郭君霞

(天津市地下鐵道運營有限公司 天津 300222)

地鐵電子設(shè)備自主深度維修的可行性分析

郭君霞

(天津市地下鐵道運營有限公司 天津 300222)

地鐵電子設(shè)備應(yīng)用廣泛，設(shè)備老化后故障概率顯著提高，但是電子產(chǎn)品升級換代快，設(shè)備備件供應(yīng)易受升級、停產(chǎn)甚至供貨商工廠倒閉的影響。針對這些問題，從技術(shù)實現(xiàn)途徑、經(jīng)濟成本優(yōu)勢、環(huán)境影響因素、組織資源配置、工作存在風(fēng)險等方面，論證開展電子設(shè)備的自主深度維修和備件替代工作的可行性，認為自主深度維修是提高設(shè)備故障件周轉(zhuǎn)速度的可靠途徑，企業(yè)有必要加大自主深度維修工作方面的資源投入，形成以自主為主、以供貨商力量和社會力量為補充的深度維修新模式。

地鐵;電子設(shè)備;深度維修;自主力量;可行性

電子產(chǎn)品在市場中通常有發(fā)展、成熟、衰退三個階段，地鐵從設(shè)計到運營，通常至少需要五六年的時間，為了滿足設(shè)備安全可靠性要求，設(shè)計師通常會選用市場應(yīng)用成熟的產(chǎn)品，也就是說被選用的產(chǎn)品往往已經(jīng)進入了成熟期［1］，經(jīng)過六七年的運營，大部分產(chǎn)品將進入市場衰退期［2］，面對處于市場衰退期的電子產(chǎn)品，大部分供應(yīng)商將采用升級、停產(chǎn)等策略應(yīng)對。但是，對于電子產(chǎn)品的使用和維護單位來說，人機對戰(zhàn)的大戲才拉開帷幕。

1 地鐵電子設(shè)備的特點及維護難題

地鐵現(xiàn)有的電子設(shè)備五花八門，有“四多一少雙高”的特點?！八亩唷敝冈O(shè)備種類多、設(shè)備型號多、設(shè)備產(chǎn)地多、設(shè)備廠商多［3］;“一少”指大部分種類的數(shù)量卻相對較少，只有幾十個;“雙高”指地鐵設(shè)備面向服務(wù)，可靠性要求高，一些升級、停產(chǎn)或單一供貨來源的備件，價格逐年飛漲、居高不下。在這種情況下，運營前期員工需要掌握的設(shè)備類型過于龐雜，運營中后期，備件供應(yīng)不足和成本居高不下的問題頻頻出現(xiàn)。

在地鐵現(xiàn)有的建設(shè)模式和強大的市場環(huán)境影響下，地鐵建設(shè)時通常會高度關(guān)注可靠性。但是，如果能夠加強一點對設(shè)備通用性的關(guān)注，比如在可靠性［4］和通用性之間取得較好的平衡，使各個系統(tǒng)之間類似的備件具有通用性，地鐵使用的專業(yè)備件可以用社會上廣泛使用的備件進行替代，或許設(shè)備類型龐雜、備件短缺的問題會有所緩解，運營維護成本將大大降低。

目前，在地鐵設(shè)備運營維護中，傳統(tǒng)習(xí)慣于按電力、信號、通信、環(huán)控、AFC等專業(yè)進行分工［5］，秉承了地鐵建設(shè)時的高度關(guān)注個性的理念。其實，眾多電子設(shè)備有很多的共性，尋找地鐵設(shè)備作為電子產(chǎn)品的共性，開展電子設(shè)備的自主深度維修、備件替代研究，在解決備件供應(yīng)不足和備件成本居高不下問題方面，也不失為一個好的辦法。

2 開展自主深度維修的可行性

地鐵設(shè)備故障件深度維修通常是由設(shè)備供應(yīng)商提供售后服務(wù)，但是，當(dāng)產(chǎn)品進入市場衰退期時，大型供貨商的售后服務(wù)將出現(xiàn)遲滯、漲價的現(xiàn)象，小型供應(yīng)商依然存在的為數(shù)不多。作為地鐵設(shè)備的運營維護單位，從電子的角度出發(fā)，在設(shè)備的整個生命周期內(nèi)投入自主技術(shù)資源，深入分析電子設(shè)備的制作工藝、電子元件質(zhì)量、電源參數(shù)、輸入輸出參數(shù)、接插件規(guī)格型號、接口協(xié)議等，逐步實現(xiàn)設(shè)備故障件自主深度維修、備件替代，這是一個意義深遠的思路。這樣的思路是否可行，有待從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境、組織、風(fēng)險幾個方面逐一進行可行性論證。

2.1 技術(shù)可行性分析

業(yè)主單位開展設(shè)備深度維修，一般屬于無圖芯片級維修［6］，是指非設(shè)備生產(chǎn)廠商對電路板的維修，由于沒有詳細電路原理圖，維修工作就多了一步通過電子元件的互連關(guān)系推測電路工作原理及功能，歸納各類元器件的正常工作狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上再綜合故障信息確診電路板的故障后，制定解決方案。電路板維修與醫(yī)生給病人看病類似，望、聞、問、切，收集必要的信息，通過必要的工具、儀表診斷“病情”，根據(jù)“疾病”的產(chǎn)生、發(fā)展和消亡原理及“病人”自身的體質(zhì)特點，制訂合適的“治療”方案，臨床跟蹤“治療”效果［7］。

故障件自主深度維修需要故障診斷定位、故障元件替換、維修測試幾個步驟。故障診斷定位通常從功能缺失、多發(fā)易損部件處入手。另外可以利用多個電路板進行比較判斷，常用工具儀表為萬用表，中級規(guī)模的可以配備在線測試儀［8］，大規(guī)模的可以配備電路板返原理圖儀器。

故障元件替換是在故障定位后，采購替換用元器件，并實施元件替換的過程。這個過程存在生僻件識別、采購，以及元件拆焊和重新焊接的問題。元件識別可以通過專用儀表進行參數(shù)測定推斷，采購可以采用海外代理商代購的方法，拆焊和重新焊接是一項技能，通過借助專業(yè)工具并多多練習(xí)便可掌握。

維修測試，有條件的可以在實驗設(shè)備上進行測試，沒有實驗設(shè)備的只能模擬輸入輸出進行初步測試，排除安全隱患后在停運后的設(shè)備上進行測試。這個步驟仍然是考驗對于電路板的理解。

綜合分析設(shè)備自主深度維修的3個步驟，關(guān)鍵的、有技術(shù)含量的步驟是讀懂電路板和返出電路原理圖［9］。這個步驟的依據(jù)和參考是市面上的各種類型的典型電路圖。市面上的典型電路圖雖然很多，但是同樣有跡可循，正確引導(dǎo)，必然會涌現(xiàn)出幾個電子基礎(chǔ)扎實、善于進行多種典型電路分析的精英。電路故障維修，是對電路圖的定性分析，相對簡單;備件替代需要對電路圖定量分析，難度較低和適中的可以自主實現(xiàn)，難度較高的可以整合廣泛的社會資源。因此，企業(yè)自行開展電子設(shè)備的深度維修和備件替代在技術(shù)上是可行的。

2.2 經(jīng)濟可行性分析

電路板出現(xiàn)故障后，通常有5種周轉(zhuǎn)的方法，即采購新備件、返廠修、自主維修、社會維修和替代備件。將這5種周轉(zhuǎn)方法進行經(jīng)濟方面的對比后不難發(fā)現(xiàn)，自主深度維修和備件替代蘊含著巨大的經(jīng)濟價值空間。

2.2.1 自主深度維修與返廠修、采購新設(shè)備、替代備件的對比

選5塊故障率較高的電路板為樣本，收集匯總這些電路板從原始合同采購開始到現(xiàn)在8年多老化過程中發(fā)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，得到如表1所示的成本對比。

表1 自主修與返廠修、采購新設(shè)備、替代備件成本對比 元

通過表1可以看出，處于市場衰退期的設(shè)備，停產(chǎn)、漲價是一個普遍的市場現(xiàn)象，而自主深度維修可以在解決故障件問題的同時，節(jié)約大量采購或維修的資金。在運營具有規(guī)模后，價值空間是相當(dāng)可觀的，經(jīng)過培育，發(fā)展成熟后甚至都可以為社會提供類似的技術(shù)服務(wù)。

2.2.2 自主深度維修與社會化深度維修的對比

按電路板面積計算，維修價格=電路板面積(cm2)×(基礎(chǔ)價+加收百分比)?；A(chǔ)價為3.0元/cm2，面積計算不足300元的按300元收取維修費用，貼片板、多層板、CPU板、進口板、高密度大功率器件、加急維修加收30%，雙面板加收80%。

以表1中第5塊接口驅(qū)動板為例，電路板約為普通A4紙張一半的大小(21×29.7/2)，基礎(chǔ)維修價格=21×29.7/2×3=935.55元，進口貼片板維修價格 =21×29.7/2×(3+30%+30%)=1 122.66元。而實際上自主維修的成本只有20元。

綜合自主深度維修、備件替代與供貨商售后服務(wù)以及社會化深度維修的對比情況，自主方式的深度維修和備件替代，可以節(jié)約大量的備件采購成本以及維修費用，有著巨大的優(yōu)勢，在經(jīng)濟方面可行。

2.3 環(huán)境分析

自主設(shè)備深度維修的環(huán)境包括社會文化環(huán)境和社會資源環(huán)境。地鐵是準公共產(chǎn)品，具有公益性，由于前期投資巨大，運營維護成本高，容易造成票款和經(jīng)營收入不能應(yīng)付維護費用支出的現(xiàn)象。因此，廣泛開源節(jié)流成為地鐵所處社會文化環(huán)境的需求。

近年來，隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會維修資源如雨后春筍般在各個城市興起，其中北京、廣州、深圳等地的社會維修和電子元件資源尤為豐富，對于簡單、適中和復(fù)雜的電路板都有適宜的解決方案，這些社會資源為地鐵開展自主深度維修提供了良好的社會資源環(huán)境，無論是引進技術(shù)、引進測試儀表、引進人員，還是高難度電路板深度維修、備件替代合作，都是不錯的選擇。

2.4 風(fēng)險分析

自主深度維修的風(fēng)險主要來自兩個方面，一個是人員的風(fēng)險，一個是設(shè)備的風(fēng)險。人員的風(fēng)險來自于維修過程中，有觸電、燙傷以及化學(xué)品中毒的風(fēng)險。觸電風(fēng)險可以通過取電工證和日常頻繁安全教育規(guī)避，燙傷可以通過同事之間的互相提示、配備勞動防護工具規(guī)避，化學(xué)品中毒可以通過設(shè)置排風(fēng)扇和選用低毒、無毒的化學(xué)品規(guī)避。設(shè)備的風(fēng)險來自于維修人員對設(shè)備造成的不可修復(fù)性的損傷，這個可以通過提高維修人員技能和實施嚴格的流程管控進行規(guī)避。綜合分析，人員和設(shè)備的風(fēng)險均是可控的。

2.5 組織分析

自主深度維修需要投入人力資源和設(shè)備設(shè)施，并實施有效的管理和激勵。人力資源方面需要幾個懂地鐵運營又有電子設(shè)備維修知識和技能的核心人物［10］，并配備一定數(shù)量的輔助維修力量。在設(shè)備設(shè)施方面，需要維修用房，并具備通風(fēng)條件、工業(yè)動力配電和必要的儀器儀表。如果有條件，還可以配置實驗設(shè)備，這將大大提高維修效率，降低維修風(fēng)險。

對于一項帶有研發(fā)性質(zhì)和安全風(fēng)險的工作，有效的管理和激勵措施成為自主深度維修的可持續(xù)發(fā)展保障。競爭氛圍、公平的績效考核和優(yōu)厚的獎勵必不可少，當(dāng)然嚴格、規(guī)范的操作管理流程和核心技術(shù)的留存體系更是重中之重。

3 自主深度維修的內(nèi)容及意義

地鐵的設(shè)備通?？梢园凑辗?wù)、成本、安全敏感度分級［11］，自主深度維修范圍除對安全高度敏感的設(shè)備外，其他均可以覆蓋，如表2所示。

自主深度維修力量是主力，但是社會力量和供貨商將成為必要的補充，形成一個綜合全面的維修模式。在電子設(shè)備里與行車安全密切相關(guān)的、安全高敏感的設(shè)備可以優(yōu)選供貨商進行售后服務(wù)，而少部分高難度的電路可以在對社會維修力量和供貨商售后服務(wù)比較后進行選擇，如表3所示。

表2 自主深度維修范圍

表3 電子設(shè)備維修模式

縱觀地鐵維護技術(shù)的發(fā)展，廠商對技術(shù)人員的培訓(xùn)以設(shè)備操作、配置為主，設(shè)備維護長期停留在更換備件的層次，多年來技術(shù)提升進展緩慢，維護維修比較被動，設(shè)備駕馭能力提升緩慢，需要關(guān)鍵事件作為突破口。在今后的設(shè)備改造、缺陷分析、疑難故障診斷、關(guān)鍵安全控制點把控等方面，都需要高水平的技術(shù)人員。

地鐵設(shè)備芯片級自主維修是提升運營維護水平的必經(jīng)之路。技術(shù)是第一生產(chǎn)力，維修成本高低，標志著地鐵設(shè)備維修水平的高低。電子設(shè)備故障可診斷性和較強的規(guī)律性，為芯片級維修提供了可行性。而加大力度開展電子設(shè)備的自主深度維修可以降低庫存儲備、消化核心技術(shù)，實施人員培養(yǎng)和儲備，提升維修保養(yǎng)模式，延長設(shè)備生命周期，推進狀態(tài)修、節(jié)約經(jīng)濟成本，打破專業(yè)壁壘，降低分工過于專業(yè)化、技術(shù)容易流失的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

通過分析，地鐵電子設(shè)備自主深度維修，技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上存在優(yōu)勢，環(huán)境上是社會客觀需要并有社會資源支持的，風(fēng)險是可控的，組織管理上是有重點的。總體來說，地鐵加大力度開展電子設(shè)備自主深度維修，是一個有理、有利、有力的決策。無論是基于解決近期面臨的故障件維修問題的考慮，還是基于遠期的停產(chǎn)備件替代戰(zhàn)略考慮，這都是一項意義深遠的工作。

［1］譚冠軍.電子設(shè)備壽命試驗數(shù)據(jù)的灰色預(yù)測方法［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2001，23(9)：102 －104.

［2］池潔.設(shè)備在不同運行狀態(tài)下的最佳保修期分析［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，27(5)：831－834.

［3］郭曉蒙.萇華強.靳紅.地鐵設(shè)備自動化現(xiàn)狀及展望［J］.都市快軌交通，2005，18(5)：14 －17.

［4］何江海.廣州地鐵供電設(shè)備逐步實現(xiàn)狀態(tài)修的思路［J］.城市軌道交通研究，2004，7(5)：19 －22.

［5］譚乘明.城市軌道交通運營設(shè)備綜合管理［J］.都市快軌交通，2010，23(4)：8 －12.

［6］博爾通.無圖紙維修電路板的必要條件［J］.制作技術(shù)及機床，2002(10)：45－46.

［7］王緯.感悟設(shè)計：電子設(shè)計的經(jīng)驗和哲理［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009：44－92.

［8］葉啟鐘.在線測試儀在電路板維修中的應(yīng)用［J］.儀表技術(shù)，2005(3)：71－72.

［9］博爾通.無圖紙維修電路板的基本過程和手段［J］.制造技術(shù)及機床，2002(11)：55－56。

［10］陳梓城.電子設(shè)備維修技術(shù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004：103 －180.

［11］王路萍.張標.天津地鐵機電設(shè)備系統(tǒng)維修策略［J］.鐵路工程造價管理，2010(5)：8－13.

Feasibility Analysis of Metro Electronic Equipment’s Independent Depth Repair

Guo Junxia
(Tianjin Metro O ＆ M Co.，Ltd.，Tianjin 300222)

The electronic equipment is widely used in metro.Equipment＇s aging leads to significantly higher failure probability.Equipment spare parts supply is easily affected by electronic equipment upgrade，stopping production or even closure of suppliers’factory because of the fast electronic product upgrading process.To solve these problems，the feasibility of independent maintenance of electronic equipment and spare parts replacement work was discussed and demonstrated from the technical realization way，economic cost advantages，environmental factors，organizational resource allocation，risk and other aspects.Independent depth repair is a reliable way to speed up the equipment fault parts turnover.It is necessary for enterprises to increase investment in independent depth repair work resources.The author finally puts forward the new mode of depth repair made up of independent repair power as the backbone and supplier and social forces as the supplement.

metro;electronic equipment;depth repair;independent;feasibility

U231+.8

A

1672－6073(2014)02－0057－04

10.3969/j.issn.1672 －6073.2014.02.014

2013－08－06

2014－01－26

郭君霞，女，工程師，從事地鐵設(shè)備的維護和維修，guo 20001875@126.com

(

曹雪明)