（中車長春軌道客車股份有限公司研發(fā)綜合管理部，130062，長春∥高級工程師）

技術(shù)狀態(tài)管理在軌道交通車輛全生命周期中的應(yīng)用

孫維有

（中車長春軌道客車股份有限公司研發(fā)綜合管理部，130062，長春∥高級工程師）

針對軌道交通車輛技術(shù)狀態(tài)管理的功能、過程、應(yīng)用情況及存在的問題，從所涉及的內(nèi)容和方法上進行了分析研究，并結(jié)合實際情況提出了技術(shù)狀態(tài)管理在軌道交通車輛全生命周期中的應(yīng)用方案。研究結(jié)果可為軌道交通車輛全生命周期技術(shù)狀態(tài)管理的推廣實施提供參考。

軌道交通車輛；全生命周期；技術(shù)狀態(tài)管理

Author′saddressCRRC Changchun Railway Vehicles Co．，Ltd．，130062，Changchun，China

軌道交通車輛，尤其是高速動車組，由于高度的技術(shù)集成，使得其構(gòu)造極其復(fù)雜。因此，從設(shè)計、制造到運營和維修保養(yǎng)的整個生命周期，其技術(shù)狀態(tài)及信息都需要能夠得到有效地控制、記錄及追溯，這對于保證車輛具有20～30年的安全運營期是至關(guān)重要的。

傳統(tǒng)的管理方法已經(jīng)不能滿足高復(fù)雜性、長壽命產(chǎn)品的管理需要，引入技術(shù)狀態(tài)管理方法已經(jīng)成為必然選擇，特別是國際鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（IRIS）已將技術(shù)狀態(tài)管理（配置管理）納為強制執(zhí)行條款，作為國際鐵路行業(yè)準(zhǔn)入資質(zhì)的認證。

1 技術(shù)狀態(tài)管理

1．1 技術(shù)狀態(tài)管理功能

技術(shù)狀態(tài)管理也稱配置管理，是根據(jù)產(chǎn)品的要求、設(shè)計與使用信息來建立和維護產(chǎn)品的性能、功能及物理屬性的連貫性管理過程，并貫穿整個產(chǎn)品的生命周期。技術(shù)狀態(tài)管理功能可以簡單概括為識別想要達到的技術(shù)狀態(tài)，并去控制達到它。具體可以歸結(jié)為以下4點：①明確要求是什么；②達到要求的方法是什么；③當(dāng)前的狀態(tài)是什么；④要求達到?jīng)]有。技術(shù)狀態(tài)管理功能可以用圖1表述。

圖1 技術(shù)狀態(tài)管理的功能

1．2 技術(shù)狀態(tài)管理過程

技術(shù)狀態(tài)管理主要遵循以下過程。

（1）技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識：識別出哪些項點要納入技術(shù)狀態(tài)管理，即解決“要求是什么”。

（2）技術(shù)狀態(tài)控制：對于識別出的技術(shù)狀態(tài)項點進行控制，保證其符合要求，即解決“達到要求的方法是什么”。

（3）技術(shù)狀態(tài)記實：對各技術(shù)狀態(tài)項點進行狀態(tài)記錄和報告，確保每個相關(guān)的人都能及時獲得準(zhǔn)確的狀態(tài)信息，即解決“當(dāng)前的狀態(tài)是什么”。

（4）技術(shù)狀態(tài)審核：對技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識、技術(shù)狀態(tài)控制、技術(shù)狀態(tài)記實等過程進行監(jiān)督檢查，以確保重要項點都識別了、得到有效控制了、進行詳細記錄和報告了，即確保要求到位了、控制到位了、記錄到位了，解決“要求達到?jīng)]有”。

技術(shù)狀態(tài)管理過程如圖2所示。

圖2 技術(shù)狀態(tài)管理的過程

2 國內(nèi)軌道交通車輛技術(shù)狀態(tài)管理應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題

國內(nèi)軌道交通車輛制造企業(yè)為了走入國際市場，近年來開始引入技術(shù)狀態(tài)管理，并進行IRIS認證。但由于起步較晚，技術(shù)狀態(tài)管理的應(yīng)用也比較膚淺、局限，還不夠系統(tǒng)，主要存在以下問題：

（1）技術(shù)狀態(tài)管理體系不健全。技術(shù)狀態(tài)管理工作雖或多或少都在開展，但未能按照標(biāo)準(zhǔn)要求建立一個完整的體系并系統(tǒng)地實施。

（2）車輛及其零部件的各種技術(shù)狀態(tài)信息（如圖紙、技術(shù)文件、軟件信息，版本、變更信息，車輛、物料信息，運營信息，檢修信息等）之間比較分散，存儲在各自的管理系統(tǒng)中，沒有進行有效整合，缺乏互聯(lián)共享，導(dǎo)致信息檢索困難，不能為車輛運維檢修提供有效支撐。

（3）車輛技術(shù)狀態(tài)信息在車輛全生命周期各階段（如設(shè)計制造、運營維護、檢修等階段）相對獨立，車輛制造企業(yè)與用戶及供應(yīng)商之間的信息傳遞不及時，沒有形成信息共享，導(dǎo)致各相關(guān)方信息不全面或不準(zhǔn)確，更新不及時，這對車輛運營安全造成不利影響。

3 技術(shù)狀態(tài)管理應(yīng)用

3．1 技術(shù)狀態(tài)管理體系的建立

根據(jù)技術(shù)狀態(tài)管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合軌道交通車輛的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和全生命周期過程，建立符合技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識、控制、記實、審核等要求的，并涵蓋車輛設(shè)計、制造、運營、檢修等全過程的管理體系，主要內(nèi)容包括：圖紙和技術(shù)文件的版本變更管理、零部件的批次與序列號管理、車輛軟件的版本管理、零部件的技術(shù)匹配管理等。各項管理過程應(yīng)遵循計劃—實施—檢查—處理（PDCA）原則進行閉環(huán)管理。

3．1．1 技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識

首先要確定車輛的產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)，按照車輛物料清單（BOM）展開，逐層搭建產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)樹（各節(jié)點即技術(shù)狀態(tài)項點），原則上要分解到最小可更換單元。產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)可以按車輛分部位搭建。對于采購零部件，可以單獨搭建產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)樹，也可以納入上級產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)樹。

根據(jù)軌道交通車輛的特點，應(yīng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中標(biāo)識以下信息，以便對其進行技術(shù)狀態(tài)控制和記實：①是否需要進行批次管理；②是否需要進行序列號管理；③是否涉及車輛軟件；④是否涉及技術(shù)匹配。

通過以上標(biāo)識，可以從產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)樹中導(dǎo)出以下清單，進行專項技術(shù)狀態(tài)管理：①批次管理零部件清單；②序列號管理零部件清單；③車輛軟件清單；④技術(shù)匹配零部件清單。

3．1．2 技術(shù)狀態(tài)控制與記實

3．1．2．1 圖紙與技術(shù)文件版本管理

按照車輛產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)樹，將各技術(shù)狀態(tài)項點的圖紙、技術(shù)文件相關(guān)聯(lián)，建立產(chǎn)品配置基線。初始產(chǎn)品配置基線的版本可以定義為“0”，初始圖紙與技術(shù)文件的版本可以定義為“A”。

按照所使用系統(tǒng)的不同，圖紙與技術(shù)文件的版本管理可以有分階段升級和即改即升級兩種方式。

對于分階段升級方式，應(yīng)根據(jù)車輛制造的批量、變更情況及生產(chǎn)周期，定義階段升級節(jié)點計劃，原則上“試制結(jié)束”和“車輛全部交付”節(jié)點應(yīng)進行階段升級。在實際生產(chǎn)過程中，如果批量比較大，可以分小批量進行階段升級。另外，也可以在工程變更達到一定數(shù)量時進行階段升級。每次階段升級，需要升級產(chǎn)品的配置基線。由于是分階段升級，所以在下一次階段升級前，生產(chǎn)現(xiàn)場要及時對圖紙和技術(shù)文件按照工程變更進行簽字更改。為了便于階段升級，應(yīng)在產(chǎn)品配置基線中實時記錄每次變更日期、變更號、變更項、物料號、變更版本、執(zhí)行車輛，以防止下次階段升級時有所遺漏。

對于即改即升級方式，應(yīng)注意更改和升級之間的時間差不能太長，否則容易影響現(xiàn)場生產(chǎn)。另外，由于變更升級的數(shù)量越來越多，哪些車輛執(zhí)行哪些版本的圖紙和技術(shù)文件，以及執(zhí)行哪些變更就很難隨時說清楚，所以必須進行及時記錄。一種方法是采用手工匯總，即按照產(chǎn)品配置基線，在每個技術(shù)狀態(tài)項點對應(yīng)的圖紙和技術(shù)文件后，詳細記錄每次變更的日期、變更號、變更版本號、執(zhí)行車輛；另一種方法是通過系統(tǒng)自動記錄，即產(chǎn)品配置基線與變更系統(tǒng)自動關(guān)聯(lián)，每次變更時詳細記錄變更日期、變更號、變更項、物料號、變更版本、執(zhí)行車輛，變更發(fā)布后由系統(tǒng)自動更新到產(chǎn)品配置基線中，實現(xiàn)實時互動。

通過實時的變更記錄，可以隨時掌握所有車輛和所有物料的文件何時做了哪些變更，目前執(zhí)行哪個版本，以防止執(zhí)行錯誤。

3．1．2．2 工程變更管理

（1）問題的提出與原因分析：在發(fā)布變更之前，首先要詳細記錄問題現(xiàn)象，并進行原因分析，將其與之后的變更進行關(guān)聯(lián)，其目的一是為了給變更方案提供有效數(shù)據(jù)，二是為了進行知識積累，提升設(shè)計水平。

（2）影響對象評估：列出所有的影響對象，并逐一進行評估，確保有針對性地制定變更方案，并保證變更方案的全面性。

（3）變更方案驗證：為保證變更方案的有效性和可執(zhí)行性，必須進行有效性與可行性驗證。

（4）執(zhí)行范圍與執(zhí)行單位確定：要準(zhǔn)確確定變更執(zhí)行車輛范圍與執(zhí)行單位，并完成傳達與簽收。

（5）變更的閉環(huán)管理：變更的閉環(huán)管理對于保證車輛的技術(shù)狀態(tài)尤為重要。為實現(xiàn)變更閉環(huán)管理，要保證所有應(yīng)執(zhí)行范圍與應(yīng)執(zhí)行單位都嚴(yán)格執(zhí)行變更，在整個變更完成后才能實施變更關(guān)閉。

一種方法是通過手動表格匯總的方式關(guān)閉。將執(zhí)行范圍與執(zhí)行單位做成二維表，對每個交叉點單元格進行關(guān)閉，所有交叉點單元格關(guān)閉后整個變更即關(guān)閉。另一種方法是通過變更系統(tǒng)實現(xiàn)。在系統(tǒng)中定義執(zhí)行范圍與執(zhí)行單位，每次執(zhí)行完畢后即時在系統(tǒng)中進行關(guān)閉，全部執(zhí)行完后由系統(tǒng)自動關(guān)閉，同時在系統(tǒng)中開發(fā)自動統(tǒng)計匯總程序，用于實時跟蹤匯總。更好的方法是通過變更系統(tǒng)自動生成變更條形碼或二維碼，生產(chǎn)現(xiàn)場每次執(zhí)行完后直接掃碼進行關(guān)閉。

3．1．2．3 批次管理與序列號管理

批次管理是為了實現(xiàn)同一批次零部件的追溯性管理，序列號管理是為了實現(xiàn)單一零部件的精準(zhǔn)追溯性管理。零部件的批次管理與序列號管理需要在設(shè)計、制造、質(zhì)檢、發(fā)運、裝配、運營、維修等各個環(huán)節(jié)的所有記錄中進行序列號記錄，以保證實現(xiàn)可追溯性。批次管理與序列號管理的過程為：零部件范圍確定，批次號及序列號編碼規(guī)則定義，批次號及序列號標(biāo)識，批次號及序列號裝配記錄。

對于批次號與序列號的標(biāo)識，可以根據(jù)零部件的結(jié)構(gòu)和特性采取以下幾種標(biāo)識方法：鑄字、鋼印刻打、激光刻打、條形碼、二維碼、電子標(biāo)簽等。任何一種標(biāo)識方法，均要保證序列號標(biāo)識的永久性和可識別性。為了便于識別與記錄，可以使用條形碼、二維碼、電子標(biāo)簽等方式，通過掃描設(shè)備讀取和記錄。

為了便于批次號與序列號追溯，可將批次號與序列號納入系統(tǒng)管理，即零部件的清單發(fā)布、安裝記錄、更換記錄都同步記錄在系統(tǒng)中。

3．1．2．4 車輛軟件版本管理

車輛軟件版本管理過程為：確定車輛軟件清單及版本，車輛軟件安裝及記錄，車輛軟件變更升級記錄。

為了便于車輛軟件版本管理，應(yīng)定義整車級的車輛軟件版本，起始版本可以稱為軟件基準(zhǔn)。版本號應(yīng)在車輛的軟件操作界面中進行標(biāo)識，每次升級任何一個系統(tǒng)或子系統(tǒng)軟件時，車輛軟件版本號都應(yīng)同步升級，這樣才能保證整個車輛軟件的同步性。

為了便于跟蹤車輛軟件的版本狀態(tài)，可將車輛軟件版本納入系統(tǒng)管理，從車輛軟件版本清單發(fā)布，到軟件安裝和軟件升級都同步在系統(tǒng)中記錄，對于未及時記錄的由系統(tǒng)即時報警提醒。

3．1．2．5 技術(shù)匹配管理

技術(shù)匹配管理主要是對有技術(shù)匹配要求的零部件進行識別與裝配控制，以保證零部件性能與物理特性達到要求。通過零部件技術(shù)匹配清單，確定需要技術(shù)匹配的零部件，同時明確技術(shù)匹配事項，并在零部件裝配時進行檢驗。同時，在車輛裝配記錄中進行記錄，并納入隨車履歷，以便后續(xù)車輛運營維護時可按照技術(shù)匹配要求進行檢修和更換。為了保證嚴(yán)格按照技術(shù)匹配要求進行零部件裝配和更換，可將技術(shù)匹配清單及裝配和更換記錄納入系統(tǒng)管理，由系統(tǒng)自動校驗。

3．1．3 技術(shù)狀態(tài)審核

技術(shù)狀態(tài)審核分為功能性審核和物理性審核。功能性審核一般與評審和功能性試驗同步進行，物理性審核一般與實物檢查和實物試驗同步進行。

3．2 技術(shù)狀態(tài)信息網(wǎng)

在建立全生命周期技術(shù)狀態(tài)管理體系時，要建立以物料為中心的多維技術(shù)狀態(tài)信息網(wǎng)，以實現(xiàn)車輛全生命周期各階段、各技術(shù)狀態(tài)信息之間的相互關(guān)聯(lián)檢索，如圖3所示。

圖3 全生命周期技術(shù)狀態(tài)信息網(wǎng)

例如：在設(shè)計制造階段，建立物料與車輛（輛、編組、列）及其圖紙、文件、軟件的版本和變更對應(yīng)關(guān)系；在運營階段，建立車輛與運營里程及運營時間的對應(yīng)關(guān)系；在檢修階段，建立車輛與檢修級別和檢修承包商的對應(yīng)關(guān)系。通過各階段、各技術(shù)狀態(tài)信息之間的相互關(guān)聯(lián)，形成多維技術(shù)狀態(tài)信息網(wǎng)，實現(xiàn)各技術(shù)狀態(tài)信息之間的相互追溯。

3．3 技術(shù)狀態(tài)信息管理平臺

在車輛制造企業(yè)內(nèi)部，對各技術(shù)狀態(tài)信息管理系統(tǒng)進行整合或接口互聯(lián)，實現(xiàn)信息的實時互聯(lián)共享。在車輛制造企業(yè)與用戶及供應(yīng)商之間，也要實現(xiàn)各技術(shù)狀態(tài)信息管理系統(tǒng)的接口互聯(lián)，從而實現(xiàn)信息的實時互聯(lián)共享。

4 結(jié)語

通過建立軌道交通車輛全生命周期技術(shù)狀態(tài)管理體系，定義車輛全生命周期各階段技術(shù)狀態(tài)信息及其關(guān)聯(lián)性，并通過技術(shù)狀態(tài)信息管理平臺互聯(lián)互通，可以有效實現(xiàn)車輛全生命周期技術(shù)狀態(tài)信息的追溯與管理。

［1］ 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）．質(zhì)量管理體系：技術(shù)狀態(tài)管理指南：ISO 10007—2003［S］．

［2］ 中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會．質(zhì)量管理體系：技術(shù)狀態(tài)管理指南：GB／T 19017—2008［S］．

［3］ 中國人民解放軍裝備部．技術(shù)狀態(tài)管理：GJB 3206A—2010［S］．

［4］ 歐洲鐵路行業(yè)協(xié)會（UNIFE）．國際鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：IRISV02—2009［S］．

Application of Technical Condition Management on All Life Circle of Rail Transit Vehicle

SUN Weiyou

The functions，process，application，existing problems，related contents and methods of the technical condition management of rail transit vehicle are analyzed．At the same time，combined with practical conditions，the application of this management to all life circle of rail transit vehicle is proposed．This research provides a reference for the effective implementation of rail transit vehicle life circle configuration management．

rail transit vehicle；all life circle；technical condition management

U270．1

10．16037／j．1007－869x．2017．02．030

2016－09－20）