地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计

2018-12-06顾天全

商品与质量 2018年44期

顾天全

南京地铁运营有限责任公司江苏南京 210000

本文主要针对地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计进行分析，思考了地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计的相关的内容，以及如何更好的对可靠性分配和预计进行掌握，提出了相关的建议，可供参考。

1 可靠性指标分析

相对于牵引供电系统而言，可靠性指标在一定程度上是供电系统在实际运行过程中的正常供电质量，主要分为供应电力时间、理论上供电时间、故障停电时间、预安排停电时间。供电过程中的质量指标衡量主要分为五点，一是电力有效供应的时间以及统计供电时间的比，如果它们的比值在正常范围内的话，就表示具有较高的可靠性；二是每年全部列车出现延误的总时间数值衡量；三是列车出现延误的总数据；四是每辆列车出现延误的平均时间；五是对于平均延误列车数而言，主要指的就是一年中平均出现故障停电导致列车出现延误的数量。如果上述这五点都属于正常指标范围内，充分表示地铁牵引供电系统不仅具有较高的供电质量，同时也存在较好的可靠性。

2 地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计关系

可靠性是指产品在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力，当产品不能完成规定功能时，则判断为发生故障或失效。规定的条件主要是指维护条件、使用条件、环境条件等，规定的时间是可靠性定义的核心，规定时间的长短随着产品对象不同和使用目的不同而发生变化。可靠性能综合反映出一个产品的耐久性、无故障性、维修性、有效性和使用经济性等方面的特点。

可靠性的分析法很多，包括故障树分析法。故障树分析法是目前分析地铁车辆关键系统可靠性和安全性的一种常用方法，故障树分析法是对引起车辆关键系统发生故障的各种原因进行研究分析，将这些直接或间接原因建立起逻辑关系，并用逻辑框图表示出来。故障树是将系统内故障的相互关系以图形化的方式表示出来，既能对引起地铁车辆各系统的故障的直接原因进行分析也能深入发现引起故障的潜在因素，具有直接、简单明了、逻辑性强的特点。

分析地铁车辆关键系统的可靠性，首先应对影响地铁车辆关键系统可靠性的因素进行分析，估计其对地铁车辆关键系统的影响程度，只有确定影响的程度，才能采取合适的措施来对这些影响因素进行排除，使地铁车辆关键系统保持良好工作性能。影响地铁车辆关键系统可靠性的主要因素有环境因素和人为因素两大类，环境因素主要有系统环境、运行环境和维修环境。系统环境因素主要是因系统设计存在缺陷和软件发生错误造成的系统内部失效现象，运行环境影响主要是地铁车辆关键系统在运行过程中受到外部环境、管理程序的影响出现故障，维修环境影响是指在维修环节中强加给车辆关键系统的失效故障。人为因素设计的人群较广，地铁车辆关键系统中的车辆系统会接触各种人群，包括乘客、司机、秩序指挥员、维修人员等，这些人群以不同的形式作用于地铁车辆系统，这些人群的行为对地铁车辆系统的可靠性的影响很大。

3 基本可靠性分配

地铁车辆作为一个包含机械、电子、动力装置的复杂系统，在工程实施中需要综合应用上述各种方法，并兼顾产品的设计方案、工艺水平、元器件和原材料水平、货架产品的现状、供应商能力等，经反复试算、迭代，才能完成可靠性分配。

3.1 采用综合法对基本可靠性进行试分配

以比例分配法作为基础，充分收集和利用国内外地铁车辆的故障数据尤其是本企业的数据，考虑国内外水平的差距，新设计的地铁车辆与类似地铁车辆在工作环境、工艺水平、元器件水平等方面的差异，辅以其它方法进行调整。

3.2 分层次的可靠性分配

先将可靠性指标分配至各系统，由各系统往下分配至子系统(或设备)，再由各子系统(设备)分配至部件。对于外部来说，分配至供应商的供货项目。

3.3 预留分配余量的确定

必须在可靠性分配时预留分配余量，因为可能有未考虑到的因素，可能有些机械零部件未分配指标或有些部件将来达不到指标要求，或研发过程中可能增加部件等。分配余量应适度，不能层层加码，一般取整车可靠性指标的5%-10%。

4 可靠性预计

我们要求地铁车辆的各系统、部件和所有车载设备根据具体产品的特点单个地或综合地采用第，节中的方法进行可靠性预计，在此基础上预估整车的故障率。由于可靠性预计不可能把所有影响故障率的因素都考虑周全，因此我们要求在设备层次上可靠性预计值应大于分配值的1.2倍。

在地铁车辆的设计过程中应进行各种设计方案之间的比较，找到满足系统可靠性指标的设计方案，并为选择系统的部件、元器件、零件和材料提供依据，为是否需要采取必要的纠正措施提供决策帮助。各子系统、设备的可靠性预计值不满足分配值要求的，应当与各研发部门和各供应商共同分析，针对预计中发现的薄弱环节采取设计或工艺的改进措施，提高产品的可靠性。

地铁车辆作为复杂产品，其寿命可认为近似服从指数分布，且根据工程经验，采用指数分布模型进行可靠性分配是偏于保守的。