tǒng)是設(shè)備的重要部件。其中控制系統(tǒng) RAM 分析包括：確認(rèn)系統(tǒng)各組件至線路各可更換單元(LRu)級(jí)的斷損；確定每個(gè)更換單元 LRU的故障模式；確定每個(gè)故障模式對(duì)本系統(tǒng)的影響及故障檢測(cè)的手段；預(yù)測(cè)故障模式對(duì)系統(tǒng)的影響；根據(jù)賣方數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)每個(gè)故障模式的MTBF；通過(guò)預(yù)測(cè)需要采取維護(hù)措施的連續(xù)故障之間的平均時(shí)間，預(yù)測(cè)系統(tǒng)的MTBF。經(jīng)可靠性分析，電梯樣機(jī)指標(biāo) MTBF=3086 h、可用性=99.95% 、MTTR=1.34 h。滿足要求。

2.4.3 故障報(bào)告與糾正措施系統(tǒng)

故障報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)(FRACAS)利用“信息反饋，閉環(huán)控制”的原理，通過(guò)規(guī)范化的程序，使發(fā)生的產(chǎn)品故障能得到及時(shí)地報(bào)告和糾正，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性的增長(zhǎng)，達(dá)到對(duì)產(chǎn)品可靠性和維修性的預(yù)期要求，防止故障再現(xiàn)。FRACAS 亦稱為“故障信息閉環(huán)管理系統(tǒng)”。

此外，在 RAMS 管理過(guò)程中，系統(tǒng)保證工程師還要求承包商對(duì)部件供應(yīng)商采取 FRACAS 管理；要求扶梯承包商制造樣機(jī)并模擬扶梯正常運(yùn)行工況進(jìn)行測(cè)試。期間對(duì)機(jī)房積水偵測(cè)裝置及超速保護(hù)開(kāi)關(guān)精度進(jìn)行了改進(jìn)，并已達(dá)到可靠性指標(biāo)。在質(zhì)保運(yùn)營(yíng)階段，對(duì)運(yùn)行扶梯進(jìn)行巡查，對(duì)故障記錄進(jìn)行分析；根據(jù)運(yùn)行時(shí)扶梯控制器記錄情況，對(duì)額定及過(guò)載電流等進(jìn)行合理調(diào)整，完善系統(tǒng)。

2.5 RAMS管理工作中的方法

城市軌道工程中的設(shè)備監(jiān)理是建設(shè)項(xiàng)目管理的重要部分。RAMS 作為衡量系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)重要特征，是在整個(gè)系統(tǒng)安全生命周期內(nèi)的各個(gè)階段通過(guò)設(shè)計(jì)理念、技術(shù)方法而得到的。監(jiān)理工程師通過(guò)設(shè)置文件見(jiàn)證點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證點(diǎn)和停止見(jiàn)證點(diǎn)，檢查系統(tǒng)是否符合 RAMS 文件要求；對(duì)不符合部分，要求改進(jìn)后再進(jìn)入后續(xù)工作。

(1)根據(jù)系統(tǒng) RAMS 總體要求編制 RAMS 專業(yè)監(jiān)理細(xì)則，并在各專業(yè)監(jiān)理細(xì)則中列出 RAMS 管理的要求。各專業(yè)監(jiān)理工程師在各階段，依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)營(yíng)運(yùn)安全原則、工業(yè)守則、法例和規(guī)范，對(duì)已設(shè)置文件見(jiàn)證點(diǎn)見(jiàn)證。包括：主要隱患清單、系統(tǒng)故障清單、系統(tǒng)保證計(jì)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步隱患冊(cè)及分析報(bào)告、系統(tǒng)安全原則及規(guī)范要求的符合性評(píng)估。

(2)在工廠監(jiān)造及現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試時(shí)，設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證點(diǎn)和停止見(jiàn)證點(diǎn)，根據(jù)要求進(jìn)行見(jiàn)證。包括：建造過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的焊縫檢測(cè)、系統(tǒng)接口驗(yàn)證、樣機(jī)檢測(cè)、安裝數(shù)據(jù)測(cè)量、隱蔽驗(yàn)收和系統(tǒng)測(cè)試等。

(3)在建設(shè)各階段，對(duì)設(shè)備工程進(jìn)行巡視檢查；召開(kāi)相關(guān)會(huì)議協(xié)調(diào)處理 RAMS 管理中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

3 結(jié) 語(yǔ)

蘇州軌道交通 1號(hào)線開(kāi)通 10個(gè)月來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)MTBF 指標(biāo)得到了驗(yàn)證。本項(xiàng)目在政府消防驗(yàn)收中，發(fā)現(xiàn)部分風(fēng)閥設(shè)備可靠性較差。在今后線路建設(shè)中，可將此類設(shè)備納入 RAMS 管理范圍，以提高項(xiàng)目整體質(zhì)量及安全性。由于某些原因，運(yùn)營(yíng)階段的RAMS 管理工作有所減弱。建議在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中及時(shí)反饋設(shè)備情況，進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)保證分析，提升城市軌道交通的服務(wù)質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)要求設(shè)備監(jiān)理參與招投標(biāo)、設(shè)計(jì)、建造、安裝驗(yàn)收和運(yùn)營(yíng)階段全過(guò)程監(jiān)理，符合 RAMS 過(guò)程管理的要求。同時(shí)，監(jiān)理工程師專業(yè)技能有助于設(shè)備監(jiān)理師更好地參與 RAMS 管理。在工程設(shè)備監(jiān)理中按 RAMS 要求進(jìn)行管理，有助于提高監(jiān)理服務(wù)的質(zhì)量。

[1]GB/T 21562—2008,軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例[S].

[2]陳琳奇，章?lián)P.成都地鐵機(jī)電系統(tǒng)中RAMS管理[J].城市軌道交通研究,2009(10).

[3]GB/T 26429—2010,設(shè)備工程監(jiān)理規(guī)范[S].