謝炯 陶濤 董青 呂亮 李鵑偉

（上海地鐵維護保障有限公司車輛分公司 上海 200444）

1 前言

通常地鐵列車檢查的修程主要由日檢、均衡修、架（大）修3部分組成。日檢即每日夜間對列車進行檢查。檢修人員對回庫后的列車進行巡檢，巡檢主要涉及對列車各系統(tǒng)的外觀檢查和功能性檢查等內容。均衡修即每月對列車進行維護保養(yǎng)。檢修人員對列車進行巡檢及維護，巡檢的層次及深度均高于日檢工作，同時對周期性部件進行更換和維護。架（大）修即每5年或10年對列車的重要部件進行部件修及部件更換的修程，相關工作一般由第三方供應商完成。

上海市軌道交通地鐵線路多達十余條，車型品種也相對較多。針對不同線路、車型的情況，維護人員的抽檢工作也應該采取不同的抽查率。在均修過程中，質量人員應當針對檢修維護人員工作后的工作情況，根據(jù)抽檢的比率建立量化模型。本文研究的模型主要根據(jù)部件可靠性及部件失效后的運營影響程度，客觀地對質檢抽查工作的抽檢率進行量化，從而在地鐵維護保障過程中更科學地做好精檢細修工作。

2 抽檢率模型的方案制定

2.1 抽檢率模型的設計理念

抽檢率變化程度與檢查部件的失效影響度及部件可靠性有關。若部件可靠性較差，失效影響嚴重，抽檢比率需要上升至全檢；若可靠性較好的，失效影響輕微，則抽檢比率下降。根據(jù)該規(guī)律，模型對抽檢率的變化要求達到如下要求：

（1）最高級別：可靠性差、失效影響度高。

（2）中間級別：可靠性高、失效影響度低；可靠性差、失效影響度高。

（3）最低級別：可靠性高、失效影響度低。

2.2 可靠性的計算方法

可靠性是指一個單元在給定的運營時間段內和給定的條件下能夠達到所有要求功能的能力。系統(tǒng)可靠性定義為平均無故障時間（MTBF）或平均無故障里程（MDBF）。

本文使用MDBF作為可靠性指標為單位依據(jù)

式中：

D—特定批次列車部件運行公里數(shù)總和（KM）；

N—在里程D內特定批次列車部件發(fā)生的故障數(shù)總和。

通過可靠性數(shù)據(jù)可以得知部件故障頻率：

式中：

λ—故障頻率（次/106KM）；

即λ數(shù)值越小，可靠性越好；λ數(shù)值越大可靠性越差。

2.3 部件失效影響度的確認方法

部件失效影響若劃分4個等級，分別為重大級別、較大級別、次要級別、輕微級別。4個等級分別依據(jù)人員影響、設施設備影響、運營影響3個維度進行識別，只要滿足維度中任何一條即判定生效（見表1）。

表1 失效影響等級確認表

2.4 抽查率量化確認方法

通過公式（2）計算出相同部件在不同線路中發(fā)生的故障頻率值λ。由于是同屬性部件，部件數(shù)據(jù)的頻率值分布趨向正太分布。部件頻率在正態(tài)分布情況下，我們計算組數(shù)中的標準差σ數(shù)值和平均數(shù)μ。通過三西格瑪控制理論對故障頻率的檔位進行五檔劃分（見表2）（見圖1）。

表2 故障頻率檔位劃分表

圖1 故障頻率檔位劃分圖

最后通過（圖2）抽查率矩陣圖來最終確認抽質檢對相關部件的抽查比率。X軸評判部件失效后的影響程度等級，Y軸評判部件故障發(fā)生頻率的檔位。通過X、Y軸衡量出來的坐標區(qū)域到圓點投射的面積作為抽查率的量化標準。

圖2 抽查率矩陣圖

故障頻率最高、失效影響度最嚴重的即抽查率為100%（全檢）。故障率最低、部件失效影響度最低即為5%，每一個矩形格子面積為5%。即抽查率在5%～100%范圍內變動。

3 抽檢率模型的方案實測

對上海地鐵各線路車門故障頻率λ進行測算，測算數(shù)據(jù)（見表3）。

表3 車門系統(tǒng)故障頻率數(shù)據(jù)表

對組數(shù)分布情況進行分析，確認是否符合正太分布。若組數(shù)不符合正太分布，需要去除最大值或最小值后，再計算組數(shù)的標準差σ數(shù)值和平均數(shù)μ。在直方圖輔助確認下，計算標準差σ=1.68次數(shù)/百萬車公里；平均數(shù)μ=4.19次數(shù)/百萬車公里。

圖3 車門系統(tǒng)分布情況

將有效數(shù)據(jù)標準差σ=1.68、平均數(shù)μ=4.19代入（表2）得到具體的五檔區(qū)間劃分數(shù)值（見表4）及車門系統(tǒng)在各線路對應的檔位結果（見表5）。

表4 車門系統(tǒng)Y軸五檔劃分區(qū)間表

表5 車門系統(tǒng)各線路Y軸檔位結果表

通過（表1）失效影響等級確認表，我們判別車門系統(tǒng)失效影響等級為IV（輕微級別）確認X軸檔位為IV級；通過（表5）門系統(tǒng)各線路Y軸檔位結果表及（圖2）抽查率矩陣圖得到各線路車門抽查率（見表6）。

表6 各線路車門系統(tǒng)抽查率結果表

4 應用案例及評估結果

上海地鐵的相關線路已開始使用該方法，并將其應用于計算相關系統(tǒng)抽查率。實施過程中除案例中車門系統(tǒng)外，牽引系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、轉向架系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等各大系統(tǒng)或部件均采用了此方法來制定質檢人員的抽查率。通過模型計算與之前經驗數(shù)據(jù)的抽查率進行對比評估，詳細對比數(shù)據(jù)（見表7）。

表7 方案前與方案后抽查率對比表

評估結果如下：

（1）模型根據(jù)部件在全線路的總體可靠性和影響度的數(shù)據(jù)，量化提高了轉向架系統(tǒng)、管路部件的抽查率。

（2）模型根據(jù)部件在全線路的總體可靠性和影響度的數(shù)據(jù)，降低抽查率的部件包括廣播、蓄電池等。

（3）模型根據(jù)各線路不同的可靠性數(shù)據(jù)，明確定義了不同可靠性對應不同抽查率，同時科學地降低了均修質量員的質檢工時。

5 結論

在軌交行業(yè)中，針對列車檢修工作完成后質檢人員對其檢修作業(yè)的抽查率一直處于無標準狀態(tài)。本文根據(jù)同屬性部件在不同線路、不同工況下對列車部件或系統(tǒng)產生的不同可靠性及部件失效影響度，建立了一套系統(tǒng)性的量化模型，因為該模型的設計理念以可靠性為基礎，所以當列車可靠性發(fā)生變化時，質檢抽查也可以隨可靠性變化而進行動態(tài)調整。本文著重闡述了在均衡修中的質量抽查率的推算過程，該模型不僅可以應用于均衡修，其日檢修程、架（大）修修程均可復制使用。

在后續(xù)維護和跟進過程中，對于相關線路的部件的可靠性數(shù)據(jù)，建議每年進行疊加計算。通過大量數(shù)據(jù)測算，λ數(shù)值的計算推薦3年為一周期，后續(xù)每年依次循環(huán)覆蓋。另外在新線路開通時，無歷年可靠性數(shù)據(jù)記錄的情況下，可以采用供應商合同中提供的可靠性數(shù)據(jù)或其它線路平均值數(shù)據(jù)來替代新線路部件的可靠性數(shù)據(jù)。