◆磁浮公司“神機(jī)”QC小組 / 文

一、課題選擇

磁浮上海示范運(yùn)營線（以下簡(jiǎn)稱磁浮線）是世界上唯一的磁浮商業(yè)運(yùn)行線，由于無法進(jìn)行橫向行業(yè)水平的比較，而且截至2017年，磁浮線已安全運(yùn)營了15年，因此從某種意義上說，磁浮線就是行業(yè)的標(biāo)桿。磁浮線道岔變頻器是磁浮道岔的核心部件，道岔變頻器故障不僅使道岔丟失冗余系統(tǒng)，更極大程度影響磁浮線的正常運(yùn)行。磁浮公司“神機(jī)”QC小組成員對(duì)2011年至2016年道岔變頻器故障進(jìn)行系統(tǒng)分析和整理，如圖1所示，磁浮線道岔變頻器故障呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，并且環(huán)比增長(zhǎng)率也逐年上升。

因此，QC小組把降低磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率列入2017年QC課題。

二、目標(biāo)設(shè)定及可行性分析

QC小組成員對(duì)來自各個(gè)磁浮子系統(tǒng)的故障特征進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，并采用權(quán)重分析法，評(píng)價(jià)各類故障發(fā)生的頻率以及對(duì)磁浮運(yùn)行的影響程度，制成表格，繪制散布圖，得到相關(guān)結(jié)論：道岔變頻器故障位于散布圖的第一象限，故障發(fā)生頻率和對(duì)運(yùn)行影響程度數(shù)值都較大，整體故障重要度處在高位水平。

圖1 2011～2016年道岔變頻器數(shù)量故障調(diào)查圖

小組成員對(duì)道岔變頻器進(jìn)行深入了解、參數(shù)確認(rèn)，總結(jié)其設(shè)備功能，并對(duì)2016年7月至2016年12月磁浮線道岔變頻器故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其發(fā)生率最高為17.9%，最低為9.1%。QC小組經(jīng)過縝密、認(rèn)真討論，認(rèn)為通過努力，可以完成降低道岔變頻器故障發(fā)生率的任務(wù)，小組把磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率降低到最低故障率以下，即9%作為小組活動(dòng)目標(biāo)。

三、原因分析

小組通過頭腦風(fēng)暴法對(duì)造成變頻器故障的原因展開分析，并篩選出六個(gè)末端因素，繪制了道岔變頻器故障末端因素系統(tǒng)圖，如圖2所示。

四、要因確認(rèn)

根據(jù)原因型系統(tǒng)圖，小組成員進(jìn)行了反復(fù)討論，對(duì)每一個(gè)末端因素原因逐一進(jìn)行了分析并制作了要因確認(rèn)表，并根據(jù)數(shù)據(jù)確認(rèn)的方式，確認(rèn)了兩大要因，分別是道岔軸磨損和酸雨侵蝕（見表1）。

五、對(duì)策制定及實(shí)施

針對(duì)酸雨侵蝕這一要因，小組成員對(duì)道岔機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行再次分析和比對(duì)，認(rèn)為需要改進(jìn)道岔驅(qū)動(dòng)軸的密封方式，盡量隔絕酸雨滲入道岔軸系內(nèi)部。為此，小組提出了兩種解決方案。

一是加強(qiáng)對(duì)原有的骨架式密封圈的檢查，發(fā)現(xiàn)疲勞失效后立即更換。

圖2 道岔變頻器故障末端因素系統(tǒng)圖

表1 要因確認(rèn)表

圖3 新型防水端蓋安裝位置示意圖

二是設(shè)計(jì)一種新型的防水端蓋，在原法蘭盤外側(cè)安裝一個(gè)新的端蓋，端蓋內(nèi)圓槽、原法蘭盤外表面和驅(qū)動(dòng)軸表面形成圓形封閉槽環(huán)。通過注油孔上的加油嘴將該原型封閉環(huán)槽內(nèi)注滿油脂，相當(dāng)于形成了一個(gè)軟體油密封，在原法蘭外又增加了一道隔離措施，見圖3。平時(shí)維護(hù)時(shí)只需檢查油脂是否充足即可。發(fā)現(xiàn)油脂不足或缺少時(shí)，只需要及時(shí)通過加油嘴補(bǔ)充油脂，使其始終保持正常封堵狀態(tài)，從而徹底解決道岔軸系進(jìn)水的問題，防止軸系受到酸雨侵蝕的影響。

針對(duì)道岔軸磨損這一要因，小組成員對(duì)道岔機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到道岔橫移驅(qū)動(dòng)部分機(jī)械部件老化是導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電流過大的原因。其中，道岔軸磨損是主要機(jī)械磨損部分。通過對(duì)磨損的軸系進(jìn)行檢查修復(fù)，降低了道岔軸的磨損，減小了驅(qū)動(dòng)電流，從而減少變頻器過載故障。由此得出優(yōu)化方案評(píng)分表，如表2所示。

六、效果檢查

1.目標(biāo)完成情況

通過上述措施的實(shí)施成功，QC小組對(duì)2017年1月至6月實(shí)施期、7月至12月鞏固期的上海磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率再次進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。由表3可以看出，7至12月份鞏固期磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率有明顯下降，實(shí)施后平均道岔變頻器故障發(fā)生率=（7.7+4.8+4.3+0+0+0）/6=2.8%＜9%（目標(biāo)值），達(dá)到活動(dòng)預(yù)期目標(biāo)。

2.經(jīng)濟(jì)效益

1）降低磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率，保障了磁浮線安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2）大幅節(jié)省了道岔軸系制造加工費(fèi)用。據(jù)測(cè)算，一副道岔軸系制造加工費(fèi)用約42.1萬元（如表4所示）。磁浮線共有八副道岔，因此節(jié)省一次性換軸費(fèi)用約336.8萬元。

表2 優(yōu)化方案評(píng)分表

表3 2017年1月至6月實(shí)施期、7月至12月鞏固期故障率統(tǒng)計(jì)表

考慮磁浮線長(zhǎng)期運(yùn)營的背景下，節(jié)省相應(yīng)制造加工費(fèi)用和人工成本將更高。

3）目前該防水端蓋設(shè)計(jì)正在申報(bào)國家發(fā)明專利。

3.鞏固措施

本次QC小組活動(dòng)，通過道岔軸系修復(fù)，以及安裝防水端蓋的方式降低了道岔變頻器故障率。為了鞏固本次降低道岔變頻器故障成果，針對(duì)道岔變頻器故障的特點(diǎn)，總結(jié)維護(hù)排故經(jīng)驗(yàn)，我們修訂了公司級(jí)的《高速磁浮交通上海示范運(yùn)營線道岔（電氣）維護(hù)規(guī)程》（公司文件號(hào)：SMTDCRE-L-04-02-051020A）。

表4 單一道岔軸系制造加工費(fèi)用表