第一篇：對電動葫蘆吊電氣故障分析和改進

對電動葫蘆吊電氣故障分析和改進

銳鋼捷鋼結構分公司

周智

王剛 吳海鋒

【摘要】：電動葫蘆由于具有結構簡單、占地面積小等特點，廣泛分布于鋼結構車間的各個生產區間。在筆者所管轄下的16臺電動葫蘆吊中，常見的故障主要有接觸器故障、斷火器故障、控制電纜故障，本文對這些故障逐一進行了分析和改進，改進后的故障率降低30%以上，效果顯著。

【關鍵詞】 電動葫蘆、接觸器、斷火器、控制電纜

電動葫蘆是將電動機、減速器、卷筒、制動裝置和運行小車等緊湊地合為一體的起重設備。具有重量較小、體積小、占用面積較小，結構簡單、成本低廉和使用方便的特點，廣泛分布于鋼結構車間的各個生產區間。在筆者車間所管轄的16臺電動葫蘆中，都存在相同的問題：接觸器失效、斷火限位器失效、控制電纜斷線等問題。

一、電動葫蘆吊常見故障 1.接觸器故障

接觸器觸頭接觸不良，使電動機缺相運行，加速了觸頭燒蝕，甚至出現熔焊現象，而電動機缺相運行使電動機絕緣下降速度加快，縮短電動機使用壽命甚至損壞。觸頭熔焊甚至導致設備事故和安全事故，因為如果接觸器三相觸頭一旦熔焊，即使松開操作按鈕，（此時接觸器主電路還是接通的，電動機依然在運行，電動機便失去控制，極易發生事故。）碰到限位保護開關，電動葫蘆也不會停止運行，造成嚴重的設備事故和安全事故。

2.斷火器故障

斷火器的失效主要可以分為外部故障和內部故障，常見的外部故障是斷火器與電葫蘆卷筒排繩器之間的連桿損壞（圖1 虛線框部分），或是鋼繩排繩器直接被外力拉壞造成斷火器失去安全限位的作用。斷火器內部故障主要表現為：因內部接觸點的燒損造成電機的缺相運行，嚴重時可燒損電動機。

電動葫蘆主電路原理圖如圖1所示

3.控制電纜故障

控制電纜故障導致電動葫蘆不能正常使用。

二、故障原因分析 1.接觸器故障分析

電動葫蘆吊升降電機的交流接觸器觸頭接觸不良和熔焊，常會有不同的原因所造成，根據對鋼結構車間葫蘆吊接觸器故障維修經驗進行總結，主要有三個原因：

（1）長期振動造成接觸不良或熔焊

接觸器長期工作在振動狀態，造成彈簧壓力減弱，造成觸頭壓力彈簧、復位彈簧壓力減小、導致觸點接觸不好，長時間拉弧，造成觸頭燒蝕嚴重甚至熔焊、接線氧化，接觸不良而造成缺相運行。

（2）頻繁操作導致觸頭燒蝕導致接觸不良或熔焊

由于電動葫蘆長期頻繁點動操作、運行負載較大，長時間工作在大電流工況下，導致觸頭部分燒蝕，接觸器觸頭接觸不良，使電動機缺相運行，加速了觸頭燒蝕，甚至出現熔焊現象，而電動機缺相運行使電動機絕緣下降速度加快，縮短電動機使用壽命甚至損壞。更為可怕導致安全事故。

（3）接觸器質量差

所選擇接觸器質量差，觸頭的滅弧能力小，使動靜觸頭粘在一起，三相觸頭動作不同步，造成缺相運行。

2.斷火器故障分析

斷火器的設計原理是直接控制電動葫蘆吊的卷揚電機的一次回路。

斷路器共有7個接線點，具體連接方式如圖3所示。圖3中KM1和KM2接觸器控制卷揚機的正反向運行；1--4為進線接點，5--6為出線接點，7為公共接點。當排繩器通過連桿對斷火器產生拉力作用時，1-5,2-6導通；當排繩器通過連桿對斷火器產生推力作用時，3-5,4-6導通。卷揚掛鉤上升到預定的上限或下限位時，斷火器則會斷開所導通的兩相一次回路，使電機停止工作，達到應有的保護作用。從電流的角都來說，電機一次回路電流大，在斷火器接點接通/斷開的瞬間會產生高壓電弧，燒蝕觸頭，時間長后，觸頭接觸不良使電機缺相運行甚至燒毀卷揚電機，或觸點熔焊粘死，嚴重時導致鉤子沖頂，達不到安全限位的作用。

3.控制電纜故障分析

控制電纜線折斷是由于電動葫蘆在操作使用過程不當受力而拉斷。原因之一是操作者操作使電纜線受力拉斷；原因之二是控制電纜本身線徑較小，一旦受力很容易拉斷；原因之三是控制電纜線較短，一旦移動極易受力拉斷。原因之四是電纜線本身質量原因，電纜線使用一段時間后，電纜表面劣化變硬變脆、開裂，受力鋼絲繩折斷等。

三、改進方法和措施 1.接觸器改進措施

（1）選擇質量合格國家認證的接觸器，選擇柳鋼其它二級分廠應用實踐后性能優良的產品，如施耐德、ABB等國際品牌接觸器。

（2）考慮到電動葫蘆吊的頻繁點動操作的特點，在安裝空間允許的條件下選擇容量大一檔的接觸器。如升降控制接觸器原有型號是CJX2-3201，選擇大一檔的接觸器CJX2-4011。

（3）定期點檢和維護，定期檢查，檢查接觸器安裝是否有松動、觸頭磨損情況，并將點檢結果形成報表，再結合實際生產情況，開展固定接觸器安裝螺桿、調整觸頭壓力彈簧、清洗、維修觸頭表面或更換觸頭、調整觸頭超程等維護工作，并做好維護記錄。

2.斷火器的改進措施

為了有效分擔啟動瞬間電流過大流過斷火器觸點，在1--5和2--6觸點之間接入KM7，在3--5和4--6觸點之間接入KM8，基本原理如下（以上升為例）：按下上升按鈕SB1---KM1、KT1線圈得電--KM7線圈得電KM7----觸點閉合，分擔啟動電流----延時---KM7線圈得電----KM7觸頭斷開，分流結束。

3.控制電纜改進措施

改進方案：1.控制電纜線在控制開關盒上端50mm處最易折斷，改用4平方塑料電纜作一段30cm控制電纜線，如圖5所示，改造完成后再也沒有發生過折斷故障。

四、結論

鋼結構公司電動葫蘆吊經過改進后的設備故障率大幅度降低。根據2013年初步統計，改進后電動葫蘆吊故障率降低40%以上，效果明顯。如果要想完全杜絕故障的發生，首先是要認真執行設備的二級點檢制度，定期對電動葫蘆關鍵部位進行定期維修和保養，其次是要求操作人員嚴格執行操作規程，杜絕違規操作對設備的損壞，確保電動葫蘆運行穩定。

【參考文獻】

【1】劉俊，對電葫蘆斷火器失效問題的分析及改進，技術應用，2013（9）

【2】李旭輝，上升限位開關失效分析，黑龍江科技信息，2013（3）

【3】劉英利 曹中權，鋼絲繩電動葫蘆的故障及其處理方法，起重運輸機械，2011（03）

第二篇：住宅電氣故障分析及其改進設計

住宅電氣故障分析及其改進設計

山西省醫藥規劃設計院(有限公司)楊兆慶1)摘 要 例舉了住宅居民用電中發生的一些電氣故障,分析了造成事故的原因,提出了在電氣設計方面需要

注意的若干事項及改進措施。

關鍵詞 電氣故障 接觸電阻 漏電保護

近年來住宅用電負荷不斷增長,造成電氣線路長時間處于過載狀態,導致絕緣老化,電氣事故不斷發生。據消防部門統計,我國電氣火災已位居火災成因之首,其中住宅電氣火災 占全部火災的50 %以上。隨著現代社會文明程度的提高,人們不僅對用電安全提出很高要求,而且對可靠連續供電的要求也越來越高。1 電氣故障及其原因分析 1.1 故障例舉

例1 :某住宅入戶處裝有漏電斷路器,但經常跳閘。測量戶內電氣線路無漏電,將漏電斷路器的輸出線路脫開,該斷路器仍跳閘,因此斷定為漏電斷路器出故障。在拆卸斷路器時看到出線樁頭處膠木底座酥松,刮后有粉狀物,表明漏電斷路器出線端子因接觸電阻過大造成熱過載,使得膠木碳化漏電所致。經過刮除碳化部分,漏電斷路器恢復正常工作。

例2 :一住宅衛生間電淋浴器連續使用后,線路發生斷電故障。檢查發現斷電位置在衛生間吊頂內,該吊頂內有幾個照明回路導線交叉縱橫,電淋浴器的導線也是從此接入,且接入導線截面偏小,接線處纏繞的膠布已烤焦脫落,導線經高溫氧化,接線頭已被熔斷。幸而吊頂材料為石膏板,否則可能引發電氣火災,故障原因是由于接頭處接觸電阻熱過載引起。例3 :在某高檔住宅設計中,住戶配電系統采用如圖1 所示接線方式。

總進線處設總漏電斷路器, 漏電動作電流整定為300mA ,并帶0.25 s 的延時(實際做法為斷路器+ 帶延時的漏電附件),住戶配電箱內照明和空調插座回路未設漏電開關,其他插座回路設有漏電開關。大樓投入使用后,就發生了多起全樓停電事故,住戶投訴到物業管理處,物業管理處也無能為力,因為漏電斷路器動作跳閘后,故障點很難定位, 如圖1 中d1、d2、d3 任一點處發生接地故障,總漏電斷路器就要動作。在未查清故障點并排除故障以前,很難合閘,只能全部拉閘后一級一級試投來確定故障部位。圖1 住宅配電系統 1.2 故障原因分析

分析例

1、例2 電氣故障不難發現接觸電阻過大是造成故障的主要原因。接觸電阻與接觸壓力、接觸面積、環境狀況及導體材質有關,并且接觸電阻是動態的,與電熱效應成正比[1 ]。接觸電阻過大,就會造成結點處熱過載,尤其在大負荷狀態下,電流大,結點處局部溫度很高,極易發生短路、斷路或引燃鄰近易燃物品,從而引發電氣火災。結點處的熱過載和導線電流過載性質完全不同,導線電流過載后,則該回路的斷路器會起保護作用,而結點處熱過載在導線電流值正常情況下也能引發電氣故障甚至火災。

例3 事故在很多樓內能發生,這說明在總進線處設總漏電斷路器有一定的問題?？傔M線處設漏電斷路器之后,整個住宅樓內的配電線路和電器設備均納入了它的保護范圍內。按《低壓配電設計規范》第4.4.22 條規定,多級裝設的漏電電流動作保護器,應在時限上有選擇性配合。因此,總進線漏電斷路器往往設有延時,一般取0.25 min～0.30 min ,照明和空 調插座回路不設防電擊漏電保護裝置,但這并不能保證這些設備和線路不會發生接地短路(漏電)故障,一旦這些地方發生接地故障,當接地故障電流達不到本回路上所設的斷路器(MCB)的瞬動電流值時,MCB 不會瞬動切斷故障線路,而總進線漏電斷路器可能會動作,使整個住宅樓停電,從而擴大了故障范圍。電氣開關選型不當造成電氣故障

近幾年我國電氣事業發展日新月異,新產品層出不窮,但一些設計單位和施工安裝單位往往并沒弄清電氣開關的特性而隨意選用。比如,有些漏電斷路器并無過載和短路特性,用在戶內回路上,如果戶內發生非接地過載和短路時,漏電斷路器的零序互感器無泄漏電流,漏電脫扣器就不會動作,這勢必會造成嚴重后果。類似情況還有設計者在各插座回路上選用無過載和短路保護性能的漏電斷路器,在入戶進線處選用斷路器作過載短路保護。由于入戶斷路器的額定電流值往往比戶內回路的額定電流值高出幾級,這就會造成戶內某一回路電流過載情況很嚴重時,入戶斷路器卻不動作,該分支回路的導線及漏電斷路器很可能被燒毀,甚至釀成事故。

其次,有些設計者為圖省事,每回路導線型號單一,往往造成有些回路導線截面偏小不合實際要求;有些設計則是上下級聯的額定電流失配,未經驗算。再者,不少住戶及裝修隊伍由于不懂電氣安全知識,家居裝修時隨意更換斷路器和導線,卻弄不清應選多大額定電流值的斷路器配多大截面的導線。住宅電氣設計的改進

我們已經知道結點處接觸電阻大會造成熱過載,引發電氣故障;總進線設漏電斷路器存在一定的問題;電氣開關的選用必須了解其特性,正確使用,否則也會引發電氣故障。因此,筆者提出下述幾點建議和改進措施。

3.1近年來家電品種日益增多,家電設備負荷趨大,如電淋浴器、電炒鍋、家用空調、飲水機、微波爐等《, 住宅設計規范》規定,每戶負荷按2.5 kW～410 kW設計就顯得很不夠,建議按610 kW～810 kW甚至1010 kW設計。

3.2 現在居民家中電器很多,因而希望戶內插座多多益善,而以前居民住宅內插座數量過少,居民家中插接板用的較多,很不安全。在美國,電氣法規規定墻上兩插座間的距離不許 超過3.6 m ,其家用電器規定電源線不小于1.8 m ,家用電器買來,左邊插座夠不著,右邊的插座一定能插上,買的電氣產品和工程配合,而我國的住宅設計規范規定的室內插座數量偏 少。筆者建議應當擴大插座數量,臥室、起居室設置4 組～5組,廚房、衛生間設置2 組,其余各處也適當增加。

3.3 分支回路數應當增加,線路截面積應適當留有裕量。以前的住宅分支回路數少,每回路所帶負荷增大,實際上等于減少了線路截面,其結果同樣是線路溫升增加。分支回路數增 加,相當于減少每回路的阻抗,這對降低住宅諧波電壓,減少諧波危害也是十分有利的。回路數增加后,就有條件將產生諧波的非線性負荷電器和對諧波敏感的電器做到分回路供電。這樣非線性負荷諧波電流在其分支回路的阻抗上產生的諧波電壓就不能危害到另一回路的敏感電器。筆者建議每戶住宅回路數不低于5 回路,面積大的住宅回路數應更多。線路截面積偏小的后果是電線發熱加劇、絕緣老化加速,易導致線間短路和接地故障,引起電氣火災和人身電擊事故。線路截面積適當留有裕量,還能滿足今后的負荷增大和電氣安全的要求。

3.4 雖然住宅設計規范規定總進線處設總漏電斷路器,但筆者認為應將防電氣火災的重點放在每套住宅內部,即總進線不設防電氣火災用漏電斷路器,而在每個電表出線處設漏電 斷路器,從而大大提高供電的可靠性,因為每套住宅的配電線路和設備均在漏電斷路器保護范圍內,漏電斷路器的整定容易把握,而且防電氣火災漏電斷路器一旦動作,停電的范圍也 僅限于本套住宅內,不會使故障面擴大。參考文獻

[1 ] 王厚余.接地的專門問題.電世界(實用接地技術專輯)__

第三篇：科研單位配電房電氣故障分析

摘要電氣故障分析及處理方法是電工和電氣技術人員必須掌握的一門實用技術,分析了配電房電氣故障的主要原因,即配電房三相負荷不平衡及變壓器故障,并提出處理方法,具有一定的參考價值。

關鍵詞科研單位;配電房;電氣故障;分析

電氣故障分析及處理方法是電工和電氣技術人員必須掌握的一門實用技術,熟悉而準確地排除電氣故障是每個電氣工作人員必須具有的基本功,尤其是科研單位和一級負載單位的電工。他們技術的好壞,直接關系到科研成果的研制和人們生命財產的安全。這就要求電氣工作人員不僅需要掌握電工基本理論,而且還要不斷地積累實踐經驗、從實踐中學習。現將配電房電氣故障的主要原因及解決方法總結如下。

1配電房三相負荷不平衡

配電房三相負荷不平衡指在電力系統中三相電流(或電壓)幅值不一致,且幅值差超過規定范圍。三相電壓或電流不平衡會對電力系統和用戶造成一系列的危害,主要有:一是降低變壓器的出力,危及配電變壓器的安全和壽命。二是使電動機定子的銅損增加,產生制動轉矩,從而降低電動機的最大轉矩和過載能力。三是引起發電機的附加發熱和振動,危及安全運行和正常出力。四是增加輸電線路的損耗。電壓每降低10%,線路損失增加17%。此外,在低壓配電線路中,會影響計算機正常工作,引起照明電燈壽命縮短(電壓過高)或照度不足(電壓過低)以及電視機的損壞。對于通信系統,會增大干擾,影響正常通信質量[1,2]。引起以相序分量為起動元件的多種保護發生誤動作(特別是當電網中同時存在諧波時),對電網安全運行有嚴重威脅。因此,造成科研樓大面積停電,嚴重影響了科研和辦公。

解決方法:一是按原設計規劃合理布線;二是根據實際需要合理分配負荷;三是根據實際需要合理增加電源。根據以上幾個原則和具體情況,從總體布線、量能分配,到線材型號、電能計量等,重新組織實施?？身樌鉀Q其三相負荷不平衡、線路跳閘、影響試驗的連續性及重要數據的遺失等問題,以及電壓偏低、電器設備不能正常使用、日光燈起跳不起來、辦公亮度不夠等問題。

2變壓器故障

變壓器的故障可分為磁路故障和電路故障。磁路故障一般指鐵芯、軛鐵及夾件間發生的故障,常見的有硅鋼片短路、穿心螺栓及軛鐵夾緊件與鐵芯之間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。電路故障主要指繞組和引線故障等,常見的有線圈的絕緣老化、受潮,切換器接觸不良,材料質量及制造工藝不良,過電壓沖擊和缺相運行,以及二次系統短路引起的故障等[3,4]。

分析變壓器故障原因可從以下方面觀察變壓器運行情況:一是觀察變壓器的運行情況,如負荷情況、過載情況和負荷種類。如發現三相不平衡應重新分配負荷后再送電。二是變壓器溫升情況,如溫升超過規定,應及時分析原因并做好記錄,盡快拿出解決故障的方案。三是繼電保護動作的性質,并在哪一相動作的。四是檢查變壓器的響聲是否正常,一般有均勻的嗡嗡聲,如運行中有其他聲音,則屬于聲音異常,應及時分析原因并做好記錄。五是檢查油枕內油標的高度,一般應在1/4~3/4處,如油面過高,一般由于冷卻裝置運行不正常或變壓器內部故障等所造成的油溫過高而引起的。如油面過低,應檢查變壓器各密封處是否存在嚴重漏油現象,放油閥是否關緊。六是檢查變壓器運行記錄和歷史資料。七是檢查其他外界因素,如電網、雷擊、雨雪、小動物活動等原因引起的故障。

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變壓器故障的分析方法:一是直觀法。變壓器的控制屏上一般都裝有監測儀表和保護裝置,通過這些儀表和保護裝置,一般可以準確地反映變壓器工作狀態,及時發現故障。當值班電工如果發現少一相高壓,就可以馬上判斷有一相高壓熔斷器RN1熔斷,及時予以更換,就不會造成大的損失。二是試驗法。許多故障不能完全靠外部直觀來判斷的,如匝間短路、內部繞組放電或擊穿,繞組與繞組之間的絕緣被擊穿,其外表的征象均不明顯,因此必須結合直觀法進行試驗測量,以正確判斷故障的性質和部位。用2 500V的絕緣電阻表測量線圈之間和繞組對地的絕緣電阻,若其值為零,則線圈之間和繞組對地可能有擊穿現象。測得的高低壓側的相電阻與三相電阻平均值之比超過4%,或者線電阻與三線電阻平均值之比超過2%,則可能是匝間短路或引線與套管的導管間的接觸不良。二次測三相繞組電阻誤差很大,這可能是引線銅皮與絕緣子導管斷開或接觸不良。3結語

對配電房電氣故障進行分析是極為重要的,尤其是科研單位和一級負載單位。重點是培訓一支技術過硬的優秀團隊,其次是研究供配電發展的新趨勢,為確保科研、生產安全用電做好人員和技術支撐。因此,對科研單位配電房電氣故障分析和探討具有一定的經濟價值和社會意義。

第四篇：動車組故障分析及改進方法（范文模版）

摘 要

轉向架是動車組安全、可靠運行的關鍵部件，轉向架的維修是動車組可靠安全高效運行的必要保障。當轉向架出現故障時，如果不能及時維修，嚴重的會導致系統運營中斷，甚至威脅人們的生命及財產安全;如果維修不當，可能導致“維修不足”或“維修過?！薄ｈb于此本文以動車組轉向架為研究對象，對其維修決策過程的維修方式確定、計劃維修周期、視情維修時機三個環節，分別建立數學模型，運用維修決策理方法，有效地解決維修方式不當，計劃維修不足或維修過剩以及視情維修時機不準確等問題，為動車組轉向架的修程修制優化提供理論依據。

在總結分析動車組轉向架主要結構特點及功能原理基礎上，分析影響維修決策過程的因素，劃分維修模型，對相應模型故障率演化規律進行分析。建立轉向架重要功能部件評估模型，為轉向架關鍵零部件的維修方式決策提供參考依據。基于動車組轉向架實際維修過程中出現的“維修不足”或“維修過?！钡默F狀，建立動車組轉向架在預防計劃性維修中的故障率演化模型，并建立在一個周期內和一個大修周期內的計劃性維修周期決策模型，以單位時間維修費用最小為目標函數針對視情維修時機不準確的問題，建立威布爾比例強度模型描述轉向架壽命分布與伴隨變量之間的關系，運用物理規劃法，保證可靠度和單位時間維修費用在期望區間內，求解最優的維修閡值，確定最優視情維修時機。

通過建立的重要功能部件評估模型，確定轉向架子系統中重要功能部件的排序及維修方式，為實際動車組轉向架零部件的維修方式優化提供了理論參考;運用建立的計劃維修周期決策模型，得到轉向架在一個大修周期內的最優維修周期及維修次數，降低了大修期內的維修次數，減少了人力財力的消耗，增加了動車組實際運營時間;運用威布爾比例強度模型和維修閡值，結合歷史故障統計數據，得到轉向架視情維修時機決策圖和維修時機建議，所得到的結論與實際現場維修決策基本一致。

因此，本文所做的動車組轉向架維修決策研究為其修程修制的優化提供了良好的理論依據，所建立的維修決策模型也同樣適用其它復雜系統的維修決策研究。關鍵詞:轉向架;維修方式決策;計劃維修周期決策

目 錄 第1章 緒論.........................................................1 1.1課題研究背景及意義...........................................1 1.2維修決策國內外應用研究現狀...................................2 1.3論文主要研究內容與技術路線...................................5 第2章 動車組轉向架維修決策理論基礎.................................8 2.1轉向架概述...................................................8 2.2維修決策概述................................................10 第3章 動車組轉向架維修方式決策....................................13 3.1維修方式概述................................................13 3.2動車組轉向架維修方式........................................13 結 論..............................................................16 展望...............................................................17 參考文獻...........................................................18 致謝................................................................................................................................................23

第1章 緒論

1.1課題研究背景及意義

隨著“一帶一路”概念的提出以及實施方案的落實，相應“一帶一路”區域的交通運輸的需求也日益增長，加快高鐵建設己成為解決日益增長交通運輸的需求的主要途徑。隨著大量的動車組列車投入使用，優質的維修和管理并保證動車組列車安全、可靠、高效、經濟地運營，無疑成為當前迫切需要解決的問題。

科學合理的修程修制是動車組高效、安全、經濟運營的重要保證。對于現有國產動車組的修程修制方案，很大程度上是綜合和延續引進的國外動車組的修程修制，沒能全面考慮國內動車組具體運營條件，目前的修程修制方案仍需要進一步根據國內的具體運營條件進行完善。通過對我國動車組目前的維修現狀調研，發現動車組維修的技術政策是“在預防計劃修的前提下，逐步實施視情維修、換件修和關鍵零部件的專業化集中修”，其中預防計劃修屬于預防性維修范疇。但通過對動車組歷史可靠性數據統計分析發現，實際維修決策和管理實施過程中，大部分還是延承歷史經驗，沒有系統的運用可靠性與維修決策理論方法作為指導，最終導致動車組在出現故障時未能進行及時的維修或進行了提前維修，從而未能保證動車組故障得到有效地預防的同時也增加了維修成本。

本文研究的目的是在以可靠性理論為基礎，維修思想為指導，對動車組轉向架關鍵零部件的維修決策進行研究，主要從維修方式確定、計劃維修周期優化和視情維修閡值的優化三方面，結合維修決策方法和建立相應的維修決策模型，從而得到最優的維修策略，從而解決轉向架維修中“維修不足”或“維修過?！币约熬S修時機不恰當的問題。

最終實現以下幾個方面的意義:(1)盡量減少轉向架在維修過程中的“維修不足”或“維修過?！保３洲D向架固有可靠度，提高使用可靠度;(2)盡量避免故障發生，降低單位時間內的維修費用;(3)以最少資源消耗保證轉向架可用度要求，延長其在線使用壽命;(4)為動車組轉向架修程修制的優化提供可行的理論依據。

1.2維修決策國內外應用研究現狀

1.2.1維修決策國內外應用研究現狀

根據所查文獻，目前的維修決策應用研究主要集中在模糊理論在維修決策上的應用、系統重要功能部件的評估、維修周期的優化決策研究以及維修決策支持系統的研究四方面，涉及的應用領域包括軍事、船舶、航空、機械以及軌道列車的運用維修中。其具體的應用研究如下:(1)模糊理論在維修決策上的應用通過將層次分析方法和模糊理論相結合，解決在維修決策過程中影響因素模糊問題。將系統的可靠度函數取為模糊集，基于定義的模糊集推導出維修集，包括役齡因子、維修因子以及維修成本三方面，進而根據對應的維修決策準則計算最優的維修周期及對應的維修方式。崔建國等人針對在飛機維修保障過程中，專家知識運用不合理，從而引起的維修不當問題，創建基于灰色模糊與層次分析的多屬性飛機保障維修決策模型。徐輝運用灰色馬爾科夫和灰色關聯分析的神經網絡法對設備的動態監測數據進行故障分析，估算設備剩余壽命，從而進行維修決策研究。顧煌炯等提出將嫡權法和層次分析法結合解決發電設備的維修方式決策的問題。

陶基斌等針對視情維修過程中的維修方式優化問題，運用BP神經網絡方法，以維修影響因素的隸屬度為輸入，最終維修等級為輸出，根據輸出結果選取最優的維修方式。王凌針對視情維修的建模和優化問題進行研究，并運用模糊優化算法對不同決策目標下的設備進行維修決策優化。在建立以可靠性數據為基礎的專家系統時，運用模糊推理算法，計算每種故障模式發生的概率以及故障后果影響程度的大小，從而避免嚴重故障的發生，優化修程修制。劉宇[川針對傳統設備中故障的兩態假設，提出復雜系統的多態維修決策理論以及模糊多態復雜系統的可靠性建模理論，運用模糊多態元件的維修決策方法，建立維修決策模型，進而為模糊多態元件的維修決策提供理論指導。

(2)系統重要功能部件的評估系統重要功能部件的評估一般用重要度衡量，代表部件在對應系統中的重要程度，是故障率、故障后果、故障維修費用、可維修性等各種因素的綜合度量。趙登福等同時考慮到設備狀態及系統風險建立輸電設備的重要度評估模型，從而確定實時的重要功能部件，為輸電設備的狀態維修決策提供依據。董玉亮等選擇屬性加權和作為部件重要功能部件評估的指標，運 用本征向量法計算出不同影響因素的權重，同時使用蒙特卡洛法仿真模擬，通過統計分析得到系統各部件的重要程度排序，最終實現重要功能部件的評估。李國正等采用改進的層次分析法進行地鐵車輛子系統的重要度評估，通過分析影響重要度評價的因素，計算重要度評估值，確定重要子系統，為地鐵車輛的維修決策提供了參考。高萍等在己建立的設備重要度評估模型的基礎上運用蒙特卡洛算法，來降低評估過程中主觀數據的影響，從而為進一步科學的維修決策提供理論參考依據。

(3)維修周期的優化決策研究維修決策用于預防計劃維修中，主要包括對設備最佳維修周期的決策以及最優設備檢測時間長度。等基于可靠性和馬爾可夫鏈建立了電力設備的維修周期模型，并運用遺傳算法求解維修周期的最佳值，從而最小化維修費用。馬颯颯等建立混合粒子群和蟻群優化算法的群智能優化策略，應用在混聯系統的預防性維修周期優化問題上，提高了優化尋優的效率。俞秀蓮等考慮故障發展規律對維修周期的影響，引入役齡回退因子，以可靠度和總成本最小為約束條件建立維系周期優化模型。毛昭勇等引入役齡回退因子描述維修后的系統性能，并重點對不同計劃維修周期下總體維修費用隨著計劃維修次數的變化進行研究，從而優化維修周期。謝慶華等以可靠性為狀態參數，使維修費用率最小為原則下優化維修周期。等通過建立部件單位時間成本內函數，在成本函數取最小值的前提下，優化部件的大修周期、大修周期的檢修次數以及維修間隔。陳城輝等針對軌道交通行車關鍵設備中的可修復和不可修復的設備，提出壽命數據分布檢驗方法，并以單位時間維修成本最低為優化目標建立了維修周期優化模型。運用馬爾可夫理論建立維修費用率函數，并令其去最小極值進而優化求解狀態檢測周期。蔣太立以RCM為理論基礎，在不同的決策目標下建立維修周期決策模型，并運用MATLAB軟件編寫了維修決策的軟件界面。

(4)維蟹決策文持殺統陰研兒將維修決策研究成果同計算機相結合，實現研究成果的軟件化是維修決策研究應用到實踐的必要環節。目前很多專家和學者在所在研究領域上設計開發出對應的維修決策支持系統。郝晉峰等為預防自行火炮故障并縮短維修時間，實現有針對性的對自行火炮進行維修，并保證維修效果的前提下，在自行火炮維修中引入了基于狀態的維修，設計并開發了自行火炮狀態維修決策支持系統。周尚文將系統的壽命數據、信息工程同維修決策支持系統三 3 者聯合，設計開發出了智能管理優化設備維修的維修決策支持系統。王險峰結合數據庫系統、模型庫系統以及知識庫系統，設計并開發了“三位一體”的維修決策支持系統。胡岳鵬以列控設備為研究對象，設計列控設備的數據存儲模型，實際狀態預測及評價模型，并綜合上述模型設計以數據倉庫為支撐的維修決策支持系統。朱清香針對維修決策支持系統中總體內容進行模塊化研究，分別包括確定決策目標，重要件的判定及分析，非重要功能部件的處理、實際運行轉臺監測。董玉亮運用以可靠性為中心的維修思想，對發電設備進行重要度評價，針對故障風險、設備的綜合狀態以及對狀態的預測驚醒研究，并建立設備的維修決策模型，同時將所建立模型軟件化，設計發電設備的運行與維修智能決策支持系統，從而為發電設備的維修人員提供輔助維修決策工具。1.2.2維修決策

在動車組上的應用研究現狀隨著近年來軌道高速列車的發展，維修決策建模和優化技術在動車組列車上也逐步得到了應用，據所查文獻，主要應用研究如下:康健等對我國現行鐵路的列控設備，以列控設備維修費用最小為目標函數，以可用度要求和故障風險為約束，建立維修決策優化模型，運用蒙特卡洛仿真方法求解最優維修周期。但其假設列控設備維修后的可靠度和故障率沒有變化，事實上設備隨著設備的每次維修，列控設備的可用度也逐漸降低，即每次的維修并不能保證設備整體修復如新。

王靈芝根據以可靠性為中心的維修分析方法，分別從判定設備重要功能部件、建立壽命分布模型、評價及預測設備運行狀態、確定維修周期以及檢測周期幾方面進行研究，并建立相應的模型，并將研究成果軟件化，設計并開發智能維修決策支持系統考慮到動車組復雜系統部件間的相關性，包括經濟相關性、故障相關性、結構相關性。楊曉帆重點考慮系統動車組零部件間的經濟相關性進行分析，以動車組維修率最小為目標，建立多部件維修決策模型，通過模型求解，得出最優的維修方案，從而很大程度上降低動車組的實際維修費用。但考慮經濟相關性的同時未能同時保證系統的使用可用度的要求。

孫研婷根據以可靠性為中心的維修的邏輯分析方法，重點對動車組的重要功能部件進行評價、建立零部件壽命分布模型，針對關鍵零部件維修周期的確定進行研究，同時以動車組維修優化決策思想為基礎，將建立的優化模型軟件化，最 4 終設計并開發出智能的維修決策支持系統，通過實例分析應用驗證所建立模型的可行性和所建模型的有效性。趙金方針對動車組負責零部件提出了基于基于RCM的狀態維修決策模型以及基于維修費用最小的計劃維修決策模型，并運用編程軟件對模型進行軟件化，建立維修決策支持系統。

孫研婷根據以可靠性為中心的維修的邏輯分析方法，重點對動車組的重要功能部件進行評價、建立零部件壽命分布模型，針對關鍵零部件維修周期的確定進行研究，同時以動車組維修優化決策思想為基礎，將建立的優化模型軟件化，最終設計并開發出智能的維修決策支持系統，通過實例分析應用驗證所建立模型的可行性和所建模型的有效性。趙金方針對動車組負責零部件提出了基于基于RCM的狀態維修決策模型以及基于維修費用最小的計劃維修決策模型，并運用編程軟件對模型進行軟件化，建立維修決策支持系統。

1.3論文主要研究內容與技術路線

1.3.1主要研究內容

本文以動車組轉向架關鍵零部件為研究對象，針對當前動車組轉向架維修中“維修不足”或“維修過?！奔耙暻榫S修時機不準確問題，對轉向架關鍵零部件的維修方式進行決策，并對預防性維修中的計劃周期進行優化決策，對視情維修的決策閡值優化決策。具體工作及研究內容包括以下幾個方面:(1)第一章主要介紹課題研究的背景和意義，維修決策理論國內外應用研究現狀綜述，同時介紹了維修決策理論在動車組上的應用研究現狀，針對現行轉向架維修過程“維修不足”或“維修過?！奔耙暻榫S修時機不準確問題，提出本文的研究對象、目的、方法和思路。

(2)第二章對本文的研究對象動車組轉向架的結構組成、工作原理、主要功能分析進行論述;對維修決策基本的基本內容進行分析闡述，給出作為維修決策信息輸入的常用可靠性指標及相互轉化關系，并對應用廣泛的威布爾分布模型進行簡介;給出維修模型的分類以及其相應的故障率演化規律。

(3)第三章是確定動車組轉向架的維修方式。給出維修方式決策的邏輯決策模型，對于重要功能部件的確定，運用層次分析法和蒙特卡洛模擬方法相結合的方式確定重要功能部件的權重，進而根據維修方式決策準則確定動車組轉向架零 部件的維修方式;最后以實例證明了上述方法的有效性，為下一步不同維修方式下維修活動決策打下基礎。

(4)第四章基于動車組轉向架實際維修過程中往往出現的“維修不足”或“維修過乘”的現狀，并綜合役齡遞減因子和故障率遞增因子，提出動車組轉向架在預防計劃性維修中故障率的演化規律，分別建立在一個周期內和一個大修周期內的計劃性維修周期決策模型，并分別以可靠度和可用度要求為約束條件，建立維修周期優化決策模型，并運用MATLAB軟件中的遺傳算法模塊進行模型的優化求解。最后運用實例分析證明了所建立模型的可行性和有效性。

(5)第五章針對動車組轉向架中的關鍵重要部件的視情維修，引入威布爾比例強度模型對實時狀態進行描述，給出維修決策條件，進而根據實時監控數據決策維修時機;針對維修決策閡值的確定，引入物理規劃法在保證可靠度和單位時間內維修費用最小的約束下，求得最優的維修閡值，進而得出維修決策曲線的上下控制限;根據實時狀態信息的輸入，對比維修決策條件曲線，從而實施維修活動，最后運用歷史監控數據驗證所提出模型的有效性。

(6)最后對文章整體研究內容進行總結，得出研究結論以及本維修決策中有待進一步研究的內容和方向。1.3.2技術路線

本文在對動車組轉向架維修決策研究過程中，采用的研究方法涵蓋統計學范疇、可靠性工程理論、維修工程學范疇以及計算機模擬技術。從實際過程中存在的問題出發，遵循理論研究為基礎、模型建立為手段和應用驗證為實踐方式三者相結合的基本原則，對課題進行研究的整體技術路線如圖1.1所示。

圖1.1論文整體技術路線

第2章 動車組轉向架維修決策理論基礎

2.1轉向架概述

轉向架是支承車體并擔負動車組沿著軌道走行的支承走行裝置，是動車組的重要組成部分之一，其結構是否合理直接影響動車組的運行品質、動力性能和行車安全。

2.1.1動車組轉向架結構組成

動車組轉向架主要任務是承載、牽引、緩沖、導向和制動，一般由下列主要部分組成:(1)構架:主要用來承受和傳遞各種載荷，是轉向架的基礎骨架，是轉向架各個零部件的安裝平臺;(2)輪對:通過車輪的回轉實現車輛在鋼軌上的運行，通過輪軌間的茹著產生牽引力，通過輪軌間的摩擦產生制動力，并通過輪對將列車自身的重力傳遞給鋼軌;(3)軸箱及定位裝置:保證輪對與構架聯接的關節，同時保證輪對自身回轉運動，也保證輪對能夠適應線路不平順等線路條件。

(4)彈簧懸掛裝置:主要由彈簧和阻尼器組成，既可以用來平衡分配軸重，也可以緩和由于不平順線路造成的對車輛的沖擊，從而促進車輛在軌道上平穩運行，并保證車輛通過曲線時使轉向架能相對于車體轉動靈活;(5)車體與轉向架間的縱向牽引裝置:傳遞車體與轉向架之間的垂向力和縱向力。

(6)基礎制動裝置:通過制動缸產生制動力，經杠桿系統增大，傳遞給閘瓦或閘片，通過制動盤或車輪踏面，使列車施行制動停車;(7)驅動機構:將動力裝置產生的動力通過齒輪減速裝置傳遞給輪對，驅動輪對轉動。

2.1.2動車組轉向架系統工作原理及功能分析

動車組動力轉向架的主要能量轉換過程為:將電能轉化為機械能。工作原理為:通過電力驅動，齒輪箱運轉帶動輪對滾動，軸箱和定位裝置實現了將輪對的滾動轉化為車體沿著軌道的平動;彈簧懸掛裝置用來減小線路不平順，并緩解輪對與鋼軌間的振動給車體帶來的不利影響;運用基礎制動裝置，傳遞并放大制動 缸的制動力，使閘瓦與輪對之間的內摩擦力轉換為輪軌之間的外摩擦力(即制動力)，進而實施制動。轉向架的基本功能為承載、牽引、緩沖、導向和制動。

(1)承載:承受轉向架上部所有重量，并使軸重分配均勻;(2)導向:保證車輛在運行過程中順利通過線路曲線;(3)緩沖:由于彈簧裝置，使其減震特性良好，能夠緩和線路不平順對車輛的沖擊，保證車輛具有良好的運行平穩性;(4)牽引:保證一定的車輪與軌道間的茹著力，同時將車輪與鋼軌接觸處的輪周牽引力傳遞給車體、車鉤，從而牽引列車行進;(5)制動:產生需要的制動力，使車輛在規定的距離內和時間內減速或停車。如圖1.1所示，為動車組轉向架系統的功能框圖。

圖1.1動車組轉向架系統的功能框圖

2.2維修決策概述

2.2.1維修決策簡介

維修(Maintenance，根據GB/T3187-9439〕是為保持或恢復產品處于能執行其規定的技術狀態所進行的所有技術和管理，包括監督活動。系統在使用過程中受載荷和環境作用，其組成部件不可避免的會出現劣化、故障及失效，從經濟、安全、質量和效率方面考慮，維修是恢復可修系統功能的過程。隨著現代工程系統的復雜化和大型化，系統建造成本顯著增加，在大幅度提高生成效率和生產質量的同時，對社會安全的作用和環境的影響越來越大。維修可以使系統持續保持其安全性、可靠性和生產質量，節約全壽命成本，提高服役效率，延長使用壽命。決策C Decision，是人們為了實現一定的目標，根據特定的環境條件尋找、擬定、分析、比較可能的行動方案，并作出選擇的過程。

維修決策是以維修思想為指導，結合現代決策方法，對不同維修策略下的維修目標進行建模和維修參數的優化。其根本目的是:在保證系統安全性和可靠性的前提下，綜合權衡維修成本及收益，進而確定并調整維修時機以及維修計劃，最終實現及時、高效并經濟的維修。維修決策的過程并非單一的決策過程，整個過程中涉及到很多其它相關學科的信息作為決策信息的輸入，如圖1.2所示，為維修決策理論同相關學科的關系

圖1.2維修決策理論同相關學科的關系示意圖 2.2.2維修決策影響因素

一個完整的維修決策主要受到以下六方面因素的影響:(1)維修對象不同的維修對象對維修決策有以下兩方面影響: ①系統結構類型結構類型可分為單部件系統、多部件組合系統和大型復雜系統，一般情況下，系統的結構類型越復雜，對應建模和維修決策的難度就越大。

②系統故障狀態系統的故障狀態有二態系統(正常或故障)和多態系統之分，系統的故障狀態越多，維修決策模型建立越復雜，維修決策結果的求解就不容易。

(2)維修影響因素

①維修過程占用的時間模式系統維修所用時間是影響維修成本關鍵，目前在維修決策建模過程中，維修時間占用模式可分為三種類型:維修瞬間完成的、維修時間是常數以及維修時間是隨機的。一般的建模過程均假設維修是瞬間完成的，但隨著建模技術的進步，計算機求解功能的強化，以及維修決策過程科學化程度不斷增強，在維修建模中逐步假設維修時間是常數或是隨機的。

②維修成本分析維修成本包括計劃維修成本、非計劃維修成本、直接維修成本以及間接維修成本，維修成本的大小是影響維修決策效果的關鍵因素。

③檢測條件檢測條件一般分為連續檢測、定時檢測以及隨機檢測。不同的檢測條件同視情維修決策有緊密關系，同時為維修決策提供的信息儲備也是不同的，也影響視情維修時機的準確度;但隨著檢測條件的技術含量提高，提高決策精確的同時，也增加了維修成本。

(3)決策目標 ①可用度目標

可用度是可用性的概率衡量標準。可用性是指可修產品在某時刻具有或維持規定功能的能力。系統在某一時間段內正常工作時間與總的時間比為系統可用度。一般計算公式為:}OMTBFMTBF+MTTR(2.8)其中，MTBF為正常工作時間;MTTR為平均維修時間。

②費用目標維修過程中需要消耗備件、材料以及工時，同時故障引起的誤工成本及經濟損失，以及不及時維修造成的其他損失都屬于維修費用的范疇。因此，在分析維修費用時一般需要考慮三方面的費用:第一是直接維修費用，包括預防性維修費用和修復性維修費用兩類;第二是故障損失費用;第三是由預防 11 性維修或修復性維修而進行停機的損失費用。

實際的維修過程中，系統零部件在不同狀態下的維修費用是不同的，狀態越惡劣維修費用就越高。維修費用與部件之間的狀態關系一般通過比例強度模型、統計分析和專家信息得到。

③風險目標

是指保證故障的發生概率在期望的范圍內，一般將風險目標作為約束條件來處理。設定的維修決策目標不同，維修決策優化結果也不盡相同，以下為常用的幾種決策目標:(4)維修決策方法

目前維修決策建模過程中常用的方法包括數學模型方法、人工智能方法以及仿真方法。其中，數學模型方法是指參照某種事物的特征、結構相互間關系，運用形式化的數學語言近似的表達的一種數學方法。通俗的說就是是將系統從現實中抽離，實現對客觀事物特定屬性的近似反映。人工智能方法主要運用人工智能中的對確定性東西的判斷和不確定性因素的判斷，典型人工智能方法有:退火算法、啟發式算法、遺傳算法、決策樹機制、神經網絡等。

(5)決策變量維修決策過程中常用的決策變量有:維修間隔、維修措施以及維修等級。其中維修間隔又可以表達為工作時間、循環次數、工作里程、日歷時間、啟動次數等。

(6)維修評估通過確定維修方案、維修策略、明確維修目標、選定決策方法以及優化決策變量后，要對維修工作實現的效果進行整體的評價，進而確定維修方案的可行性。本章小結

本章介紹了轉向架的基本結構組成、工作原理，并對轉向架進行系統功能分析，給出其基本功能框圖;對維修決策理論基本概念進行介紹，對維修決策信息輸入中可靠性信息涵蓋的常用可靠性指標做了介紹，并用圖示表示可靠性指標的相互轉化關系，對應用廣泛的威布爾分布進行簡介;并對影響維修決策過程的六個影響因素進行闡述，具體包括:維修對象、維修影響因素、決策目標、決策方法、決策變量以及維修評估;對維修類型的分類以及相應的模型下的故障率演化進行了說明，為下面的維修周期決策和視情維修決策提供理論依據。

第3章 動車組轉向架維修方式決策

3.1維修方式概述

維修方式是指為保證系統在運用過程中滿足期望的可靠性要求的前提下，對預防性維修加以控制的不同形式以及方法的統稱。為了保證設備在使用中處于一定的可靠性水平范圍內，主要從兩個方面進行控制:一方面是弄清設備故障的演化規律，從而決策維修時機;另一方面是控制故障發生后引起的故障后果，從而有針對性的進行維修。本章從動車組轉向架的維修方式分類入手，給出其維修方式的邏輯決策模型，并運用層次分析法和蒙特卡洛算法相結合進行重要功能部件的評估，實現動車組轉向架重要功能部件的維修方式決策。

3.2動車組轉向架維修方式

通過實際調研，對于動車組轉向架這類復雜系統，按照維修時機和維修目的的不同，目前較通用維修方式分類為兩大類，如圖2.1所示。

圖2.1動車組轉向架維修方式分類

3.2.1修復性維修方式

修復性維修(Corrective Maintenance CM，是指“系統在發生故障后，為了保證能夠維修效果滿足規定狀態進行的全部活動，可能包括:定位故障、隔離故障、結構分解、零件更換、重新組裝以及檢測等”。同意表達有:被動維修、事后維修、故障后維修以及排除故障維修。廣義的說即是允許故障發生后再進行相關維修的維修方式都屬于修復性維修的范疇。對于動車組轉向架中，對于不影響列車整體運行安全和運營任務的故障可繼續使用，待運營結束后統一維修。(1)能充分利用零件壽命;(2)不做預防性維修，降低了維修成本;修復性維修的缺點是:(1)由于故障發生具有隨機性，因此無法提前安排維修，備件的數量也無法控制，往往造成較大的停機損失;(2)為保證運行需求，往往需要搶修，容易造成列車維修不足，進而危及行車安全;(3)對于維修人員、備件以及維修工具需要隨時處于待命狀態;修有陣雛修的什占早.3.2.2預防性維修方式

預防性維修(Preventive Maintenance PM，是指“通過對產品的系統檢查、檢測和發現征兆以防止故障發生。使其保持在規定狀態所進行的全部活動。它包括:調整、潤滑、定期檢查和必要的修理等”。目的是提早發現故障，防患于未然。預防性維修具體適用于故障后果危及行車安全以及生命財產安全情況 預防性維修又可分為兩類。(1)計劃性維修計劃維修(Planning Maintenance PM)通常也稱定期維修、定時維修，指“以上次檢測后經歷的工作小時數或日歷時間為依據對產品進行維修”。對于動車組轉向架而言，計劃維修主要以轉向架的關鍵零部件的使用時間和走行公里作為維修時間點。計劃維修的優點是: ①定時維修，有利于保持產品性能和部件安全;②能提前安排維修所需備件材料和人員，降低非計劃維修產生的人工加班成本;③減少了二次損傷，減少維修成本。計劃維修的缺點是: ①定時進行維修，維修活動增多，導致成本提高;②計劃維修可能會引起不必要的維修，帶來成本提高;③計劃維修可能會損壞相鄰部件;④只適用于壽命分布規律己知并確有耗損期的系統。(2)視情維修方式

視情維修(On Condition Maintenance OCM，指“對產品參數值及其變化進行連續、間接或定期的監測，以確定產品的狀態，檢測性能下降，定位其故障或 14 失效部位記錄和追蹤失效的過程和時間的一種維修”。對于動車組轉向架系統而言，主要是指根據轉向架的實際技術狀態來決定維修實際和維修項目。即不規定部件的維修期限，不固定拆卸分解范圍，而是采用一定的狀態監測技術對產品可能發生功能故障的各種物理信息進行周期性檢測、分析、診斷，以此推斷設備狀態，根據狀態發展過程安排預防性維修。適用于耗損故障初期有明顯劣化癥候，并且故障危及系統安全的昂貴系統。視情維修實施的事實基礎是大部分故障的發生存在一個發展過程，即不會瞬間發生。實踐中主要采用檢測技術手段來識別潛在故障征兆，及時采取措施，預防故障的發生，避免不良后果的發生。

研究人員針對轉向架從開始出現可被檢測到的潛在故障征兆到其發展為功能故障(F點)的整個過程，給出了如圖2.2所示的曲線。從圖中可以看出，轉向架故障的發展過程中可以分為三個階段:

圖2.2轉向架故障發展過程

本章小結

本章首先對動車組轉向架這類復雜系統維修方式做了一般性分類，給出了動車組轉向架的維修方式邏輯決策的模型，其中的關鍵就是對動車組轉向架重要功能部件的確定;然后運用層次分析法和蒙特卡洛模擬方法相結合的方法確定重要功能部件的權重，得出轉向架子系統的重要功能部件排序，進而根據維修方式邏輯決策模型及相應維修要求確定動車組轉向架關鍵零部件的維修方式;最后以實例證明了上述方法的有效性。

結 論

本文在借鑒國內外維修決策研究成果的基礎上，通過對國內動車組轉向架的運行及維修情況調研，針對動車組轉向架維修方式不當，“計劃維修不足”或“維修過?！币约耙暻榫S修時機不準確的問題，建立或完善相關維修決策模型，經過上述研究，得到如下結論:(1)對于動車組轉向架維修方式的決策，給出維修方式邏輯決策模型，問題轉化為對轉向架重要功能部件的評估，文中首先運用層次分析法確定影響轉向架各子系統重要程度的影響因素的權重，綜合專家評分，建立重要度評估模型，運用蒙特卡洛仿真算法隨機產生一組(0 1)之間的隨機數，按照從大到小的順序賦值給按照層次分析法所得的影響因素從高到低權重排序的影響因素，作為影響因素的權重，代入重要度評估模型，得到一種重要功能部件排序，經過多次仿真模擬，得到轉向架的重要功能部件的排序，運用維修方式邏輯決策模型確定轉向架重要功能部件的維修方式。實例分析應用證明了方法的有效性，對輪對等關鍵重要部件的維修方式決策也符合實際情況，為實際維修方式的優化決策提供了理論依據。

(2)通過分析動車組運行過程中可能出現的修復性故障以及更換性故障，提出故障維修后系統的故障演化規律模型，建立任一計劃維修周期以及一個大修周期內的保證可靠度和可用度要求的維修周期優化模型，引用遺傳算法進行優化求解。運用歷史監控數據進行實例分析，將實際的預防性維修周期時間上延長了一萬公里，大約to天左右，在保證相同的可用度和可靠度的前提下，減少了維修費用，同時降低了人力和物力的消耗，增加了動車組的實際的運營時間。該模型的運用為實際動車組轉向架計劃維修周期的決策提供了參考。(3)對于動車組轉向架視情維修時機的決策，運用物理規劃法在保證可靠度在期望范圍內的同時確保維修費用率最低，求得最優的維修決策閡值，進而根據實時狀態信息的輸入，確定維修時機。同時實例分析表明，運用歷史監控信息可確定動車組轉向架的維修時機，并與實際現場的10組維修決策數據進行對比，兩者基本一致，證明了所建立模型的可行性和有效性。引用的方法以及建立的模型為動車組轉向架整體的修程修制優化提供了可信的理論依據。

展望

動車組轉向架維修決策的研究工作開展過程中，首先是在實際的運營維護過程中發現問題，有了較好的研究背景，才會驅動維修決策的進一步研究。為進一步做好動車組轉向架的維修決策研究，還需要從以下幾個方面加強:(1)在維修決策過程中，動車組的運行、故障、維修等數據信息是一切分析和決策的基礎，然而工程實際中，這類數據的收集卻是道難題，盡管有的車輛段對部分故障及維修信息進行了收集記錄，但往往未加統計分析歸類，因此建立完善的維修信息管理系統是未來的必然趨勢。

(2)對動車組轉向架的視情維修保證了系統整體的可靠性和運營高效性，但由于要求對系統零部件的實時狀態監測一方面提高了系統的維護費用，另一方面對維修操作的技術人員的要求更高，這往往限制了視情維修的應用，因此也為系統的故障診斷技術以及狀態監測技術提出了更高的要求。

(3)本文中對轉向架的故障分布假設為兩參數的威布爾分布，隨著維修決策研究的深入，運用三參數威布爾分布甚至混合威布爾分布模型將逐步成為研究趨勢?？傊?，對于動車組轉向架這類結構復雜、狀態多樣的設備，面臨的維修決策問題也非一成不變的，也非一朝一夕的時間能夠解決的，需要我們遵循理論與實踐相結合，逐步探索，發現問題，解決問題，進而實現更優的維修決策結果。

參考文獻

[l]董錫明.高速列車維修及其保障技術[M].北京:中國鐵道出版社，2008: 3-10 [2]王文靜.動車組轉向架[M].北京:北京交通大學出版社，2012: 1-9 [3] Al-Najjar B，Alsyouf I.Selecting the Most Efficient Maintenance Approach Using Fuzzy MultipleCriteria Decision Making [J].International Journal of Production Economics, 2003, 84(1):85一100 [4] Chaudhuri D, Suresh P V.An Algorithm for Maintenance and Replacement Policy Using Fuzzy SetTheory [J].Reliability Engineering and System Safety, 1995, 50(1): 444-451 [5]崔建國，傅康毅，陳希成等.基于灰色模糊與層次分析的多屬性飛機維修決策方法.航空學報，2014, 35(2): 478-486 [6]徐微.以可靠性為中心的設備維修決策技術研究與應用[D].北京:北京化工大學，2012: s2-s7 [7]顧k}炯，陳昆亮，楊昆.基于嫡權和層次分析的電站設備維修方式決策.華北電力大學學報(自然科學版)，2008, 3s(6): 72-76 [8]陶基斌，郭應征，周太全.基于前饋式神經網絡的化工設備維修決策，南京化工大學學報，2000, 22}s):11一14 [9]王凌.維修決策模型和方法的理論與應用研究田].杭州:浙江大學，2007: 12-17 [10] Fonseca D J，Knapp G M.An Expert System for Reliability Centered Maintenance in the Chemical Industry[J].Expert System with Applications 2000, 19(1): 4s-s7 [11]劉宇.多狀態復雜系統可靠性建模及維修決策fD].成都:電子科技大學，2010: 29-39 [12]趙登福，段小峰，張磊.考慮設備狀態和系統風險的設備重要度評估模型.西安交通大學學報，2012, 46(2): 83一87 [13]董玉亮，顧k}炯，楊昆.基于蒙特卡洛模擬的發電機設備重要度分析.中國電機工程學報，2003, 23(8): 201-205 [14]李國正，譚南林，張建斌.基于改進型AHP的地鐵列車設備重要度分析.電子 測量與儀器學報，2012, 26(6): 503-507 [15]高萍，吳延.基于蒙特卡羅方法的設備維修決策模型.系統仿真學報，2007, 19(22): 5112-5114 [16] Heo J H } Kim M K} Park G P } et al.A reliability-centered approach to an optimal maintenance strategy in transmission systems using a genetic algorithm[J].IEEE Transactions on Power Delivery2011, 26(4): 2171-2179 [17]馬颯颯，張虹，薛嘉.基于群智能算法的預防性維修周期優化.數學的實踐與認識，2010, 4012):66-73 [18]俞秀蓮，程曉卿，秦勇等.基于可靠性的城軌車輛預防性維修優化模型計算機仿真，2014, 31(2):225-229 [19]毛昭勇，宋保維，潘光等.預防周期不同的最佳系統預防性維修優化模型.火力與指揮控制，2010, 35(3): 58-60 [20]謝慶華，張琦，盧涌.航空發動機單部件視情維修優化決策.解放軍理工大學學報(自然科學版)，2005, 6(6):575-578 [21]Pascual R} Omega J H.Optimal Replacement and Overhaul Decisions with Imperfect Maintenanceand Warranty Contracts[J].Reliability Engineering and System Safety 2006, 91(2):241-248 [22]陳城輝，徐永能，傅曉莉.軌道交通關鍵行車設備維修周期優化模型及應用.都市快軌交通，2011, 24(2): 42-45 [23] Kallen M J，Van Noortwijk J M.Optimal Periodic Inspection of a Deterioration Process WithSequential Condition States[J].International Journal of Pressure Vessels and Piping 2006, 83(4):249-255 [24]蔣太立.基于RCM理論的維修決策研究[D].武漢:武漢理工大學，2006: 11-12 [25]郝晉峰，李敏，史憲銘，等.自行火炮狀態維修決策支持系統.火力與指揮控制，2012, 37(3):161一164 [26]周尚文.設備維修管理的智能化.鋼鐵技術，2006(2): 35-38 [27]王險峰，李執力，楊華冰.裝備維修職能決策支持系統的研究.設備管理與維修，2005(8): 11-13 19 [28]朱清香.基于現代維修理念的決策構架.設備管理與維修，2004(7>: 7-9 [29]胡岳鵬.高速鐵路列控系統地面設備維修決策支持系統研究[D].蘭州:蘭州交通大學，2011: 43-52 [30]董玉亮.發電設備運行與維修決策支持系統研究[D].北京:華北電力大學，2005: 34-36 [31 ]康健，周振華.基于費用最小的列控設備維修優化與仿真.鐵道標準設計，2012, 12: 92-95 [32]王靈芝.以可靠性為中心的高速列車設備維修決策支持系統研究[D].北京:北京交通大學，2011:15-21[33]張曉帆.動車組多部件維修決策支持系統的開發[D].北京:北京交通大學，2009: 27-28 [34]孫研婷.動車組關鍵零部件維修決策模型的研究[D].北京:北京交通大學，2012: 12-15 [35]趙金方.動車組零部件預防性維修周期決策模型的研究[D].北京:北京交通大學，2010: 29-32 [36]高萍.基于可靠性分析的復雜設備預防性維修決策研究[D].北京:清華大學，2008:71-75 [37]孫超.基于可靠性分析的軌道交通車輛轉向架維修周期研究田].南京:南京理工大學，2014: 48-50 [38]史蜻軒.基于可靠性分析的城軌列車轉向架故障預測與維修[D].北京:北京交通大學，2014: 57-62 [39]中華人民共和國機械電子工業部.GB/T3187可靠性、維護性術語【S].北京:中國標準出版社，1994:14-16 [40]尤天慧.信息不完全確定的多指標決策理論與方法[M].北京:科學出版社，2010: 2-14 [41 ]左洪福，蔡景，王華偉等.維修決策理論與方法[M].北京:航空工業出版社，2008: 7-11 [42 ]董錫明.軌道列車可靠性、可用性、維修性和安全性(RAMS)[M].北京:中國鐵道出版社，2009: 157-158 [43] Pham H } Wang H.Imperfect maintenance[J].European Journal of 20 Operational Research 1996, 94(3): 425-438 [44] Michael Bartholomew-Biggs M J.Zuo, Xiaohu Li.Modeling and optimizing sequential imperfect preventive maintenance.Reliability Engineering&System Safety, 2009, 94(1): 53-62 [45]張耀輝，郭金茂，張仕新等.軍用裝備維修方式邏輯決策方法探討.火炮發射與控制學報，2007,1 }3): 8一12 [46]程中華，康建設，王祿超一種考慮預先維修的RCM分析方法.四川兵工學報，2010,31 }6>: l 09-110 [47] MOUBRAY J.Reliability-centered maintenance[M].New York: Industrial Press } 1997: 2-7 [48]李磊，孟學雷，韋強等.基于案例推理的鐵路行車事故應急決策方法研究鐵道學報，2014,36(11): 1-6 [49]鄧雪，李家銘，曾浩健等.層次分析法權重計算方法分析及其應用研究數學的實踐與認識，2012, 24(7): 93一100 [50] Robert C} Casella G.Monte Carlo statistical methods[M].Springer Science and Business Media 2013: 123一135 [51 ]沈華韻，張鵬，王侃.改進線性同余法隨機數發生器.北京:清華大學學報自然科學版，2009,49(2): 191一193 [52] Malik M A K.Reliable preventive maintenance scheduling[J].AllE transactions 1979 11(3): 221-228 [53]Doyen L} Gaudoin O.Classes of imperfect repair models based on reduction of failure intensity or virtual age[J].Reliability Engineering and System Safety 2004, 84(1): 45-56 [54] Barlow R E } Proshan F.Statistical Theory of Reliability and Hypothesis Testing[J].Silver Springs Maryland: McArdle Press, 1981:6-24 [55]賈希勝.以可靠性為中心的維修決策模型[M].北京:國防工業出版社，2007: 1-10 [56] Holland J H.Adaptation in natural and artificial systems: an 21 introductory analysis with applications tobiology control and artificial intelligence [M].England: U Michigan Press 1975: 3一14 [57]洪東跑，馬小兵，趙宇.基于比例風險模型的可靠性綜合評估.系統工程與電子技術，2010, 32(10): 2132-2135 [58] Kitamura N，Akazawa K，Yoshihara K.Statistical Properties and Power Analysis of Cox'sProportional Hazards Model Regularized by Various Penalties for DNA Microarray Gene Expression Survival Data [J].Health and Medical Informatics 2015, 6(1): 2一8 [59]張繼權.基于比例強度模型的風電機組優化檢修策略研究[D].保定:華北電力大學，2011:33-34 [60]家鼎.生存分析與可靠性[M].北京:北京大學出版社，2005: 10-15 [61 ]趙京，李立明，尚紅等.基于主成分分析法的機械臂運動靈活性性能綜合評價機械工程學報.2014, 50(13):9-15 [62]朱爾一，林燕.利用偏最小二乘法的一種變量篩選法.計算機與應用化學.2007, 24(6): 741-745 [63]劉莉，邢超，龍騰.基于物理規劃的彈道多目標優化.北京理工大學學報.2013, 33(4): 357-362 [64]董書革，饒綺麟.基于偏好設計的物理規劃理論.北京科技大學學報.2009, 31(2): 250-255 [65]趙洪山，張興科，郭偉.考慮不完全維修的風機齒輪箱優化檢修策略.電力系統保護與控制，2014, 42(10): 15-23

致謝

兩周的金工實習生活即將結束，在何老師與曹老師的指導下，我的專業知識得到了全方面的提升，為課題研究和進展打下了堅實的基礎。同時在思想上、生活上曹老師也給予我以無微不至的關懷，在此，向尊敬的何老師致與曹老師以最崇高的敬意和最誠摯的感謝!最后感謝所有幫助過我的朋友和同學，愿你們前程似錦!23

第五篇：橋吊電氣大修工作總結

xx橋吊電氣大修工作由xx負責。班組安排設備負責人xxx負責整個工程項目，其他班組成員進行配合。

一、開始階段：

1、做好安全措施。分離#2橋吊與#2棚電源連接。提供檢修電源。

2、拆除5個電機接線，吊裝電機。

3、對6個控制柜、兩個聯動臺、兩個端子箱接線做記號并拆除。

二、檢修階段：

1、對電機進行保養。主要對定子繞組清洗、加絕緣漆并進行烘干，對轉子繞組進行保養、更換進口軸承。其中檢查發現起升電機定子繞組損壞，對電機繞組進行檢修。測量各個電機絕緣都達到200兆歐以上，達到檢修效果。

2、組裝6個控制柜。這也是整個檢修過程中工作量最大、要求最細致的部分。全部更換柜內開關、接觸器、繼電器、PLC模塊、端子排、電纜、制動單元，更換起升、開閉變頻器，對大車、小車變頻器進行保養、對主接觸器進行保養、對28個制動電阻進行保養，安裝控制柜散熱風扇，對控制電纜重新打印標簽。

3、更換3個端子箱。在新端子箱里安裝端子排、開關及空調電源插座，對端子箱進出電纜頭進行維護。

4、更換小車滑車15個。拆除舊滑車、對新滑車軸承進行加油后，再進行安裝。更換滑車保護鋼絲繩。

5、更換電纜和限位開關。對安全門、大小車限位、聯動臺到控制柜控制線、照明動力電纜、大小車和安全門8個限位開關進行更換并對各線套上新的標簽。

6、更換機上電纜蓋板。對機上沿線電纜蓋板進行更換并固定。

7、更換兩個聯運臺。就位聯動臺、根據控制線路原理進行接線，、安裝警鈴開關及警鈴。

8、就位電機。對各電機進行就位并進行接線。

9、檢修機上照明。更換機上探照燈、照明變壓器、對電纜進行檢查。

10、就位控制柜。更換控制柜兩條固定架、固定好控制柜、核對各電纜兩端接頭、對控制柜進出線進行接線、對柜內外進行封堵。

三、調試階段。

1、恢復#2橋吊與#2棚滑線的連接。主要恢復該處滑線連接及機上三相受電器。

2、空載試驗。一次性試驗主回路合閘正常、空載試驗各控制回路正常、照明及空調正常。存在新換的聯動臺內外繩操作手柄一高一低，同時間隙相對較大，不便于司機操作。對內外繩操作手柄把手進行更換。

3、負載試驗。抓斗帶煤上升時存在漏煤現象，檢查發現開閉油泵工作不靈敏，動作相對較慢，停止時造成不同步現象。更換開閉油泵后工作正常；小車在減速時，變頻器報過壓故障，檢查發現變頻器內置制動電阻受修前電機燒毀影響損壞，不能消耗電量所致。更換內置制動電阻后工作正常。

#2橋吊電氣大修過后，主要解決了以下問題：電機使用壽命延長、控制柜腐蝕及封閉、柜內元件老化及標示不清、起升開閉變頻器工作不穩定、聯動操作不靈敏、機上控制電纜老化、小車滑車不靈活等問題。

在整個檢修過程中，時間長、檢修項目多、人員少的情況下，電控班高度重視施工安全及施工質量。施工人員嚴格按照施工方案進行，在檢修時能夠本著負責、細心的態度對待。在全部更換控制線的條件下，能夠做到空載試驗正常。對負載試驗時，能夠及時查找存在問題并進行解決。對#2橋吊大修工作交出滿意答卷。

xxx

20xx年xx月xx日