基于流水线的机车制动夹钳检修工艺模式研究

0引言

制动夹钳是机车制动系统的核心部件,是制动功能的最终执行机构,直接关系到机车的安全运行。随着机车运营里程或时间的大幅增长,制动夹钳将逐步进入各级别检修修程。制动夹钳的检修不同于其新造,在过程管控方面存在更多工艺环节和过程异常,过程实现更加复杂和困难。因此,研究一种规范合理的工艺模式,有助于提升制动夹钳检修的效率和质量。如今精益制造的理念早已深入人心,数字化流水线也是工艺策划的常用方法之一。本文将基于数字化流水线的思维,探究流程规范、质量受控、运行高效的机车制动夹钳检修工艺模式。

1制动夹钳检修概述

机车检修制度是指为使机车在良好技术状态下可以稳定安全地运行,并通过合理的检修延长机车使用寿命而做出的进行检查和检修的计划方案。中国铁路机车采用的是预防性的定期检修制度,其检修修程根据机车运营里程或时间进行确定^[1]。制动夹钳的检修级别与机车整车保持一致。机车修程对应制动夹钳的检修方式如表1所示,本文所研究制动夹钳检修,是指解体检修,在状态检查方式下,制动夹钳不会从整车拆下。

2制动夹钳检修流程

本文所讨论的制动夹钳解体检修的流程, 自整车上拆下开始,到制动夹钳完成检修重新作为合格品交付为止。通过对制动夹钳的结构分析^[2],结合检修过程的分解,梳理出制动夹钳检修流程如图1所示,可以看出制动夹钳的检修流程主要涉及清洁、判定、物流、作业、记录等环节。为建立标准化检修工艺模式,需将检修流程中涉及的所有环节纳入研究策划。

3制动夹钳检修工艺模式建立

流水线是现代企业产品制造的有效解决方案之一,具有规范化、精细化、高效化等优点,同时也更便于向智能化、信息化进行迭代演进,具有非常重要的现实意义^[3]。对于制动夹钳检修工艺模式,也可以从流水线的视角进行研究,以流水线为载体进行构建,实现其标准化及可复制性。

3.1 总体架构

基于流水线的思维,可以将制动夹钳检修的所有流程和环节归纳为三条“线”,即实体线、物流线、信息线,三条线共同构成制动夹钳检修工艺模式,相辅相成、并行贯穿于制动夹钳检修的全过程。由此可以得出制动夹钳检修工艺模式的总体架构,如图2所示,在实体线的推进过程中,各工序环节与物流线发生产品实物交互,主要包括成品流转、零件流转、工序间流转等;各工序环节与信息线发生数据信息交互,主要包括指令传递、文件下达、数据采集、数据汇总等^[4]。

3.2 实体线规划

在实际业务中,制动夹钳检修实体线需要适应不同的场地、需求及预算,会有千变万化的建设方案。为了使制动夹钳检修工艺模式标准化和可复制,本文研究采用模块化的方法,将实体线分解为多个功能相对独立完整的区域,并结合精益理念进行紧凑、连贯的实体线布局规划。

将实体线分解为外观清洁区、完全解体区、零件清洁区、检验配盘区、组装区、试验区、缓存区等功能区域,其布局规划如图3所示。上部虚线框内主要为预备工序,下部虚线框内主要为制造工序;黑色箭头串联的区域在实体建设时可通过硬件线体贯通和集成;缓存区的理念主要考虑检修过程的节拍柔性和均衡的需求,贯穿于全过程,可根据实际需要进行取舍;组装区和试验区可根据产能需要进行工位划分。

3.3物流线规划

一条产品流水线的运用效果,不仅在于硬件设施的稳定可靠,还在于高效平衡的物流设计。基于实体线的模块化布局进行物流线规划,需体现外部物 流、内部区域间、缓存策略的物流逻辑。

物流线规划如图4所示。实线箭头是理想状态的单件连续流物流路线,即确保所有检修工序和环节的作业节拍均衡、人员配置充足、做到无缝对接,可以实现流水线实体和物流路线的同步高效运转;虚线箭头是基于过程缓存的辅助物流路线,用来调节作业不均衡、人员不充足、物料不齐套、过程不合格等非理想状态下的等待和中断,缓冲过程异常对产线运行的不利影响。在进行检修工艺模式规划和产线搭建时,过程缓冲是必要且更加符合一般企业实际情况的。具体物流的实现方式可以采用AGV、储运一体小车、人员搬运等。

3.4信息线规划

在企业数字化转型的大背景下,任何一种制造模式的规划都必须进行信息化维度的革新。制动夹钳检修实体线搭载的信息线,在产线内要构筑小的信息生态圈,在产线外要接入大的信息生态圈,用信息指令、数据资源将检修过程中的各个环节串联起来。

信息线规划如图5所示。MES系统和CAA系统通 过显示终端向检修实体线下达任务、指导作业;检修实体线通过手持终端、智能装备向各系统集成过程数据、反馈任务情况;MSA系统汇总所有过程数据及报告,进行过程质量分析、过程运行分析,向过程优化提供反馈。

4制动夹钳检修工艺模式的保障措施

制动夹钳检修工艺模式的建立,除了做好实体线、物流线、信息线的规划,还需要人员、组织、制度层面的保障,如此才能实现工艺模式实体的标准化和配套管理的规范化,构建具有复制推广意义的制动夹钳检修工艺模式。

4.1 人员规划

围绕制动夹钳检修工艺模式的建立,需要配置的人员可以分为管理和作业两类。从职能和技能来讲,管理人员包括但不限于计划管理、工艺管理、质量管理等,作业人员包括但不限于物流作业、检验作业、拆装作业等。基于此,设计人员规划矩阵如表2所示,给出了人员占比、专业需求、相关知识的设置建议。

4.2组织规划

基于人员规划建立制动夹钳检修工艺模式下的合理组织,是确保新工艺模式有效运行的有力举措。

在实际工作中,可以从业务职能和内部关联的角度建立可适用的组织架构的概念。当然这个组织的规划可以与企业现有组织架构相融合,不单独设立机构。本文提出一种适用于制动夹钳检修工艺模式的组织架构模型,如图6所示,为扁平化架构,能够提高沟通效率,并且在最下的执行层面存在较多的互动。

4.3制度规划

制度是对于管理实践的提炼和总结,也是对有效可行的管理过程的标准和固化,有效和高效的运营必然需要完整的制度流程。针对制动夹钳检修工艺模式,参考质量管理体系的文件架构,进行四级制度规划,如图7所示。相关制度、文件和记录的呈现可以采用信息化方式进行。

5制动夹钳检修工艺模式的优势和不足

本文所研究的制动夹钳检修工艺模式能够为企业提供参考和借鉴,成为一种较为固化的范式。对这种工艺模式的主要优势和不足阐述如下^[5]。

制动夹钳检修工艺模式的主要优势在于:1)标准化,便于复制移植,可推广性强;2)模块化,柔性灵活,适应不同场景需求;3)信息化,便于数据整理和分析,契合数字转型趋势;4)集成化,降低管理幅度,提升管理效率。

制动夹钳检修工艺模式的主要不足在于:1)技术细节体现较少,需要企业自身在应用中研究完善;2)前沿技术引用较少,需要企业自身在规划中考虑向后迭代升级的机会。

6结束语

本文研究了机车制动夹钳检修工艺模式,基于流水线思维,从检修概述、检修流程、模式建立、保障措施、优劣分析等维度进行了梳理和总结,通过建立“三线(实体线、物流线、信息线)一体”的标准模型,开发了一条模块化、标准化、信息化、集成化的检修工艺模式构建路径,可以适用于机车制动夹钳检修工艺模式在不同企业、不同场景下的构建需求。同时,这种模型和思路也能为企业同类型业务的开展提供参考。

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2024年第18期第18篇