鐵路機(jī)車全壽命周期費(fèi)用管理研究及應(yīng)用

1、    鐵路機(jī)車全壽命周期費(fèi)用管理研究及應(yīng)用    王淵摘 要：隨著中鐵三局運(yùn)輸工程分公司鐵路運(yùn)營管理領(lǐng)域的擴(kuò)大，運(yùn)用機(jī)車的數(shù)量、類型和走行公里數(shù)在不斷增加，而機(jī)車檢修費(fèi)用、停時也在不斷增加。這些都會影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和機(jī)車的運(yùn)用管理。因此，有效控制機(jī)車的運(yùn)用維修費(fèi)用已經(jīng)成為了推動企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。鑒于此，公司將機(jī)車全壽命周期費(fèi)用管理方法引入了相關(guān)管理工作中。通過確定全壽命周期費(fèi)用（lcc）指標(biāo)，辨識影響lcc的要因，從可靠性、可用性、維修性和安全性4個方面入手建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以辨識全壽命周期費(fèi)用的驅(qū)動因素，并采取有針對性的措施盡可能減少機(jī)

2、車運(yùn)用維護(hù)費(fèi)用。關(guān)鍵詞：鐵路機(jī)車；機(jī)車全壽命周期；全壽命周期費(fèi)用（lcc）管理；rams：u268.2 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2016.06.0161 研究背景隨著新技術(shù)、新設(shè)備的推廣和使用，機(jī)車長交路的普遍化和運(yùn)輸任務(wù)加重，使用單位對機(jī)車的可靠性、維修性提出了更高的要求。由機(jī)車運(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，機(jī)車的使用維修費(fèi)用占整個機(jī)車全壽命周期費(fèi)用的66%88%，它是購置費(fèi)的38倍，而有效控制機(jī)車的運(yùn)用維修費(fèi)是推動運(yùn)輸企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。機(jī)車全壽命周期是指機(jī)車研發(fā)制造出售使用報(bào)廢的整個過程。作為運(yùn)輸企業(yè)，降低機(jī)車的使用成本是成本控制的關(guān)鍵，是企業(yè)參與市場競爭的基礎(chǔ)。針對機(jī)

3、車使用中的大修周期，要綜合費(fèi)用（維護(hù)、檢修直接費(fèi)用和檢修停時間接費(fèi)）、可靠性（機(jī)破和臨修）、可用性（運(yùn)用率和出庫整點(diǎn)率）和安全性（因質(zhì)量問題造成的行車事故）等因素建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)分析，有效辨識影響lcc（費(fèi)用）的要因，并針對其中存在的問題提出優(yōu)化方案，最大限度地減少機(jī)車的運(yùn)用維護(hù)費(fèi)用。隨著鐵路技術(shù)裝備性能的不斷完善，機(jī)車的使用和維修費(fèi)用也在不斷提高。因此，需要工作人員積極探索機(jī)車全壽命周期內(nèi)零部件的修程，有效克服計(jì)劃預(yù)防修引起的“過剩維修”或修程不合理導(dǎo)致的“維修不足”等問題，使機(jī)車的計(jì)劃預(yù)防修體制逐步向“以可靠為中心”的維修方向發(fā)展，使全壽命周期費(fèi)用實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，從而提高機(jī)車的利用率，達(dá)到保

4、質(zhì)、增效、創(chuàng)收的目的。2 研究路線本課題是在rams基礎(chǔ)上對機(jī)車進(jìn)行全壽命周期管理的，它以完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從可靠性、可用性、維修性和安全性4個方面入手建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，有效辨識機(jī)車全壽命周期費(fèi)用的驅(qū)動因素，并采取有針對性的措施減少機(jī)車全壽命周期費(fèi)用。2.1 確定lcc根據(jù)機(jī)車的構(gòu)成情況，可從電機(jī)、電器、制動、二三項(xiàng)料4個方面入手確定lcc，同時，建立機(jī)車全壽命周期費(fèi)用管理臺賬，綜合分析lcc。在分析的過程中，要將總的費(fèi)用結(jié)構(gòu)分解為購置費(fèi)用模塊、研發(fā)費(fèi)用模塊和運(yùn)用維修費(fèi)用模塊，對各費(fèi)用模塊進(jìn)行必要的計(jì)算和估算，指出主要費(fèi)用因素。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)、分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)車全壽命周期費(fèi)用與其可靠性、維修性的

5、內(nèi)在關(guān)系如圖1所示。在機(jī)車的運(yùn)用和維修過程中，可靠性和維修性的設(shè)計(jì)目標(biāo)是一致的提高機(jī)車的完好率和可用性，保障運(yùn)營安全，減少維修費(fèi)用，優(yōu)化機(jī)車周期費(fèi)用。但不同的是，可靠性設(shè)計(jì)是要保證機(jī)車正常工作的時間，而維修性則是指當(dāng)機(jī)車發(fā)生故障時要盡快修復(fù)，提高其利用率。在機(jī)車使用性能一定的條件下，提高其可靠性、維修性能在一定程度上減少維修費(fèi)用，但是，會增加設(shè)計(jì)研制費(fèi)用，即增加購置費(fèi)，lcc可能會上升；反之，降低其可靠性、維修性能降低購置費(fèi)，但是，會增加運(yùn)用維修費(fèi)用，同樣會使lcc上升。因此，只有保證機(jī)車的可靠性和維修性，才能使lcc處于較低水平。圖1 機(jī)車全壽命周期費(fèi)用與其可靠性、維修性的內(nèi)在關(guān)系2.2 建

6、立數(shù)據(jù)庫建立機(jī)車全壽命周期費(fèi)用臺賬，收集機(jī)車壽命周期內(nèi)各項(xiàng)費(fèi)用，系統(tǒng)地分析相關(guān)數(shù)據(jù)，辨識影響lcc（費(fèi)用）的要因，并提出有針對性的優(yōu)化方案，從而最大限度地減少一個大修周期所需的費(fèi)用。建立機(jī)車全壽命維修、保養(yǎng)臺賬，記錄、收集機(jī)車全壽命周期內(nèi)零部件的維修和更換情況，并以可靠性為中心（rcm）探索機(jī)車零部件的修程。建立rams臺賬，從可靠性、可用性、維修性和安全性4個方面入手建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)分析。在機(jī)車進(jìn)行技術(shù)改造時，可運(yùn)用全壽命周期費(fèi)用分析法進(jìn)行分析，對比、評估舊裝置壽命周期費(fèi)用和新裝置的壽命周期費(fèi)用預(yù)算，綜合考慮rams各項(xiàng)指標(biāo)，按照可靠性設(shè)計(jì)流程選取lcc最優(yōu)的改造方案，從而提高機(jī)車的運(yùn)用率

7、，降低機(jī)車全壽命周期費(fèi)用。2.3 全壽命周期管理流程要想讓人們真正認(rèn)識全壽命周期管理這種方法，將其熟練地應(yīng)用在日常工作中，更好地為技術(shù)工作提供決策依據(jù)，為技術(shù)改造提供可靠的支撐，就要從技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新的可靠性設(shè)計(jì)方面入手，規(guī)范全壽命周期費(fèi)用分析流程，具體如圖2所示。技術(shù)改造可靠性流程如圖3所示。3 lcc管理的應(yīng)用3.1 探索機(jī)車檢修制度修程目前，應(yīng)用較多的2種機(jī)車檢修制度是計(jì)劃預(yù)防修理制度和按機(jī)車技術(shù)狀態(tài)修理制度。以可靠性為中心的狀態(tài)檢修讓修程的確定有了科學(xué)依據(jù)，有效克服了計(jì)劃預(yù)防修引起的“過剩維修”或修程不合理引起的“維修不足”等情況，逐漸實(shí)現(xiàn)了壽命周期費(fèi)用的最優(yōu)化。自機(jī)車全壽命周期管理

8、活動開展以來，通過強(qiáng)化對日常機(jī)車操縱保養(yǎng)的卡控和對機(jī)車質(zhì)量的動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)機(jī)車質(zhì)量狀態(tài)，以可靠性為中心對機(jī)車零部件進(jìn)行狀態(tài)修，大大降低了計(jì)劃預(yù)防修時不必要檢修停時發(fā)生的概率，提高了機(jī)車的運(yùn)用率，保證了機(jī)車維修工作的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。運(yùn)用rams評價機(jī)車的狀態(tài)時，將ss4g型機(jī)車輔修檢修周期（5.0×104 km）延長了50%，從而降低了機(jī)車全壽命周期的檢修成本。圖2 全壽命周期費(fèi)用分析流程圖3 技術(shù)改造可靠性設(shè)計(jì)流程 3.2 研究內(nèi)燃機(jī)車的節(jié)能降耗對df8b型內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行全壽命周期費(fèi)用分析，通過分析lcc的相關(guān)內(nèi)容明確了費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)及其各費(fèi)用單元在lcc中所占的比例。由此可知，燃油消耗

9、費(fèi)用是影響lcc的主要因素之一。因此，可在機(jī)車上安裝內(nèi)燃機(jī)車燃油消耗統(tǒng)計(jì)監(jiān)測分析系統(tǒng)，以此分析、卡控內(nèi)燃機(jī)車燃油消耗的情況，降低機(jī)車的油耗，從而減少其運(yùn)營費(fèi)用和全壽命周期費(fèi)用。根據(jù)運(yùn)輸生產(chǎn)的實(shí)際情況，工作人員可從以下幾方面入手研究燃油消耗情況：研究影響機(jī)車單位油耗的因素；科學(xué)、精確地管理機(jī)車燃油消耗；降低機(jī)車柴油機(jī)的燃油消耗率；優(yōu)化運(yùn)輸組織，降低機(jī)車的單位燃油消耗；探索節(jié)油獎懲激勵機(jī)制，優(yōu)化列車操縱；降低冬季燃油單價。在實(shí)際工作中，在公司郭白鐵路、赤大白鐵路、錦赤鐵路和黃萬鐵路開展了內(nèi)燃機(jī)車節(jié)能降耗專題研究，取得了較大的成效。該研究項(xiàng)目在研發(fā)期內(nèi)共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益992.52萬元。其中，郭白運(yùn)輸段

10、燃油單耗由30.84 kg/萬噸公里降低到了27.9 kg/萬噸公里。2014-012015-12，共節(jié)約柴油166.79 t，約合116.75萬元，使項(xiàng)目扭虧為盈。3.3 技術(shù)改造的應(yīng)用通過研究、總結(jié)機(jī)車全壽命周期管理工作的相關(guān)內(nèi)容，針對機(jī)車質(zhì)量開展了科技研發(fā)工作，以期提高機(jī)車的檢修效率，降低機(jī)車故障率。對ss4g型電力機(jī)車的無線重連同步操縱系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了對分散式動力的同步操縱，充分發(fā)揮了機(jī)車的有效功率，降低了機(jī)車的能耗，提高了機(jī)車的運(yùn)用率。針對ss4改型電力機(jī)車進(jìn)行l(wèi)cu邏輯控制改造，降低了機(jī)車運(yùn)用的故障率，提高了機(jī)車的運(yùn)用率。對ss4g型電力機(jī)車進(jìn)行功補(bǔ)開關(guān)柜隔板改造。相關(guān)工作人員

11、簡要分析了ss4改型電力機(jī)車主電路中的過電壓吸收電阻投入運(yùn)行后存在的問題，并指出其危害性，提出了相應(yīng)的技術(shù)改造措施，降低了因功補(bǔ)開關(guān)柜內(nèi)部溫度過高造成的電氣線路相互短路、主接地等現(xiàn)象發(fā)生的概率，減少了因設(shè)備燒損而導(dǎo)致的破機(jī)事故的發(fā)生，進(jìn)一步保證了鐵路的運(yùn)輸安全。結(jié)合實(shí)際運(yùn)用情況對電力機(jī)車進(jìn)行耐環(huán)境改造。針對接觸器老式連鎖容易進(jìn)灰塵、接觸不良、影響機(jī)車正常運(yùn)行的問題，對電力機(jī)車的接觸器進(jìn)行連鎖改造，全部更換了全封閉式連鎖。全封閉式連鎖不僅防塵效果好，而且使用時間長，能夠有效保證機(jī)車的質(zhì)量。針對繼電器容易積塵導(dǎo)致虛接，電器性能不穩(wěn)定，繼電器容易出現(xiàn)故障等問題，對老式繼電器車進(jìn)行l(wèi)cu改造，大大降低

12、了機(jī)車電器的故障率，提高了電器工作的可靠性和機(jī)車的運(yùn)用率。4 存在的問題和改進(jìn)措施4.1 數(shù)據(jù)歸集，相關(guān)性分析全壽命周期管理是精細(xì)化管理提出的要求之一，因此，在具體工作中，工作人員要統(tǒng)計(jì)全部機(jī)車的全壽命周期費(fèi)用，建立完整的數(shù)據(jù)庫，不斷完善數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的決策提供數(shù)據(jù)支持。另外，全壽命周期管理是信息化管理的要求之一，所以，工作人員要有效地利用既有信息進(jìn)行可靠性分析，利用既有信息進(jìn)行零部件的相關(guān)性分析，從而為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供全面、可靠的依據(jù)；全壽命周期管理是對標(biāo)管理的要求之一，在具體工作中，要對機(jī)車全壽命周期進(jìn)行對標(biāo)管理，與先進(jìn)技術(shù)對標(biāo)，與最優(yōu)化的lcc對標(biāo)，與先進(jìn)管理對標(biāo)，不斷完善機(jī)車的全壽

13、命周期管理，進(jìn)一步降低機(jī)車全壽命周期成本，提高機(jī)車的運(yùn)用率。4.2 機(jī)車狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測在工作過程中，要科學(xué)優(yōu)化機(jī)車修制、修程，對機(jī)車的狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，加強(qiáng)技術(shù)人員與檢修人員之間的溝通，檢修人員與運(yùn)轉(zhuǎn)人員之間的溝通，運(yùn)轉(zhuǎn)人員與乘務(wù)員之間的溝通，及時掌握機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)，在動態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)預(yù)防修與狀態(tài)修的有機(jī)結(jié)合，減少不必要的修程，避免維修不足的情況發(fā)生，減少機(jī)車維修費(fèi)用和機(jī)車維修停時，提高機(jī)車的運(yùn)用率。5 結(jié)束語機(jī)車全壽命周期管理是一個值得長期研究的課題。在機(jī)車訂制、運(yùn)用檢修和技術(shù)改造的過程中，要針對具體情況合理運(yùn)用全壽命周期費(fèi)用管理方法，綜合權(quán)衡各方面因素，全面分析、比較全壽命周期費(fèi)用的構(gòu)成，合理開展可靠