解嵩博 宗志祥
(上海地鐵維護(hù)保障有限公司車輛分公司,200235,上?!蔚谝蛔髡?,高級工程師)
近年來,隨著城市軌道交通的蓬勃發(fā)展,檢修業(yè)務(wù)量顯著增大[1],對檢修計(jì)劃也提出了更高的要求??茖W(xué)合理地安排列車檢修計(jì)劃,可以有效利用現(xiàn)有檢修資源、提高檢修作業(yè)的效率、節(jié)省檢修費(fèi)用[2],有效保障列車運(yùn)營的安全可靠。
目前,上海地鐵現(xiàn)行的列車檢修管理模式,是基于計(jì)劃維修為主線的管理模式,包括了日檢、均衡修、架大修等內(nèi)容。對于臨時(shí)突發(fā)的專項(xiàng)普查、整改、重大故障或臨時(shí)故障的處置等類活動,都難以在目前的列車檢修生產(chǎn)管理模式中得到很好的管控,而且最終又會對列車檢修造成以下影響:① 因?yàn)椴荒芗皶r(shí)有效地共享信息,降低了各項(xiàng)檢修工作的協(xié)同檢修效率;② 由于突發(fā)故障導(dǎo)致生產(chǎn)工作任務(wù)繁重,維修班組人員分配工作任務(wù)效率低,進(jìn)而導(dǎo)致人員使用設(shè)備的效率低;③ 由于缺乏有效的管控手段,檢修人員的專業(yè)水平不足,故維修管理不能實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化;④ 物料消耗高,人工成本虛高。
因此,在列車面臨突發(fā)的檢修任務(wù)時(shí),現(xiàn)有的檢修管理模式存在局限性。隨著大數(shù)據(jù)逐漸被運(yùn)用到城市軌道交通行業(yè)中,采用智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)對城市軌道交通列車的檢修計(jì)劃進(jìn)行管理,將會成為未來城市軌道交通列車檢修管理的新模式。
目前,上海地鐵列車檢修管理模式主要依托智能運(yùn)維平臺來實(shí)現(xiàn),其主要有專家系統(tǒng)、檢修規(guī)程、檢修計(jì)劃、檢修執(zhí)行等4個(gè)環(huán)節(jié)[3]。其中,檢修計(jì)劃環(huán)節(jié)需綜合設(shè)備狀態(tài)及維修條件來制定維修計(jì)劃,并推送維修任務(wù),是檢修規(guī)程后、檢修執(zhí)行前的最關(guān)鍵一環(huán),承載著檢修規(guī)程的正確、合理運(yùn)用,也是檢驗(yàn)規(guī)程中檢修活動定義有效性、可執(zhí)行性的關(guān)鍵步驟。此外,檢修計(jì)劃還是檢修執(zhí)行的前提。沒有合理的檢修計(jì)劃做指引,檢修執(zhí)行工作就會出現(xiàn)混亂。一旦出現(xiàn)臨修、故障修及正線亂表等特殊情況,檢修計(jì)劃會面臨更多不確定因素。因此,需改變管理理念,由事后管理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑肮芾怼?/p>
隨著上海軌道交通智能運(yùn)維系統(tǒng)的全面覆蓋,為更好地發(fā)揮其大數(shù)據(jù)平臺的作用,并對其衍生功能進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用,列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
列車智能檢修計(jì)劃的主要限制條件有:① 各基地檢修資源限制(工作日與節(jié)假日各基地的檢修條件不同);② 運(yùn)行車次限制(不同運(yùn)行圖的早高峰出庫數(shù)與平時(shí)出庫數(shù)不同);③ 運(yùn)營限制(部分檢修項(xiàng)只能扣車完成,部分檢修項(xiàng)優(yōu)先在早高峰時(shí)段完成);④ 可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)檢修項(xiàng),但檢修項(xiàng)間不能沖突;⑤ 各檢修項(xiàng)有各自獨(dú)特的選車規(guī)則,如指定車次、按計(jì)劃日期選車、按間隔選車等;⑥ 架大修車、季度清掃車、故障車等特殊情況[4]。
如圖1所示,列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)的生成邏輯主要分為3個(gè)步驟:
圖1 列車智能檢修計(jì)劃生成邏輯圖
第一步,根據(jù)現(xiàn)有可用列車,結(jié)合列車當(dāng)日的檢修項(xiàng)目,確定當(dāng)日檢修計(jì)劃表。
第二步,利用既有檢修計(jì)劃表、今明日檢修事項(xiàng),生成明日用車車次。
第三步,對明日用車計(jì)劃校驗(yàn)。主要校驗(yàn)是否有檢修項(xiàng)、和運(yùn)營計(jì)劃是否有沖突、基地列車數(shù)、后日檢修事項(xiàng)等,確定列車可用狀態(tài),最終形成明日用車計(jì)劃表。
列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)旨在結(jié)合列車實(shí)時(shí)的運(yùn)營情況(含每日運(yùn)營圖定列車安排及列車運(yùn)營故障情況)及列車的各項(xiàng)檢修修程修制要求(含列車架大修、均衡修、日檢、各類洗車修程、各類整改及各類普查),通過大數(shù)據(jù)及人工智能等技術(shù)手段幫助檢修人員智能制訂更為合理的生產(chǎn)計(jì)劃,通過分析檢修數(shù)據(jù)與列車運(yùn)營狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián),不斷優(yōu)化提升檢修水平,實(shí)現(xiàn)城市軌道交通檢修修程修制的改革。列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)具備以下功能。
2.3.1 智能編制檢修計(jì)劃
為防止漏排、錯(cuò)排檢修計(jì)劃,也為提高計(jì)劃編排效率,統(tǒng)一編排檢修計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn),列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)提供了智能編制檢修計(jì)劃的功能。只需操作人員填寫必須要檢修的事項(xiàng),以及各基地期望的檢修數(shù)、回庫數(shù),便能生成一份完整的檢修計(jì)劃。
2.3.2 智能調(diào)整檢修計(jì)劃
列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)在第一階段(使用初期),由于缺少大量數(shù)據(jù)支撐,無法自動生成月度計(jì)劃和年度計(jì)劃,故需自動將上級單位下發(fā)的月度及年度檢修任務(wù),按具體情況拆分到日檢修計(jì)劃中。
由于運(yùn)營存在不確定性,當(dāng)檢修計(jì)劃需調(diào)整時(shí),若通知不到位,則可能會影響后續(xù)多項(xiàng)計(jì)劃。故列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)置了任務(wù)交換及順延日期等功能,可批量修改檢修計(jì)劃,并保留調(diào)整記錄,以避免計(jì)劃修改及通知延后導(dǎo)致的不便。
待列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)積累了一定的使用數(shù)據(jù),便能進(jìn)入第二階段(成熟應(yīng)用期):智能編制檢修計(jì)劃。對各檢修項(xiàng)的檢修間隔、維修條件、人員配置及列車走行公里數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行分析,并按權(quán)重打分排序,進(jìn)而配置出符合要求的月度檢修計(jì)劃甚至是年度計(jì)劃。
2.3.3 檢修任務(wù)實(shí)時(shí)下發(fā)
為了節(jié)省登記、整理每日檢修任務(wù)的時(shí)間,避免任務(wù)下發(fā)不及時(shí)等問題,列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)提供維修任務(wù)查詢功能。檢修班組可查詢其責(zé)任范圍內(nèi)的檢修任務(wù)內(nèi)容。日檢班組可直觀地看到各庫各車的任務(wù)安排和回庫情況。一旦發(fā)生任務(wù)變更,執(zhí)行班組也能及時(shí)查閱。這一功能有效地縮減了下發(fā)任務(wù)、接收任務(wù)的流程及時(shí)間。
此外,列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)具備對接 “釘釘”等平臺的推送功能,可直接將檢修任務(wù)以文字的形式發(fā)送到指定群組。
2.3.4 檢修日志的智能生成、保存及分析
列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)提供確認(rèn)檢修功能,由檢修人員每日確認(rèn)當(dāng)日任務(wù)完成情況,自動快速匯總每日檢修情況,智能生成檢修日志。若檢修人員未完成當(dāng)日任務(wù),則需填寫原因。列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)將保存所有檢修記錄,實(shí)時(shí)反映各條線路的檢修完成情況,以便用戶隨時(shí)查詢所需信息。
2.3.5 檢修信息數(shù)據(jù)總覽
列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)與使用記錄,經(jīng)積累后便能成為分析各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前,列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)提供故障、運(yùn)營、檢修及架大修等情況的數(shù)據(jù)分析,并通過圖表和表格的方式呈現(xiàn)各線路的工作情況,如圖2所示。列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)根據(jù)每日工作完成情況自動生成的檢修日志、班組日志和線路日報(bào),可直接導(dǎo)出為電子臺賬,有助于管理人員實(shí)時(shí)看到每條線路的詳細(xì)情況。
a)故障情況
2.3.6 檢修數(shù)據(jù)的全壽命周期分析
檢修工作的信息化管理使得每個(gè)計(jì)劃、每條記錄都可追溯。在列車從新車到架大修的全壽命周期中,都可通過列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)查詢到其詳細(xì)的檢修信息,進(jìn)而得出更有利于維修實(shí)施的檢修策略方案。以自動化機(jī)械洗車(以下簡為“機(jī)洗”)為例:首先,針對均衡修清潔及季度清潔等涉及洗車的檢修項(xiàng),匯總每個(gè)檢修項(xiàng)的檢修次數(shù),進(jìn)而計(jì)算平均檢修間隔、繪制檢修項(xiàng)整體控制圖,從而獲得檢修間隔在可接受范圍外的檢修記錄;然后,通過自然語言處理進(jìn)行命名實(shí)體識別,識別出操作人、工藝及配件等,并統(tǒng)計(jì)出頻次最多的詞,從而找到影響檢修間隔的主要因素;最后,根據(jù)主要影響因素采取針對性改善措施,即能大大提高檢修效率。
1)通過高度可配置的智能計(jì)劃流技術(shù)來梳理復(fù)雜的、不同的計(jì)劃流程。
2)通過可配置的智能檢修邏輯規(guī)則來完成復(fù)雜的檢修計(jì)劃邏輯設(shè)定。
3)通過大數(shù)據(jù)分布式計(jì)算組件來處理復(fù)雜多維的檢修計(jì)劃條件,進(jìn)而提高計(jì)算能力[5-6]。
自2018年起,列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)在上海某線的車輛檢修生產(chǎn)活動中試用,并于1年內(nèi)完成了適用性調(diào)試及功能調(diào)試。
采用傳統(tǒng)檢修計(jì)劃方式時(shí),落實(shí)活動的管理工作主要為檢修故障記錄,相應(yīng)的列車檢修計(jì)劃管理及檢修日志信息化工作仍處于空白;管理人員僅能手動安排多個(gè)車輛基地的日常生產(chǎn)多任務(wù)計(jì)劃,難以做到面面俱到;一旦發(fā)生任務(wù)沖突,管理人員只能憑經(jīng)驗(yàn)處置;故障處理、供應(yīng)商整改、整改后運(yùn)營安全確認(rèn)、洗車及施工配合等大量活動未納入常規(guī)計(jì)劃中。可見,采用傳統(tǒng)檢修計(jì)劃方式,不僅工作計(jì)劃落實(shí)性差,而且難以幫助管理者掌控全局、判斷每條線路的檢修活動質(zhì)量及效率。
列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)可根據(jù)檢修項(xiàng)目自動生成檢修計(jì)劃,在計(jì)劃沖突時(shí)能提醒計(jì)劃編制人員進(jìn)行調(diào)整,可形成統(tǒng)一格式的線路日志,能減少線路檢修計(jì)劃制定中出現(xiàn)的“拍腦袋”現(xiàn)象,能幫助維修生產(chǎn)班組更高效、快速地制定復(fù)雜計(jì)劃。
表1為不同列車檢修計(jì)劃方式的對比。由表1可知,相比傳統(tǒng)檢修計(jì)劃方式,列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)具有計(jì)劃編制用時(shí)短、檢修計(jì)劃編制與任務(wù)下發(fā)智能化、相關(guān)信息存儲容量大、大數(shù)據(jù)分析適用性強(qiáng)、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
表1 不同列車檢修計(jì)劃方式對比
檢修計(jì)劃是檢修管理模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文從列車智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)的限制條件、生產(chǎn)邏輯、實(shí)用功能、核心技術(shù)等方面進(jìn)行介紹,并在某線路進(jìn)行試用。從試用效果來看,與傳統(tǒng)檢修計(jì)劃相比,智能檢修計(jì)劃系統(tǒng)具有編制用車計(jì)劃時(shí)間短、檢修計(jì)劃編制和任務(wù)下發(fā)智能化、信息存儲容量大、大數(shù)據(jù)分析適用性強(qiáng)、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。此外,智能檢修計(jì)劃還實(shí)現(xiàn)了檢修活動可視化管理,改變了管理理念,由事后管理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑肮芾怼?/p>