地铁电子设备自主深度维修的可行性分析

郭君霞

(天津市地下铁道运营有限公司 天津 300222)

地铁电子设备自主深度维修的可行性分析

郭君霞

(天津市地下铁道运营有限公司 天津 300222)

地铁电子设备应用广泛，设备老化后故障概率显著提高，但是电子产品升级换代快，设备备件供应易受升级、停产甚至供货商工厂倒闭的影响。针对这些问题，从技术实现途径、经济成本优势、环境影响因素、组织资源配置、工作存在风险等方面，论证开展电子设备的自主深度维修和备件替代工作的可行性，认为自主深度维修是提高设备故障件周转速度的可靠途径，企业有必要加大自主深度维修工作方面的资源投入，形成以自主为主、以供货商力量和社会力量为补充的深度维修新模式。

地铁;电子设备;深度维修;自主力量;可行性

电子产品在市场中通常有发展、成熟、衰退三个阶段，地铁从设计到运营，通常至少需要五六年的时间，为了满足设备安全可靠性要求，设计师通常会选用市场应用成熟的产品，也就是说被选用的产品往往已经进入了成熟期［1］，经过六七年的运营，大部分产品将进入市场衰退期［2］，面对处于市场衰退期的电子产品，大部分供应商将采用升级、停产等策略应对。但是，对于电子产品的使用和维护单位来说，人机对战的大戏才拉开帷幕。

1 地铁电子设备的特点及维护难题

地铁现有的电子设备五花八门，有“四多一少双高”的特点。“四多”指设备种类多、设备型号多、设备产地多、设备厂商多［3］;“一少”指大部分种类的数量却相对较少，只有几十个;“双高”指地铁设备面向服务，可靠性要求高，一些升级、停产或单一供货来源的备件，价格逐年飞涨、居高不下。在这种情况下，运营前期员工需要掌握的设备类型过于庞杂，运营中后期，备件供应不足和成本居高不下的问题频频出现。

在地铁现有的建设模式和强大的市场环境影响下，地铁建设时通常会高度关注可靠性。但是，如果能够加强一点对设备通用性的关注，比如在可靠性［4］和通用性之间取得较好的平衡，使各个系统之间类似的备件具有通用性，地铁使用的专业备件可以用社会上广泛使用的备件进行替代，或许设备类型庞杂、备件短缺的问题会有所缓解，运营维护成本将大大降低。

目前，在地铁设备运营维护中，传统习惯于按电力、信号、通信、环控、AFC等专业进行分工［5］，秉承了地铁建设时的高度关注个性的理念。其实，众多电子设备有很多的共性，寻找地铁设备作为电子产品的共性，开展电子设备的自主深度维修、备件替代研究，在解决备件供应不足和备件成本居高不下问题方面，也不失为一个好的办法。

2 开展自主深度维修的可行性

地铁设备故障件深度维修通常是由设备供应商提供售后服务，但是，当产品进入市场衰退期时，大型供货商的售后服务将出现迟滞、涨价的现象，小型供应商依然存在的为数不多。作为地铁设备的运营维护单位，从电子的角度出发，在设备的整个生命周期内投入自主技术资源，深入分析电子设备的制作工艺、电子元件质量、电源参数、输入输出参数、接插件规格型号、接口协议等，逐步实现设备故障件自主深度维修、备件替代，这是一个意义深远的思路。这样的思路是否可行，有待从技术、经济、环境、组织、风险几个方面逐一进行可行性论证。

2.1 技术可行性分析

业主单位开展设备深度维修，一般属于无图芯片级维修［6］，是指非设备生产厂商对电路板的维修，由于没有详细电路原理图，维修工作就多了一步通过电子元件的互连关系推测电路工作原理及功能，归纳各类元器件的正常工作状态。在此基础上再综合故障信息确诊电路板的故障后，制定解决方案。电路板维修与医生给病人看病类似，望、闻、问、切，收集必要的信息，通过必要的工具、仪表诊断“病情”，根据“疾病”的产生、发展和消亡原理及“病人”自身的体质特点，制订合适的“治疗”方案，临床跟踪“治疗”效果［7］。

故障件自主深度维修需要故障诊断定位、故障元件替换、维修测试几个步骤。故障诊断定位通常从功能缺失、多发易损部件处入手。另外可以利用多个电路板进行比较判断，常用工具仪表为万用表，中级规模的可以配备在线测试仪［8］，大规模的可以配备电路板返原理图仪器。

故障元件替换是在故障定位后，采购替换用元器件，并实施元件替换的过程。这个过程存在生僻件识别、采购，以及元件拆焊和重新焊接的问题。元件识别可以通过专用仪表进行参数测定推断，采购可以采用海外代理商代购的方法，拆焊和重新焊接是一项技能，通过借助专业工具并多多练习便可掌握。

维修测试，有条件的可以在实验设备上进行测试，没有实验设备的只能模拟输入输出进行初步测试，排除安全隐患后在停运后的设备上进行测试。这个步骤仍然是考验对于电路板的理解。

综合分析设备自主深度维修的3个步骤，关键的、有技术含量的步骤是读懂电路板和返出电路原理图［9］。这个步骤的依据和参考是市面上的各种类型的典型电路图。市面上的典型电路图虽然很多，但是同样有迹可循，正确引导，必然会涌现出几个电子基础扎实、善于进行多种典型电路分析的精英。电路故障维修，是对电路图的定性分析，相对简单;备件替代需要对电路图定量分析，难度较低和适中的可以自主实现，难度较高的可以整合广泛的社会资源。因此，企业自行开展电子设备的深度维修和备件替代在技术上是可行的。

2.2 经济可行性分析

电路板出现故障后，通常有5种周转的方法，即采购新备件、返厂修、自主维修、社会维修和替代备件。将这5种周转方法进行经济方面的对比后不难发现，自主深度维修和备件替代蕴含着巨大的经济价值空间。

2.2.1 自主深度维修与返厂修、采购新设备、替代备件的对比

选5块故障率较高的电路板为样本，收集汇总这些电路板从原始合同采购开始到现在8年多老化过程中发生的相关数据，得到如表1所示的成本对比。

表1 自主修与返厂修、采购新设备、替代备件成本对比 元

通过表1可以看出，处于市场衰退期的设备，停产、涨价是一个普遍的市场现象，而自主深度维修可以在解决故障件问题的同时，节约大量采购或维修的资金。在运营具有规模后，价值空间是相当可观的，经过培育，发展成熟后甚至都可以为社会提供类似的技术服务。

2.2.2 自主深度维修与社会化深度维修的对比

按电路板面积计算，维修价格=电路板面积(cm2)×(基础价+加收百分比)。基础价为3.0元/cm2，面积计算不足300元的按300元收取维修费用，贴片板、多层板、CPU板、进口板、高密度大功率器件、加急维修加收30%，双面板加收80%。

以表1中第5块接口驱动板为例，电路板约为普通A4纸张一半的大小(21×29.7/2)，基础维修价格=21×29.7/2×3=935.55元，进口贴片板维修价格 =21×29.7/2×(3+30%+30%)=1 122.66元。而实际上自主维修的成本只有20元。

综合自主深度维修、备件替代与供货商售后服务以及社会化深度维修的对比情况，自主方式的深度维修和备件替代，可以节约大量的备件采购成本以及维修费用，有着巨大的优势，在经济方面可行。

2.3 环境分析

自主设备深度维修的环境包括社会文化环境和社会资源环境。地铁是准公共产品，具有公益性，由于前期投资巨大，运营维护成本高，容易造成票款和经营收入不能应付维护费用支出的现象。因此，广泛开源节流成为地铁所处社会文化环境的需求。

近年来，随着电子科学技术的发展，社会维修资源如雨后春笋般在各个城市兴起，其中北京、广州、深圳等地的社会维修和电子元件资源尤为丰富，对于简单、适中和复杂的电路板都有适宜的解决方案，这些社会资源为地铁开展自主深度维修提供了良好的社会资源环境，无论是引进技术、引进测试仪表、引进人员，还是高难度电路板深度维修、备件替代合作，都是不错的选择。

2.4 风险分析

自主深度维修的风险主要来自两个方面，一个是人员的风险，一个是设备的风险。人员的风险来自于维修过程中，有触电、烫伤以及化学品中毒的风险。触电风险可以通过取电工证和日常频繁安全教育规避，烫伤可以通过同事之间的互相提示、配备劳动防护工具规避，化学品中毒可以通过设置排风扇和选用低毒、无毒的化学品规避。设备的风险来自于维修人员对设备造成的不可修复性的损伤，这个可以通过提高维修人员技能和实施严格的流程管控进行规避。综合分析，人员和设备的风险均是可控的。

2.5 组织分析

自主深度维修需要投入人力资源和设备设施，并实施有效的管理和激励。人力资源方面需要几个懂地铁运营又有电子设备维修知识和技能的核心人物［10］，并配备一定数量的辅助维修力量。在设备设施方面，需要维修用房，并具备通风条件、工业动力配电和必要的仪器仪表。如果有条件，还可以配置实验设备，这将大大提高维修效率，降低维修风险。

对于一项带有研发性质和安全风险的工作，有效的管理和激励措施成为自主深度维修的可持续发展保障。竞争氛围、公平的绩效考核和优厚的奖励必不可少，当然严格、规范的操作管理流程和核心技术的留存体系更是重中之重。

3 自主深度维修的内容及意义

地铁的设备通常可以按照服务、成本、安全敏感度分级［11］，自主深度维修范围除对安全高度敏感的设备外，其他均可以覆盖，如表2所示。

自主深度维修力量是主力，但是社会力量和供货商将成为必要的补充，形成一个综合全面的维修模式。在电子设备里与行车安全密切相关的、安全高敏感的设备可以优选供货商进行售后服务，而少部分高难度的电路可以在对社会维修力量和供货商售后服务比较后进行选择，如表3所示。

表2 自主深度维修范围

表3 电子设备维修模式

纵观地铁维护技术的发展，厂商对技术人员的培训以设备操作、配置为主，设备维护长期停留在更换备件的层次，多年来技术提升进展缓慢，维护维修比较被动，设备驾驭能力提升缓慢，需要关键事件作为突破口。在今后的设备改造、缺陷分析、疑难故障诊断、关键安全控制点把控等方面，都需要高水平的技术人员。

地铁设备芯片级自主维修是提升运营维护水平的必经之路。技术是第一生产力，维修成本高低，标志着地铁设备维修水平的高低。电子设备故障可诊断性和较强的规律性，为芯片级维修提供了可行性。而加大力度开展电子设备的自主深度维修可以降低库存储备、消化核心技术，实施人员培养和储备，提升维修保养模式，延长设备生命周期，推进状态修、节约经济成本，打破专业壁垒，降低分工过于专业化、技术容易流失的现象。

4 结论

通过分析，地铁电子设备自主深度维修，技术上是可行的，经济上存在优势，环境上是社会客观需要并有社会资源支持的，风险是可控的，组织管理上是有重点的。总体来说，地铁加大力度开展电子设备自主深度维修，是一个有理、有利、有力的决策。无论是基于解决近期面临的故障件维修问题的考虑，还是基于远期的停产备件替代战略考虑，这都是一项意义深远的工作。

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Feasibility Analysis of Metro Electronic Equipment’s Independent Depth Repair

Guo Junxia
(Tianjin Metro O ＆ M Co.，Ltd.，Tianjin 300222)

The electronic equipment is widely used in metro.Equipment＇s aging leads to significantly higher failure probability.Equipment spare parts supply is easily affected by electronic equipment upgrade，stopping production or even closure of suppliers’factory because of the fast electronic product upgrading process.To solve these problems，the feasibility of independent maintenance of electronic equipment and spare parts replacement work was discussed and demonstrated from the technical realization way，economic cost advantages，environmental factors，organizational resource allocation，risk and other aspects.Independent depth repair is a reliable way to speed up the equipment fault parts turnover.It is necessary for enterprises to increase investment in independent depth repair work resources.The author finally puts forward the new mode of depth repair made up of independent repair power as the backbone and supplier and social forces as the supplement.

metro;electronic equipment;depth repair;independent;feasibility

U231+.8

A

1672－6073(2014)02－0057－04

10.3969/j.issn.1672 －6073.2014.02.014

2013－08－06

2014－01－26

郭君霞，女，工程师，从事地铁设备的维护和维修，guo 20001875@126.com

(

曹雪明)