【正文】 學(xué) 院： 機械與電子控制工程學(xué)院 專 業(yè)： 工業(yè)工程 姓 名： 孟涵 學(xué) 號： 05224016 指導(dǎo)教師建議成績： 評閱教師建議成績： 答辯小組建議成績： 答辯委員會意見： 2 最終成績： 主管教學(xué)副院長或答辯委員會主席簽字： 年 月 日 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 題 目： _鐵路機車設(shè)備維修問題的研究 ____________________________ 適合專業(yè)： _工業(yè)工程 ___________________________________________ 指導(dǎo)教師（簽名）： 提交日期： 2020 年 1 月 25 日 學(xué) 院： 機械與電子控制工程學(xué)院 專 業(yè)： _工業(yè)工程 ____________ 姓 名： _ 孟涵 _________ 學(xué) 號： _05224016_____________ 畢業(yè)設(shè)計（論文）基本內(nèi)容和要求： ； 2. 對鐵路機車相關(guān)設(shè)備進行調(diào)研，了解其維修（尤其是狀態(tài)修）的現(xiàn)狀，進行總結(jié)評價； ，提出進行狀態(tài)修的可行方案。 畢業(yè)設(shè)計（論文）重點研究的問題： 1．如何有效收集設(shè)備的實際故障情況； 2．探討設(shè)備狀態(tài)修的可行方案。 參考資料推薦： 查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻 15 篇 Andrew . Jardine,《維修、更換與可靠性》， CRC 其他要說明的問題： 無 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 1 題 目 ： _鐵路機車設(shè)備維修問題的研究 ____________________________ 學(xué)院： 機械與電子控制工程學(xué)院 專 業(yè)： _工業(yè)工程 ______________ 學(xué)生姓名： 孟涵 學(xué) 號： _ 05224016_________ _ _ _ 文獻綜述： 1. 維修的概論 基本含義 設(shè)備在使用過程中，其零部件會逐漸產(chǎn)生磨損、變形、腐蝕等現(xiàn)象。 分類 維修的類別是根據(jù)由不同原因促成并在不同地點、不同時間發(fā)生且用不同方式進行的各種維修活動來劃分的。 為防止裝備在使用中出現(xiàn)故障，應(yīng)制定計劃對裝 備進行維護，以保證其正常工作。 1） 定時 維修 屬于時間計劃的預(yù)防性維修的一種。 2） 役齡 維修 屬于時間計劃的預(yù)防性維修的一種。這也是一種預(yù)防性維修。處理未經(jīng)預(yù)防性維修的裝備的故障，通常叫做普通事后維修。 狀態(tài)修 本課題主要以 預(yù)防維修 理論為基礎(chǔ)， 狀態(tài)修理論為重點， 了解我國鐵路設(shè)備維修狀況。 狀態(tài)修的實質(zhì)是將目前的定期、定型和分解型的維修方式改變?yōu)閷崟r、在線式的狀態(tài)監(jiān)測，通過對車輛的技術(shù)診斷，隨時掌握設(shè)備出現(xiàn)的故障及運轉(zhuǎn)工況，有效地確立以功能為中心和非分解型的設(shè)備維修方式。 文獻指出，我國鐵路設(shè)備維修在某些零件的維護上已經(jīng)開始進行狀北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 3 態(tài)監(jiān)測維修?？梢?，對不同的機車零件應(yīng)采用不同狀態(tài)修監(jiān)測技術(shù)，使得最合理化、最經(jīng)濟化。決定狀態(tài)好壞的主要依據(jù)是 : (1) 計算機信息系統(tǒng)提供 的機車及部件履歷 (2) 以機油光譜分析為主的檢測診斷系統(tǒng) (3) 車載微機控制診斷系統(tǒng)提供的信息 (4) 必要的人工檢查 [4] 主要表現(xiàn)在 : (1) 維修周期較長，而在修時間較短。 (3 )勞動生產(chǎn)率高，經(jīng)濟效益好。計劃預(yù)防檢修是指：根據(jù)車輛主要零部件的損傷規(guī)律和使用期限，確定合理的檢修循環(huán)結(jié)構(gòu)和檢修 周北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 4 期．在尚未發(fā)生故障之前就對車輛進行修理，消除車輛零部件的缺陷和隱患，預(yù)防車輛故障發(fā)生的一種檢修制度；按技術(shù)狀態(tài)檢修是指：車輛在運用中發(fā)生故障時才進行修理，發(fā)現(xiàn)一件故障就修理一件，每次修理無一定的作業(yè)范圍及檢修工作量，對車輛不作徹底修理，車輛使用到規(guī)定年限就報廢的一種檢修制度。造成計劃修過度現(xiàn)象，機車檢修從預(yù)防修逐步過渡到狀態(tài)修是機務(wù)系統(tǒng)修制改革的一個奮斗目標(biāo) [7]。 造成檢修周期短、修理頻率過高的原因，在于機車的技術(shù)狀態(tài)并不十分理想，甚至有些機車破損待修。另一方面，在于其它行業(yè) (如鋼材加工工藝等 )發(fā)展的先進成果不能很快地應(yīng)用到鐵路上來，造成鐵路設(shè)備陳舊落后。在檢修制度中，應(yīng)是時間間隔與走行公里數(shù)相互并存的狀況，兩者相互協(xié)調(diào)、相互制約、才能真正保證機車的技術(shù)質(zhì)量。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 5 這種局面的形成，使檢修費用大大超過了其購置費用，機車不能及時更新、報廢，并且隱藏著不安全的因素，這在經(jīng)濟上是不合理的。 4. 課題的意義 鐵路機車是鐵路運輸中的主要牽引動力設(shè)備，是構(gòu)成鐵路綜合運輸能力的重要組成部分 [8]。然而，在機車的維護維修方面，還存在眾多不足。這種計劃預(yù)防定期檢修制度越來越難以適應(yīng)列車提速、重載、高密度的發(fā)展，逐步顯露出它的落后和不足，主要表現(xiàn)在檢修周期短、在修時間長、維修成本高、機車運用效率低、總的經(jīng)濟效益差，零部件有效壽命浪費嚴(yán)重，有些部件在拆裝過程中造成無謂損壞，這也就不可避免地存在 “ 失修 ” 和 “ 過剩修 ” ， 維修手段的落后從某中意義上說已成為行車安全的隱患 [10]。 2020年鐵道部公布的《技術(shù)規(guī)程》中明確提出鐵路機車應(yīng)實行計劃預(yù)防修，實施主要零部件的專業(yè)化集中修和定期檢測狀態(tài)修 [11]。本課題主要通過 實地調(diào)查，了解我國鐵路設(shè)備維護已實行狀態(tài)修的情況。依據(jù)設(shè)備的基本情況，選擇合理的維修方式，合理安排檢修工作，以最少的資源消耗，保持設(shè)備的安全、經(jīng)濟、可靠的運行能力。 5. 課題的內(nèi)容 本論文是在閱讀大量文獻的基礎(chǔ)上，通過實地調(diào)研來研究我國鐵路機車零件維修。主要完成以下工作： (1) 分別對對兗州、濟南機務(wù)段進行調(diào)研，獲取數(shù)據(jù) (2) 對機車設(shè)備輪箍現(xiàn)有的狀態(tài)維修方式進行分析 (3) 采用比例故障率模型（ PHM）分析輪箍狀態(tài)維修 (4) 根據(jù)數(shù)據(jù)建立發(fā)動機預(yù)防性維修最佳周期 (5) 提出發(fā)動機狀態(tài)修可行方案 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 7 主要參考文獻： [1].呂文元，先進制造設(shè)備維修理論、模型和方法，北京：科學(xué)出版社2020， 4： 2124 [2].洪倫耀，預(yù)防性維修策略的研究 [J].西部電子， 1992,2(10): [3].宋磊，鐵路機車狀態(tài)修論述 [J].礦路工程， 2020， 9： 17， 18 [4].羅松柏，鐵路貨車由預(yù)防修過渡到狀態(tài)修之我見 [J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2020， 5（ 235） :12 [5].張文琴，牛芳，內(nèi)燃機車逐步實現(xiàn) “狀態(tài) 修 ”的探討 [J].內(nèi)燃機車，2020， 10（ 368） :20 [6].劉小平，設(shè)備狀態(tài)修理探索與實踐 [J].設(shè)備管理與維修， 2020， 1:13 [7].柳蔣茹 ,矯云朋 , 礦用鐵路機車設(shè)備維修機制探討 [J].2020， 6（ 3） :47,48 [8]榮佑范 .鐵路線路維修與大修 [M].北京 :中國鐵道出版社 ,2020. [9]儼健 .線路養(yǎng)護維修存在的問題及其解決辦法 [M].中國鐵路 ,2020. [10]鐵道部設(shè)備辦公室 .鐵路設(shè)備管理手冊 [M].北京 :中國鐵道出版社 ,1991. [11]劉小平 .設(shè)備狀態(tài)修理探索與實踐 [J].設(shè)備管理與維修 ,2020(1):3456. [12].彭惠民 ,前景光明的車輛狀態(tài)修 [J].鐵道知識， 2020， 4： 38 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 8 研究方案： 1. 理論基礎(chǔ)： 狀態(tài)修模型：（ 1）經(jīng)典狀態(tài)監(jiān)測方法 （ 2）比例故障率模型 定時維修 ：（ 1） weibull 分析 （ 2）最佳維修周期計算 ： （ 1） 通過實地調(diào)研， 選定一種鐵路機車設(shè)備（如車輪、軸承） （ 2）收集數(shù)據(jù)（如實效數(shù)據(jù)、維修費用、維修時 間） （ 3） 采用預(yù)防性定期模型分析數(shù)據(jù)，建立預(yù)防性維修最佳周期 （ 4） 采用狀態(tài)修模型對設(shè)備數(shù)據(jù)進行分析 （ 5）提出狀態(tài)修最佳方案 ： 通過分析確定出該設(shè)備可行的 預(yù)防性維修，尤其是狀態(tài)修的最佳方案。 我國鐵路機車采用的 傳統(tǒng)維修方式 檢修次數(shù)較 為 頻繁，修理時間較長，車輛運用率 不高 ， 越來越難以適應(yīng)列車提速、重載、高密度的 發(fā)展 。因此， 將狀態(tài)修引入鐵路設(shè)備系統(tǒng)具有重要的研究意義。通過對濟南、兗州機 務(wù)段進行實地調(diào)研，獲取了機車輪箍與發(fā)動機的維修數(shù)據(jù)， 運用數(shù)學(xué)方法建立系統(tǒng)運行狀態(tài)與系統(tǒng)壽命的關(guān)系模型 。應(yīng)用 OREST軟件，建立了發(fā)動機預(yù)防性維修最佳周期， 并據(jù)此提出 了 狀態(tài)修方法應(yīng)用于機車 發(fā)動機等 重要零件的設(shè)想。自 1958年第一臺國產(chǎn)內(nèi)燃機車試制成功至 60年代初期投入鐵路運用至今有近 50年歷史，經(jīng)過制造、運用、維修部門的共同努力，機車的技術(shù)狀態(tài)有了改善，性能得到提高，為完成鐵路運輸任務(wù)發(fā)揮了重要作用。我國現(xiàn)行的機車檢修制度是沿用 50年代蒸汽機車修理模式和原蘇聯(lián)老的維修制度而形成的 [1]。其特點是以各型機車的主要部件的質(zhì)量壽命來確定各種修程的周期，有計劃地進行定期維修。但這種傳統(tǒng)的維修制度存在明顯的不足，尤其是隨著列車運量快速增加、運行速度及密度的迅速提高對機車的維修提出越來越高的要求。維修手段的落后從某種意義上說己成為行車安全的 大隱患。 1991年我國派出了第一個考察鐵道機車車輛維修制度的代表團，對美國和印度鐵路機車車輛維修度、規(guī)程、計劃、設(shè)施、方法和程序進行了考察。 自 2020年起，鐵道部對機務(wù)布局進行逐步調(diào)整，調(diào)整的重點放在適應(yīng)機車配置動車組和電力機車、高等級客車車底和大載重的機車逐步占據(jù)主導(dǎo)地位變化的運用和檢修制度上，以技術(shù)進步為前提，合理確定機車檢修辦法、機車檢修體制及人員安排辦法，逐步實現(xiàn)集中檢修、全面調(diào)整維修關(guān)系和管理辦法 [2]。 2020年鐵道部公布的《技術(shù)規(guī)程》中明確提出鐵路機車應(yīng)實行計劃預(yù)防修，實施主要零部件的專業(yè)化集中修和定期檢測狀態(tài)修 [3]。而且，狀態(tài)修符合維修改革的目標(biāo)，即能用最少的人力、財力、物力消耗，保持設(shè)備在全壽命期內(nèi)完成規(guī)定的功能。因此，積極推進機車車輛修制改革，在預(yù)防修的基礎(chǔ)上，開展?fàn)顟B(tài)修，換件修和主要零部件的專業(yè)化集中修，推廣先進檢修手段和維修裝備，形成運用、維修的現(xiàn)代化管理體系，建立和完善機車按走行公里進行檢修的模式是機車維修的發(fā)展趨勢。它是相對事后維修和以時間間隔為基礎(chǔ)的計劃維修制度而提出的，是以設(shè)備實際技術(shù)狀態(tài)為基礎(chǔ)的一種維修制度。 狀態(tài)修能有效地克服設(shè)備失修和過剩修兩大弊病，做到適度維修。 國外鐵路機車檢修制度的現(xiàn)狀及發(fā)展 隨著鐵路運輸業(yè)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，鐵路機車維修的綜合效益己成了人們所關(guān)注的問題，即用最小的費用，得到最高的運行可靠度和使用效率。 我國現(xiàn)行的鐵路機車檢修制 度不盡完善。制定北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4頁 4 新的機車檢修制度是一項復(fù)雜的課題，不進行專門的調(diào)查和試驗、研究，就難以達到最佳經(jīng)濟效果。 對鐵路機車車輛實行按其實際技術(shù)狀態(tài)修理起源于歐洲，目前在北歐一些國家發(fā)展較快。德國工 CE高速列車在回檢修基地前 100公里處，就根據(jù)列車監(jiān)視、故障 診斷的結(jié)果，通過信息系統(tǒng)傳遞給檢修基地，在列車還沒有到達之前已經(jīng)做好了一切檢修準(zhǔn)備。先進的故障診斷及地面信息管理系統(tǒng)是實現(xiàn)車輛狀態(tài)修的前提。 我國鐵路機車設(shè)備維護現(xiàn)狀 目前我國鐵路機車修理體制仍沿用舊的強制計劃修模式，一直采用預(yù)防定期修，即 “ 定期檢查、范圍修理 ” 。這種以預(yù)防為主的計劃預(yù)防修是依據(jù)多年來運用、檢修的實踐經(jīng)驗，在調(diào)查研究、試驗分析的基礎(chǔ)上制定的。但隨著我國機車內(nèi)電機車的換型，機車設(shè)計、制造水平的提高，修理工藝的不斷完善，新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用，機車制造質(zhì)量在穩(wěn)步提高，慣性故障在顯著減少，與我國鐵路運輸發(fā)展水平很不適應(yīng)，有必要對機車修理制度進行必要的改革，提高機車運用效率，以適應(yīng)鐵路運輸事業(yè)發(fā)展新情況。作 為鐵路運輸行業(yè)的動力系統(tǒng)，機車維修體制也同樣如此。上述的管理體制，在計劃經(jīng)濟體制的條件下，發(fā)揮了很大的作用。大修周期 :(80士 10)萬 km；中修周期 :23萬一 30萬 km；小修周期 ： 4萬 ~6萬km；輔修周期 ： 1萬一 2萬 km。機車的維修體制也不例外