铁路货车标准化制动室工艺设计和信息化管理研究

铁路货车标准化制动室工艺设计和信息化管理研究 铁路货车标准化制动室工艺设计和信息化管理研究

刘亚东

(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055)

摘 要：为了提升神华集团货车制动系统的检修水平,对集团车辆检修基地既有制动室工艺设计进行研究。在分析既有制动室存在的问题后,根据铁总最新文件要求和业内发展方向,提出神木北制动室检修工艺标准化建设方案,并运用智能信息化系统进行优化设计。研究成果可为神华集团其他车辆检修基地及铁路其他类似项目设计提供借鉴。

关键词：铁路货车；制动室；标准化；检修；信息化

1 概述

铁路货车制动系统是铁路货车上至关重要的组成部分,其技术状态直接影响到车辆的行车安全。随着铁路运输向“提速、重载”方向的不断发展,对车辆制动的制造工艺、检修水平提出了更高的要求。制动室作为制动系统的检修场所,必须进行检修工艺标准化、过程管理信息化建设,采用合理顺畅的工艺、先进可靠的装备,以适应货车装备现代化发展的要求。

神华集团拥有神朔铁路、包神铁路、朔黄铁路、大准铁路、黄万铁路等运营线路,铁路自备货车保有量约6万多辆,并设有神木北、万水泉、肃宁、黄骅4个货车车辆检修基地,用于铁路自备货车的日常运用、维修保养工作。其中神木北车辆检修基地始建于1997年,规模为3线18个段修台位,每线6个台位,2005年以后先后进行了数次改造。段内设有制动室1处(以下简称既有制动室),主要承担自备货车三通阀、分配阀、控制阀、塞门、软管及其他阀类等制动配件的检修和试验作业。

2 项目建设的必要性

2.1 制动室不满足相关规范要求

按照《铁路货车段修规程》(铁运[2012]202号)和《中国铁路总公司运输局关于制动阀检修研讨会会议纪要的通知》(运装货车函[2013]259号)要求,阀类检修应遵循“检修分开,集中加修、辆份配送”的原则,工序分岗设置,采用专业化流水线作业模式。目前,既有制动室检修流水线研磨、二次清洗、辆份配送区较为狭小,未形成单独的研磨、二次清洗及辆份配送区域,不能满足文件要求,需对检修流水线进行相应调整。

2.2 存放区能力紧张

既有制动室存放区能力较为紧张,不能保证日常生产的配送、供应。

2.3 既有制动室检修过程智能化程度较低

既有制动室各工位目前仍传递纸质卡片,由于生产过程中油污重,还有多次经过清洗工序,纸质卡片很难从第一个工序跟踪到最后一道工序,只能从中间工序开始传递卡片。虽然设置了HMIS工位机,约10道工序的工作需要录入,但在实际生产中,为保证录入时间,仅在最后一道工序统一录入,造成HMIS信息和制动阀检修不同步,无法用信息化手段卡控检修过程。每个工序均需要手工录入检修编号调用前工序的数据,造成大量的人员浪费和人为误差。

2.4 既有制动室标准化建设的需要

神华集团4个车辆检修基地制动室工艺各有特点,但或多或少存在以上问题,急需建成适应新形势、新要求的标准化制动室,以便今后在企业内部进行统一推广,保障制动系统检修质量。

综上所述,为适应神华铁路的不断发展,提升公司车辆检修技术水平,同时考虑到神木北车辆检修基地建段时间较长、技术力量较强,拟对既有制动室进行以标准化建设和信息化管理提升为目的的技改工作,最终在企业内部形成统一的标准化检修模式。

3 设计方案

3.1 主要设计原则

(1)按照“投资合理、规划统一、立足现在、适度超前”的原则,满足项目使用功能要求,并能够适当冗余,采用柔性设计理念,以适应未来发展变化。

(2)充分利用既有设施,尽量减少对现有生产的影响。

(3)提高制动阀检修效率,降低人员劳动强度,整体提升修车效益。

(4)设备选型以先进、实用、成熟为原则。

3.2 主要技术方案3.2.1 既有制动室工艺布局调整

根据现状,在充分利用既有设施的基础上,制动阀检修流水线采用地面输送链方式,没有基础,可根据工艺要求进行相应调整,运用人因工程理论,人工和自动控制相结合,实现传输过程走停、升降、取送等功能。制动阀运输流水线和清洗、试验、检修、储存设施组成柔性化生产线,并适当预留工位,提高检修流水线的可靠性和应变能力。[11]

按标准化建设要求,扩大一层清洗分解区,增加初试试验工位；为减少工序间干扰,提高试验精度,将原制动阀喷漆区搬迁至三楼,单独设置,增加除尘处理设施；制动阀检修区与试验区分隔单独设置,并增设二次清洗、滑阀研磨等工位；增加职工现场休息更衣隔间等,调整后制动室一至三层的改造方案工艺布局详见图1。

3.2.2 制动阀检修过程智能化管理

车辆信息化、检修信息化建设是保障车辆运行安全、提高生产效率和管理水平的重要手段。长期以来,制动故障一直困扰着行车安全,位居货车“惯性故障”之首。“铁路货车技术管理信息系统(HMIS)”已经全面推广运行10年,神华集团铁路网已基本实现货车动态技术履历信息采集和货车技术信息库的建设。随着物联网、云计算、移动互联等技术的普及,目前在生产、物流、零售等领域对商品、配件均采用条形码、RFID(电子标签)等跟踪方式,制动配件在生产过程中的物联网流转已经具备基本条件,特别是近两年来,部分国铁车辆检修基地已尝试使用条形码辅助跟踪控制制动阀生产过程,因此本次设计引入制动阀检修过程智能化系统,拟对HMIS制动系统进行无纸化智能卡控改造,采用RFID(电子标签)的应用模式,将制动阀的生产流程同信息化管理过程无缝对接,形成全过程电子标签跟踪,以提升管理水平,提高产品质量。

图1 制动室工艺平面布置

(1)智能信息化系统硬件系统配置要求(表1)

表1 系统硬件系统配置

序号设备名称单位数量1智能化一体机台182标签个10003无线传输游标卡尺套84读卡器台65机械卡控装置套16打印机台27扭矩扳手套8

(2)数据流程

①货车履历下载流程详见图2。

图2 货车履历下载流程

②制动阀RFID跟踪流程详见图3。

图3 制动阀RFID跟踪流程

(3)制动阀检修过程智能化系统工位设置及要求

①收入工位

工作者接收外制动送来的制动阀,并根据外制动提供的股道台位信息,在系统中录入股道、台位,系统将自动携带车号、车型、收入制动配件相关信息,信息直接从公司下载,工作者无需手工录入,简单核对即可。

“卡号”位置通过智能化一体机获取RFID编号,将HMIS检修编号信息和RFID编号关联起来,检修编号按用户规则自动生成,RFID编号通过强力磁铁附着在配件上。实现从收入第一个工序开始的智能卡片跟踪,同时数据和HMIS制动阀检修收入工位同步共享。

②初试验

此工位为制动阀收入时的初试验工位,用以录入初试验各项试验结果。此工位将通过规范接口,从初试验台自动获取试验结果,并录入系统。

③外部清洗

外部清洗工位不单独设置人来操作,仅记录清洗数量及清单,程序需设置清洗者人名,然后通过智能化一体机,系统根据传输线上阀的RFID记录阀清洗时间及责任人。

④大分解

大分解工位没有数据采集,仅记录分解数量及清单,填写HMIS分解者人名,因此系统支持录入每个制动阀分解者人名功能,然后通过智能化一体机,系统根据传输线上走过的阀自动读取RFID信息,系统自动记录每个人阀分解的明细。并自动共享HMIS分解者人名。

⑤超声波清洗

在超声波清洗过程中,系统自动读取经过超声波工序阀的明细信息。

⑥研磨工位

在研磨过程中设置智能化一体机,当装制动配件托盘经过一体机时,系统自动读取研磨工位工作量,并自动共享HMIS系统研磨者,同时系统支持记录本工位工作量及明细。

⑦二次清洗

记录二次清洗人员、清洗时间等基本工位信息。

⑧阀检修

设置智能化一体机,配件通过一体机时系统自动读取RFID检修编号,并自动弹出HMIS阀检修界面,工作者录入HMIS故障及阀检测相关信息,同时系统自动记录检修工位的工作台账。系统自动共享HMIS检测者、组装者人名及故障信息。

⑨阀试验

在制动阀到达试验工位时,一旦一体机读出相应的RFID数据,程序相应记录将自动读取到待加工工位。

试验台检测完毕后系统自动读入试验数据,工作者核查后发送下工位。系统可设置检测条件,若试验数据不符合什么条件,系统不允许HMIS数据保存。

　　质检

在阀检修结束进入涂打标记之前设置专门的入智能库工位,此工位设置一台智能化一体机,对经过该工位的配件,系统读到RFID后将自动记录其入库。同时,与智能存放库设备之间开发设置接口,将配件在智能库中的存放位置读取到系统中,方便支出处理。

　　阀支出工位

根据预检车型的系统自动形成出车阀装配方案,替代原来手工填写记录,支持用户对自动生成方案修改。

对用户修改后可以确定的最终支出阀型号、数量信息系统与制动阀智能存放库自动共享。

4 结语

既有制动室标准化设计是根据神华集团标准化建设要求,在分析既有制动室工艺布局及检修流水线存在的问题基础上,引入智能信息化管理系统对制动室工艺流程进行优化设计。通过智能机读取制动阀检修编号信息方式,实现全程数据的智能共享、跟踪,从而深化HMIS在制动室检修中的有效应用,与公司货车履历的数据全程共享。本项目的建设将有效的提高货车制动系统的检修质量,确保行车运输安全,为神华集团标准化建设、技术转型升级创造有利条件。

参考文献：

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Research on Process Design and Information Management of Standardized Railway Wagon Brake Workshop

LIU Ya-dong

(China Railway Engineering Consulting Group Co., Ltd., Beijing 100055, China)

Abstract：In order to improve the maintenance level of wagon brake system, this paper studies the process design of the brake workshop in Shenhua group wagon maintenance base. After analyzing the existing problems in the brake workshop, the paper puts forward maintenance process standardization program according to the latest documentation requirements of China Railway Corporation and industrial development trend, and optimizes the design using intelligent information system. The research results may provide reference for other wagon maintenance bases of Shenhua Group and for the design of similar railway projects.

Key words：Railway wagon; Brake workshop; Standardization; Maintenance; Informatization

文章编号：1004-2954(2017)06-0185-04

收稿日期：2016-09-22；

修回日期：2016-11-03

作者简介：刘亚东(1970—),男,高级工程师,1993年毕业于兰州铁道学院铁道车辆专业,工程硕士,E-mail：[email protected]。

中图分类号：U279.3

文献标识码：A

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2017.06.039