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1RAMS工程技术体系建设
1.1RAMS工程技术体系建设思路
为了构建科学实用的轨道车辆rams工程技术体系,需从实施RAMS工程需求出发,进行背景调研,分析、归纳、吸收国内外文件、标准、规范、指南、报告等文献和工程应用经验及要求.根据列车产品特点开展需求分析,分析列车产品RAMS工作特点及现状、现有规范的应用情况和存在问题.同时结合RAMS技术与管理方面的发展趋势,开展列车产品RAMS工程技术体系的研究工作.轨道车辆RAMS工程技术体系的研究途径如图1所示.按照图1实施途径的要求,可将RAMS工程技术体系分为RAMS管理、RAMS设计分析、RAMS信息和验证确认4个模块,有步骤地实施和开展.
1.2全寿命周期RAMS工作
在广泛调研分析的基础上,从轨道车辆产品特点出发,结合标准EN-50126/GB/T21562,经过认真分析和研究,确定轨道交通列车产品在全寿命周期内每个阶段需要开展的RAMS工作.
1.3RAMS工程技术体系框架
轨道车辆RAMS工程技术体系结合产品的研制特点,考虑全特性、全系统和全过程,按照RAMS管理、RAMS设计分析、RAMS信息和验证确认等分类进行构建,轨道车辆RAMS工程技术体系框架如图2所示.
1.4建设实施
1)组织和队伍建设.成立公司级管理组织,成立RAMS技术专业化队伍,各相关单位设置专职RAMS管控人员,对设计、工艺和信息等方面技术人员进行培训,形成RAMS工作队伍.
2)制度和规范的制定.建立RAMS管理控制程序,明确RAMS工作流程和各部门RAMS工作中的职责.编制可靠性、维修性和安全性相关分析的RAMS技术规范和标准,明确每项工作的方法和标准,使每项RAMS工作都有明确责任人和标准模板.
3)RAMS信息管理平台构建.根据轨道车辆特点,按照RAMS信息的特征开发的RAMS信息管理、分析和应用的数字化RAMS信息管理平台.该系统将按照规定的程序和要求进行RAMS信息的收集、传递、加工、储存、更新、维护和利用,以提高信息工作效益和效率为目的,为全面收集、分析、处理及反馈列车研制与运营中的RAMS信息提供必要、快捷的渠道和实用工具.RAMS信息平台总体框架和登录界面分别如图3和图4所示.
4)产品项目应用和管理.结合产品项目应用RAMS信息平台、RAMS管理制度和RAMS分析技术规范,在实际产品项目中开展RAMS分析和管理。
2工程应用实例
我们设计、实施的RAMS工程技术体系在产品项目中应用,取得了良好的效果.现结合某动车组项目,从可靠性分配、故障模式影响分析(FMEA)、安全性分析、故障树分析、维修性分析和RAMS信息评估等方面对应用情况进行说明,具体如下.
2.1可靠性分配及FMEA分析
1)可靠性分配.根据给定的可靠性指标,结合各子系统现有的可靠性数据信息,采用评分分配方法,通过有经验的设计人员或专家对影响可靠性的最重要的因素进行打分,并对评分值进行综合分析而获得各单元产品之间的可靠性相对比值,根据相对比值对每个子系统分配可靠性指标,得到动车组子系统的可靠性指标.
2)FMEA.按照FMEA规定的分析方法和程序对构成产品的系统、子系统和零部件,或对构成工艺过程的各工序,或对运用维修过程的各种检查方法、维修措施进行了逐一分析.通过分析找出产品所有可能的故障模式,确定每一故障对人员和系统的安全、任务的完成、系统性能、维修性及维修要求等潜在的影响,并按其影响的严重程度及其发生概率,确定其危害性,找出薄弱环节,以便采取有效的措施消除或减轻这些影响.从而为提高产品可靠性和维修性提供科学依据,并为维修计划、后勤保障分析、试验计划的验证及检查等提供信息.
2.2安全性及故障树分析
1)隐患识别及分析.利用系统安全性工程方法,识别了动车组的隐患,充分考虑了人员、过程和系统运行模式,并完整地记录了结果,评估其风险,从设计、工艺、运营和维修等方面进行改进,使风险降低到容许风险范围,实现风险的全面管理和控制.
2)故障树分析.利用FTA寻找重大或频发故障的原因和/或原因组合,即寻找导致故障发生的所有故障模式,协助分析人员发现潜在故障,发现设计较薄弱环节,指导故障维修,以便改进设计或使用和维修方案.例如对故障代码为25EF的故障进行故障树分析.
2.3维修性分析
为了保持和恢复产品的固有可靠性和安全性,即按设备的可靠性状况,以最少的维修资源消耗,应用逻辑决断方法来确定所需的维修内容、类型、间隔期和维修级别,制定预防性维修大纲,从而达到优化维修的目的.时线分析表可以清晰的表示大量并行作业之间的时间关系,如表5记录牵引系统各保障工作项目的时线分析明细及人力人员的使用情况。
3结论
本文通过轨道车辆产品全寿命周期工作研究,确定了产品项目不同阶段的RAMS工作项目,研究并建立了包含RAMS管理、RAMS设计分析、RAMS信息和验证确认四部分RAMS工程技术体系,并通过组织、队伍、制度、规范和信息等方式在实际产品项目中进行了实施和应用,确定了技术体系的有效性.该RAMS工程技术体系的建设,对RAMS工程在轨道交通的应用和轨道车辆产品可靠性水平的提高都具有很强的理论和现实意义.
作者:王贵国 张荧驿 谈立成 李娜 曹源 单位:唐山轨道客车有限责任公司 北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心