关于轨道车辆全寿命服务中保障备件供应量测算方法的研究

邴昱凯,侯沫

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春 130062

摘要：轨道车辆维修维护企业为了满足未来服务的需要，暂时性储备闲置料件，会占用大量资金及管理资源。针对轨道车辆日常运维检修及车辆架大修项目，本文分析了轨道车辆全寿命服务策划时，如何测算预防性维修及故障维修所需的保障性料件。此方法在满足客户服务水平的同时对企业来讲最经济，为企业管理者在决定投标和项目执行时提供一个科学的定量参考依据。

关键词：全寿命服务  事件发生平均间隔时间  最佳库存备件量  客户服务水平

1  前言

    随着国内外市场环境变化，轨道车辆制造企业正逐步向以客户订单需求为中心向“新造+维保+检修”的可选模式转变，逐步形成了全寿命周期运维服务一体化的解决方案。做好全寿命服务的关键因素包含：

    本文针对主要针对用于日常维修维护中所用备品备件、易损易耗件及架大修（高级修）所用的周转件测算进行介绍。

2  保障备件数量选择策略

备品备件、易损件/消耗件材料的正常廉价供应，是确保轨道车辆长期正常运行和维持低成本运营管理的重要环节。

初始计算应基于最佳库存备件量RF的计算过程，零部件日需求数量=（车队的列车数量乘以零部件配置数乘以零部件工作时间除以非计划性平均拆卸间隔时间。平均备件量等于交付周期乘以零部件日需求数量。

如拆卸的零部件无法维修只能更换的情况，则交付周期为制造周期加运输时间。

车辆的零部件故障导致需要更换或维修的事件相当于以极低的概率离散的出现，因此应采用泊松分布来计算最佳库存备件量，泊松分布主要用来描述大量重复试验中概率较小事件出现的次数。

在计算RF时，服务水平描述了备件以“可服务”状态在库存中可用的可能性，即库存中所需的相应零部件数量（分别是在修理/拆卸另一零件期间所需的零部件数量）。对于最佳库存备件量，客户服务水平要求越高，安全系数要求越大，两者关系并不是仅仅成正比，当服务水平达到一定程度时安全系数会指数级增大，即需要准备的备件量越大，服务水平的提升，代表着我们需要更多的库存备件量，如何平衡两者关系需要高层管理人员需要解答的问题，本文就不深入介绍了。通常服务水平最佳建议根据实际情况选择95%至99%之间。

应用实例如下，为了计算某车队空调送风机的最佳备件量，设定车队列车数量Nc等于10列，每辆车的空调送风机数量为4个/辆，每列车8辆编组，每列车的空调送风机数量Neq 等于32个/列。送风机的平均工作时间根据运行时间可以估算（根据历史记录或者搭载状态监控设备）为t等于17小时/天（每天17个工作小时）。根据系统故障历史记录，非计划性平均拆卸间隔时间，MTBUR等于10500小时（运行小时），同时表1描述了备件量需求分析。

表1备件量需求分析

日期	事件	日期	事件
第1天	需要0.5个	第8天	需要4个
第2天	需要1个，拆卸并安装库存件，采购或维修	第9天	......
第3天	......	第10天	需要5个，ASL消耗完
第4天	需要2个	第11天	第2天的需求料件交付
第5天	......	第12天	......
第6天	需要3个	第13天	第4天的需求料件交付
第7天	......	第14天	......

因此，日需求量计算结果如下：

DD约等于0.5个/天，交付周期TAT可由分包商提供，本次规定为10天，则平均备件量ASL计算如下：ASL等于5个，服务水平选取95%，RF约等于8.7个，即服务水平达到95%的最佳库存备件量为9个。

4  周转件数量选择策略

周转件数量R的确定受以下三方面的因素影响：工厂的生产流程及作业计划；周转件维修的周期；周转件运输的时间。

工厂的生产流程及作业计划方面，工艺流程的确定决定了周转件从拆卸到需求的时间间隔，将此间隔时间定义为需求间隔，工厂的作业计划决定了车辆的产量，一般按照全年每月的最高产量来平衡周转件数量，将这个参量定义为最高产能，车辆实际入修数量与最高产量的比值定义为饱和度，饱和度操作1时按照1计算。

周转件的维修周期定为维修周期，周转件的运输时间包括发运时间及返回时间，二者之和定为运输时间，每月按30天计算。如以日产量进行计算，需要引入维修物料比例的概念，以受电弓为例，某公司车辆的日产量为4辆，每列车8辆编组，每列车受电弓为2台，即维修物料比例为1/4。而按照车辆的日产量为4辆计算，每天仅1台配置受电弓的车辆进行维修。

以日产量进行计算，需考虑工作月工作时间，如月工作24天，需在计算中考虑加入月工作时间的概念，周转件的需求数量计算公式如下：

周转件数量等于最高产能乘以维修物料比例乘以饱和度乘以（维修周期+运输时间-需求间隔）乘以月工作时间除以30。

仍以受电弓为例：最高产能C为4辆车/天，饱和度λ为1，维修物料比例k为1/4，维修周期Tr为20天，Tt运输时间为15天，Ti需求间隔为5天，月工作时间T

w为24天，每月按30天计算。需储备的周转件数量等于24台

即需要储备24台的周转件，即12列周转受电弓。

表3描述了周转件需求分析，因月工作时间Tw为24天，为便于计算假设每个月为固定30天，且固定6天休息日。

表3周转件需求分析

日期	事件	日期	事件
第1天	需求间隔第1天，需求0个	第22天	休息
第2天	需求间隔第2天，需求0个	第23天	需求第14个
第3天	需求间隔第3天，需求0个	第24天	需求第15个
第4天	需求间隔第4天，需求0个	第25天	需求第16个
第5天	需求间隔第5天，需求0个	第26天	需求第17个
第6天	需求第1个	第27天	需求第18个
第7天	休息	第28天	需求第19个
第8天	需求第2个	第29天	休息
第9天	需求第3个	第30天	休息
第10天	需求第4个	第二月第1天	需求第20个
第11天	需求第5个	第二月第2天	需求第21个
第12天	需求第6个	第二月第3天	需求第22个
第13天	需求第7个	第二月第4天	需求第23个
第14天	休息	第二月第5天	需求第24个，第35天首批周转件到货
第15天	休息	第二月第6天	需求第25个
第16天	需求第8个	第二月第7天	休息
第17天	需求第9个	第二月第8天	......
第18天	需求第10个	第二月第9天	......
第19天	需求第11个
第20天	需求第12个
第21天	需求第13个

5  结论

随着轨道车辆全寿命周期服务业务的不断拓展，如何通过合理化的技术和管理手段保障车辆的使用性迫在眉睫。保障备件供应量测算方法能够确定各种型号的最佳布局，以确保服务的有效运作，减少浪费及供应不及时问题，提高维修维护效率，值得广泛推广。

参考文献:

[1] ISO55001:2014   资产管理-管理体系-要求

[2] EN50126:2017铁路应用—可靠性、可用性、维修性和安全性(RAMS)的规范和验证

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