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上海地铁工务精益管理和智能化检修的创新实践
来源: 时间:2021-11-14 浏览:

从1993年到2020年,历经27年的沉浮演变,上海地铁实现了跨越式发展,从1条线到18条线,从0公里到729公里,上海地铁已成为全球规模最大的城市轨道交通运营网络。

作为上海轨道交通全网运营的线路轨道、站桥隧设施设备维护管理的主要承担者,上海地铁维护保障有限公司工务分公司(以下简称“工务分公司”)管理着上海地铁全路网1821km轨道、722km隧道、445km桥梁结构及附属设施设备的检测、养护、维修及改造工作,以及轨道交通安全保护区外业巡视及项目监护工作。

面对日益攀升的地铁运营线网规模,与日俱增的设施设备运维压力,成立近30年来,工务分公司始终秉持“匠人”精神,攻坚克难、砥砺前行,积极推行运维检修的精益化管理。目前,工务分公司从计划管理、设备管理、作业质量、作业安全、人员培训等各个维度推广精益检修经验。

不仅如此,工务分公司实行“检修分离”的模式,从组织架构层面,对检查业务实行独立管理,组建了两个网络层面的状态管理部门,专门负责轨道、结构的检查、巡查、测量以及状态综合分析,以此形成设备病害“发现——解决——复查”的闭环管控。日前,RT轨道交通记者采访了工务分公司总经理 周亮,深入了解了上海地铁工务运维和检修的精益化和智能化管理的实践与经验。

引进大型装备替代人工作业

提高设施设备的检修效率

近年来,随着上海地铁线网规模的不断壮大,人工夜间作业效率已不能满足超大规模网络运营的需求。因此,推进装备化是缓解检修压力、解决人工检修效率低下的有力手段。从2010年起,工务分公司逐步引入轨道检查车、钢轨探伤车、钢轨焊接车等大型装备,目前已拥有17台套大型装备,逐步替代了传统人工作业,提供了夜间检修效率。

上海地铁轨道检查车采用C型车车辆限界,其检测速度平均达到50 km/h。轨道检查车配置有轨道几何尺寸测量设备、钢轨全断面测量设备、自动定位设备、加速度测量设备及波磨测量设备等。钢轨探伤车配置了探伤设备、耦合水设备及信号分析处理设备,具有自动对中功能和轨面视频功能。为了提高作业效率,钢轨探伤车与轨道检查车一同编组上线检测。

以轨检车、探伤车为平台,搭载视觉感知技术,能够在检测轨控伤损数据的同时覆盖隧道面、道床面,形成360°无死角的结构病害图谱,加以AI视觉识别技术,工务分公司将检测车打造成为工务跨专业、高融合的检测平台。

这些大型装备的引进使得母材探伤及轨道检查的效率提升了30倍,高精度传感器的使用和极少的人工介入使得数据更加客观,可真实反映设施设备的状态。周亮说:“大型装备的数量必须与上海地铁路网里程形成正比,随着上海地铁线网规模的进一步扩大,我们已启动了新一轮的采购计划。”

构建工务智能运维系统

实现设施设备由周期修向状态修的转型

当前,上海地铁正在全力推进企业数字化转型,智能运维已深入到车辆、通信信号和供电等设施设备的方方面面,工务专业也不例外。周亮表示:“传统技术管理已不满足生产精细化的需求,大量现场数据亟待整理、筛选、分析、挖掘。”

为此,2019年,工务分公司制定了信息化总体规划,构建工务智能运维系统,包含基础层、感知层、管理层和决策层。周亮说:“在基础层,我们构建了设备树、病害树和工艺树的标准体系;感知层,包含了装备化的一系列成果以及布设在现场重点地段的在线监测传感器;管理层,针对轨道、隧道、桥梁建立了专业的设备数据管理平台,形成设备履历、病害履历,通过空间、时间以及设施设备属性的分析,大量的数据积累,同时集成日常生产数据板块,通向最终的决策层。”

依靠传统人工目视判断方式,难以高效准确完成病害识别工作。智能运维系统通过超声探伤或线阵相机打描手段,可获取大量设施图像信息;利用机器学习新技术手段,可实现对病害的图像智能识别。以隧道表观病害识别为例,智能运维系统通过机器学习技术,不断进行实际样本的识别训练,目前隧道渗漏水识别率可已达90%。

智能运维系统通过离线检测及在线监测收集了海量数据,其数据管理子系统可实现对设施状态信息的高效管理,实现对钢轨伤损及几何超限病害相关数据的高效存储、查询及统计。通过数据管理子系统进行状态信息管理,还能为后续状态评估及趋势分析等工作提供基础。

周亮表示:“ 智能运维体系明显提升了关键设施的安全状态管控能力,能对海量的检测监测信息进行高效管理和利用,为后续实现设施状态长期趋势分析、实现设施安全状态智能预警提供基础,并将推动设施设备由‘周期修’向‘状态修’的转型”。

开展全寿命周期“资产墙”分析

从不同维度对未来投入进行预测

历经过去20年的大发展,上海地铁已有大量密集投运峰值的资产,其安全性、可靠性将逐渐下降,并将陆续进入大修期,由此上海地铁客观上产生的技术改造需求将越来越密集,而集中改造会带来较大的资金及施工管理压力。

为此,工务分公司正在对线路开展基于资产全寿命周期“资产墙”分析,对于进入大修期的线路,工务分公司采用分段维修、提前大修等策略,调整“资产墙”峰值,合理安排改造,从不同维度对未来资产的资金投入进行合理预测,缓解资金和施工管理压力。

比如,对于即将进入大修期的7号线,工务分公司根据设备状态,对状态较差的部分区段进行集中整治,变相将整条线路的大修周期拉长。而对于即将进入大修但焊缝伤高发的6号线,工务分公司提前安排进行换轨大修。“基于资产全寿命周期‘资产墙’分析,根据不同设备状态、不同资源要求,调整大修计划,是我们应对大修期的重要策略。”周亮如此表示。

事实上,面对不断扩大的线网规模和即将到来的大修期,工务分公司还面临三大矛盾,也即“维护施工需求与配套资源不匹配造成的矛盾”、“组织架构与维修规模不匹配造成的矛盾”、“设备增长速度与人才培养速度不匹配造成的矛盾”。对此,工务分公司分别采取了相应的应对策略。

首先,维护施工需求与配套资源不匹配是指越来越大量的夜间维修对于施工点、施工队伍的需求越来越大,而有限的资源会给维修施工的开展带来制约。对于正线施工点制约,自2014年以来,工务分公司不断探索,通过春节停运、周末停运、末班车提早收车等多种运营调整进行集中整治的大修方式,形成了一套成熟的、以提高施工效率为目的的专项施工组织方案。不仅如此,工务分公司有意识地通过委外项目培养专项施工队伍,扩大上海市场队伍的数量及能力。

其次,组织架构与维修规模不匹配是指传统的以一线班组工区为重心开展生产的模式,越来越无法适应不断扩大的维修规模,亟需在策略层面予以支持。因此,工务分公司正在尝试组建状态数据支持部门,重点强化其状态分析能力的建设,智能平台围绕其需求进行打造,使其具备对故障成因、故障规律、维修策略的支撑能力。

再次,上海地铁的规模扩张仍在加速,对技术、管理人才的数量、质量要求也越来越高,如何加速人才培养成为工务分公司不得不重视的管理课题,同时未来的骨干培养要配合好公司转型发展的方向,对数字化人才、复合型人才、管理型人才均需要制定专项培养战略。为此,人才培养体系的打造,已被列入工务分公司“十四五”建设的重点。

展望未来,上海地铁将形成1000公里的超大轨交网络。工务分公司与上海地铁共生共长,互为融合,将致力于不断提升管理能力和管理效率,为上海地铁的安全运行保驾护航。

为此,工务分公司已拟定了“核心业务自主化、常规业务市场化”的发展战略,努力提升核心业务的管理能力,确保设备状态可控;同时将常规业务推向市场,通过多种形式的灵活委外,减轻自身企业运营压力。

(内容来源:RT轨道交通网)



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