（载运工具运用工程专业论文）国产动车组零部件维修管理信息系统的开发.pdf

生塞摘要 中文摘要 摘要：我国目前引进了四种动车组，虽然铁道部已经针对即将开行的国产高 速动车组拟定了修程修制方案，它基本上是国外原形动车组修程修制的简单综合， 其中没有考虑到我国动车组的实际运行条件，方案中存在诸多需要补充与完善之 处。由于我国高速铁路起步相对较晚，在高速动车组运用与维修方面面临着先期 经验严重匮乏的客观现实，目前制定的修程修制是否科学合理，尚无科学系统的 评价方法；而且动车组是高新技术的集成体、技术含量高，其运用与维修方式与 现行的客货车辆都有较大差异，因此，开发国产动车组零部件维修管理信息系统 已成为当务之急。 本论文使用v i s u a lc + + 语言开发了国产动车组零部件维修管理信息系统，该 系统主要包括数据库管理、零件编码管理、维修记录管理、数据输出管理、数据 统计分析及帮助。 数据库管理用于数据库维护，开发用户登录模块，控制数据库的用户管理权 限，本系统投入使用时，零件编码只能生成一次，多次使用将造成数据重复，所 以零部件名称表及其编码表必须设用户管理权限。 零件编码是整个系统的基础，本论文参照咖i s 公用数据编码规范，制定了动 车组及其零部件相关数据的编码规则，将动车组零部件按结构大部位、小部位、 具体部位进行分类，按照本论文制定的规则将零部件名称及其编码分别输入数据 库中的零部件名称表及其编码表，只要遵循本论文制定的规则输入完整的数据， 即实现零件编码的自动生成功能。 根据可靠性理论，本论文建立了维修履历库，维修履历是数据统计分析的基 础数据。维修履历管理包括维修履历的添加和查询，添加的履历有故障机理、故 障模式、维修等级等，故障机理及故障模式要用于主次图分析，维修等级的统计 用于确定零件的最佳维修等级。 数据统计分析模块主要利用数理统计方法统计分析维修履历数据，统计零件 故障机理，找出发生故障的主要原因，从而改进设计，找出我国现行修程修制的 不足之处，达到完善修程修制的目的。 本系统的开发，实现了国产动车组的信息化管理，加快了高速铁路现代化建 设的进程。 关键词：动车组，维修管理，信息系统 分类号：u 2 6 8 2 旦塾堡甾3 a b s t r a c t ：c h i n ah a si n t r o d u c e df o u rk i n d so fe m u a n dm o rh a si n s t i t u t c d m a i n t e n a n c es c h e m e sf o r t h ee m u , b u tb a s i c a l l yi t st h es y n t h e s i z a t i o no ff o r e i g ne m u m a i n t e n a n c es c h e m e s , w h i c hd i d n tc o n s i d e rd o m e s t i ca c t u a lr u n n i n gc o n d i t i o n s ，s o t h e r ea g em a n yd i s a d v a n t a g e si nt h es c h e m e s b e c a u s ec h i n e s eh i g h - s p e e dr a i l w a yw a s b u i l taf e wy e a r sa g o ，s oc h i n ai ss h o r to fe x p e r i e n c eo ne m ur u n n i n ga n dm a i n t e n a n c e , a n dc h i n ah a s h ts c i e n t i f i ce v a l u a t i o ns y s t e mf o rt h es c h e m e s r a t i o n a l i t ye v a l u a t i o n ； e m ui st h ei n t e g r a t i o no fa d v a n c e dt e c l m o l o t y , a n di t sm i m i n ga n dm a i n t e n a n c em o d e s d i f f e rf r o md o m e s t i cw a n g o n sa n dp a s s e n g e rc a r s ，s ot h ed e v e l o p m e n to fm i se l i m a i n t e n a n c eo fd o m e s t i ce m u c o m p o n e n t si sv e r yu r g e n t m i so nm a i n t e n a n c eo fd o m e s t i ce m uc o m p o n e n t si sd e v e l o p e du s i n gv i s u a l c + + ，w h i c hi n c l u d e ss i xm o d u l e ss u c ha s ：d a t a b a s em a n a g e m e n t , c o m p o n e n t sc o d i n g m a n a g e m e n t , m a i n t e n a n c er e c o r d sm a n a g e m e n t , d a t ao u t p u tm a n a g e m e n t , d a t as t a t i s t i c s a n da n a l y z a t i o nm a n a g e m e n ta n dh c l pm a n a g e m e n t d a t a b a s em a n a g e m e n ti su s e df o rm a i n t e n a n c eo ft h ed a t a b a s e , i n o r d e rt oc o n t r o l t h ep o p e d o mf o ru s e rm a n a g e m e n t ，l o g g i n go nm o d u l ei sd e v e l o p e d w h e nt h i ss y s t e m i sp u ti n t ou s c c o m p o n e n t sc o d i n gi so n l yu s e df o ro n et i m e ，o t h e r w i s ei tc a l lr e s u l ti n r e p e t i t i o no fd a t a s ，s ou s e rp o p e d o m m u s tb es e tf o rt h ed a t a b a s eo fc o m p o n e n t s c o d i n g c o m p o n e n tc o d i n gi sb a s i so ft h es y s t e m ，m l e so nc o m p o n e n t sc o d i n ga r ei n s t i t u t e d r e f e r r i n gt oh m i sd a t ac o d i n gr o l e s ，e m uc o m p o n e n t sa l es o r t e di n t ot h r e ek i n d s a c c o r d i n gt oa f f i l i a t i o n , a n da l lt h ed a t a sa r ei n p u ti n t ot h ed a t a b a s ea c c o r d i n gt ot h e r o l e s ，s oy o uc a ng e tt h ea u t o - c o d i n gr e s u l t m a i n t e n a n c er e c o r d si st h eb a s i so fd a t as t a t i s t i ca n a l y z a f i o n , m a i n t e n a n c er e c o r d s d a t a b a s ea g ee a t a b l i s h e da c c o r d i n gt or e l i a b l i t yt h e o r y m a i n t e n a n c er e c o r d sm a n a g e m e n t i n c l u d er e c o r d sa c c e s s i o na n dq u e r y , m a l f u n c t i o nr e a s o n , m a l f u n c i i o nm o d e sa n d m a i n t e n a n c eg r a d ea g ea d d e dt ot h em a i n t e n a n c er e c o r d s ，m a l f u n c t i o nr e a s o na n dm o d e s a g eu s e df o ra n a l y z a t i o na n dm a i n t e n a n c eg r a d ef o rt h ea s c e r t a i n m e n to ft h eo p t i m a l m a i n t e n a n c eg r a d e d a t as t a t i s t i c sa n da n a l y z a t i o nm o d u l ei su s e df o rm a l f u n c t i o n 联冶s 0 血s t a t i s t i c s u s i n gm a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c a lm e t h o d s , m a i nr e a s o ni sf o u n da f t e ra n a l y z a t i o n , s o d e s i g na n dc h i n e s ep r e s e n tm a i n t e n a n c es c h e m e sa g ei m p r o v e d d e v e l o p m e n t o ft h i s s y s t e m r e a l i z e di n f o r m a t i o n i z a t i o nm a n a g e m e n ta n d q u i c k e n e dm o d e mc o n s t r u c t i o no f c h i n e s eh i 曲一s p e e dr a i l w a y j e 塞銮适去堂亟堂焦论塞 k e y w o r d s ：e m u ；m a i n t e n a n c e ；m i s c l a s s n 0 ：u 2 6 8 2 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 导师签名： 私帚 签字日期：五7 年j 月日 ， 孑 ，夕 ， 一烈细觚而肘 应 缸 年 者 k 储 文 期 自 e 位 字 学 整 独创健芭明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 一魏誓孔p 嗍1 月日 致谢 本论文的工作是在我的导师宋永增副教授的悉心指导下完成的，宋永增副 教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助_ 和影响。在此衷心感谢 三年来宋老师对我的关心和指导。 宋永增副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都 给予了我很大的关心和帮助，在此向宋老师表示衷心的谢意。 丁莉芬老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，郭晓龙、张志华、曹玲玲等同学对我论文中 的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 1 1 课题研究背景 第一章概述 铁路是我国国民经济的大动脉，交通运输系统的骨干。为实施跨越式发展， 满足国民经济和社会快速发展对交通运输日益不断增长的需求，我国铁路确定了 铁路快速客运网发展规划：在2 0 2 0 年前，以北京、上海、武汉、广州为中心，部 分省会城市为节点，形成辐射全国主要城市的快速客运网络，总里程约1 2 0 0 0 k i n ， 同时，在京津唐、长三角、珠三角地区，将形成数千公里的快速城际轨道交通网。 动车组是完成铁路高速运输生产任务的最重要的移动设备。针对铁路快速客 运网发展规划的要求，铁道部加快了铁路装备现代化的步伐，目前引进了四种动 车组：c r h l 型( b s p ) 、c r h 2 型( 川崎e 2 1 0 0 0 ) 、c r h 3 型( i a 三3 ) 、c r h 5 型 ( a l s t o m ) 。这四种动车组均为独立式动力分散型，采用长编组( 1 6 辆) 和短编组 ( 8 辆) 两种编组方案，动车组交路采用循环运转制，动车组乘务员采用轮乘制；维 修制度以可靠性和舒适性为中心，实行计划定期检查、整备及状态监控修相结合、 寿命管理与单元部件专业化集中修相结合。 动车组是高新技术的集成体、技术含量高，其运用和维修方式与现行的客车 车辆和货车车辆有较大差异。为确保其安全、高效的运用和快速维修，铁道部已 专门研究制定了相应的动车组修程修制方案，并依据路网布局与发展规划，结合 动车组的配属和运用优化方案，确定在北京、上海、武汉、广州建立现代化的动 车组检修基地的规划，初步确定了四大基地的辐射范围，并与检修基地配套建设 2 5 个动车组运用所，以满足“快速维修、安全可靠、高效运营”的要求。 动车组信息化管理是动车组高效、安全运行的保障，通过动车组的信息化管 理大幅度提高管理效率，全方位拉动和改进传统管理模式，实现基本支撑信息化、 生产过程自动化，因此动车组信息化工作起点高、定位高。必须在全面学习和借 鉴国外先进管理理念的基础上，结合我国动车组运用和维修的具体情况，制定出 一整套动车组运用和维修管理规范，搭建信息管理软件平台，开发出一整套适合 中国国情、适合铁路现代化管理要求的动车组信息化平台。 1 2 国外动车组信息化管理现状【1 1 1 2 1 德国i c e 高速列车的维修保养体系 j e 塞变亟太堂亟堂焦j 盆塞 1 检修布局 德国动车组检修布局采用一种车型建立一个动车段，设置在客运枢纽所在地， 完成该车型各级段修，大修由大修工厂负责。如i c e l ，i c e 2 各建一个动车段，i c e 3 先建了一个动车段，同时兼顾检修i c t ，随着i c e 3 ，i c t 数量的不断增加，又另 行修建了一个小规模的动车段作为其辅助。另外根据运输需要，在客车始发终到 数量最大，且无检修基地的车站附近设置了洞彻运用检查所，负责动车组的运用 和检查工作。其检修结构层次做如下划分： a 类( 运用检查所) 负责动车组日常运行检查和主要部件补充检查。如：科 隆、莱比锡各设有一个动车组运用检查所。 b 类( 动车段) 一一负责动车组各级段修。如：汉堡、柏林、慕尼黑、法兰克福 各设一个动车段。 汉堡动车段：负责5 9 列i c e l 型动力集中动车组的各级检修。 柏林动车段：承担4 4 列i c e 2 动车组的各级维修。 慕尼黑动车段：承担6 7 列科隆法兰克福以及巴黎一法兰克福间运行的 i c e 3 及3 7 列i c t 动力分散型动车组大部分段修工作。 法兰克福动车段：作为慕尼黑动车段的补充，承担i c e 3 和i c t 动车组的日常 检查、整备以及f 1 f 4 各级段修。 c 类( 大修工厂) 一负责所有高速动车组大修。如：纽伦堡大修工厂。 2 检修制度 i c e 高速列车确定的维修保养理论是以可靠性、舒适性为中心实行计划定期检 查和整备与监控状态修理相结合；寿命管理、单元部件换件修和主要原部件高度 专业化集中修理相结合。 动车组修程的制定是不断积累经验、不断发展而走向成熟的过程。 1 2 2 法国t g v 高速列车维修保养体系 l 检修布局 法国高速铁路网主要有东南线、大西洋线、北方线、地中海线等4 条高速线 及提速延伸线组成。其特点是，以巴黎为中心，向外呈辐射状分布。 法国高速铁路根据其路网状况，检修布局每条线设立一个动车段，共3 处， 均设在巴黎地区，负责各类t g v 高速列车的各级检修，大修回送到大修厂进行。 地中海线实际是东南线的延伸，动车组段修由东南线动车段负责，作为补充另在 里昂设一处动车运用检查所。 2 检修制度 2 维修方式采用预防性维修，维修工作可分为一般性检查、定期维修、部件更 换3 级。t g v 高速列车检修周期和修程是：运行1 5 0 0 或2 5 0 0 k i n 进行行车检查( e s ) ， 运行9 日进行舒适度检查( e c f ) 。运行2 周进行运转部件检查( v o r ) ，运行3 个月 进行限制性检查( v l ) ，运行6 个月进行一般性检查( v g ) ，运行1 8 个月进行一般性 大检查( g v g ) ，运行8 年后进行厂修。值得注意的是，法国t g v 高速列车采用大 部件换修方式，在维修中心卸下大部件，更换后送回工厂进行大部件大修。 1 2 3 日本新干线维修保养体系 1 检修布局 日本新干线主要由东海道、山阳、东北、上越新干线组成，加上山形、秋田 等小型新干线，运营里程达2 3 2 5 k m 。其中东海道新干线由豫东海公司管理，山 阳新干线由j r 西日本公司管理，东北新干线及其它新干线由j r 东日本公司管理。 由于各公司相对独立，每个公司建有一处动车段。厂修有的送大修厂，有的 在动车段内完成。 与德、法不同的是，日本客流量非常大，因此在客流较集中的地方建有相当 数量的动车运用检查所。 2 检修制度 日本新干线列车检修采用的是定期预防检修制度，即按一定的周期规定内容 的检查、检修，由于新干线列车采用了先进的故障诊断系统及检测设备，所以备 修程规定的内容都以检查为主。检查周期的确定，要充分考虑车辆各部件发生故 障的概率，并与其工作方式有密切关系。转向架与运行公里有关，继电器与触头 与工作次数有关。 新干线列车运行时间是每天6 ：o o _ - 2 4 ：0 0 ，夜问0 ：0 0 _ _ 6 ：0 0 进行线路和 供电设备的检查、维护，所以其车辆检修基地既要考虑到整列编组的检修，也要 考虑到列车的到、发及夜间的停放。 新干线车辆的检修主要分为4 个等级的修程： ( 1 ) 日常检查：周期4 8 h ，补充易损、易耗件，补充润滑油。 ( 2 ) 周期检查：周期为3 0 d 或3 万k m ，各部件功能检查，外观检查。 ( 3 ) 转向架检查：周期1 2 个月或4 5 万k m ( 新造车辆为2 4 个月) ，转向架解体。 ( 4 ) 全面检查：周期为3 6 个月或9 0 万k m ，全面解体。 检修周期的时间或公里，哪个先到取哪个，并且周期只取负偏差，不能取正 偏差。 综上所述，日本、德国、法国、瑞典及西班牙、韩国等国外高速列车的维修 3 基地大都做了比较合理的布局与分工，避免交叉作业和重复投资，并基于最经济 的，以可靠性为中心的维修理念，在高速列车的运用与维修管理中大量采用先进 的信息化管理手段。 首先，高速列车上均配备了先进的车载监测和故障诊断系统，客队动车组及 关键部件的运行状态和安全质量进行连续的在线监测和故障诊断，并将车载监测 和故障预警信息及时传送到地面检修基地，指导针对性的维修作业。 其次，维修基地内的维修业务以预防为主体，在周密制定的维修计划的指导 下，导读人员可以有序的安排各项生产活动，并利用实时采集的故障和作业反馈 信息，对计划进行动态调整。通过信息在调度指挥人员、相关管理和作业人员之 间共享和及时交互，实现各作业环节之间的密切衔接和高效协调配合；并能通过 信息接口与地区调度中心、其它检修基地和厂家等进行业务信息交互。 最后，在发展历程上各国共同的趋势是，系统的集成化、一体化以及运用与 维修信息管理的综合化。 1 3 国内机车车辆信息化管理现状 目前，国内针对机车、车辆的运用和维修管理开发除了相应的信息化系统。 其中，车辆管理方面应用较为广泛的系统是铁路客车技术信息管理系统( k m i s ) 和 铁路货车技术信息管理系统( h m l s ) 。 1 铁路客车技术信息管理系统( k m i s ) k m i s 是为加强客车段的车辆专业管理而开发的覆盖客车段、铁路局和铁道部 三级管理软件。其管理业务包括客车配属、检修、运用生产的调度、技术、物流、 成本管理等，为各级管理和技术人员提供大量监控产品质量与工作质量的数据和 经营管理决策的依据。 2 铁路货车技术信息管理系统( h m i s ) 铁路货车技术信息管理系统是根据铁路货车在全路运行、无固定配属、维修 地点分散等特点而开发的全路所有货车检修、运用、安全、报废等实时动态的技 术管理软件。系统的应用改变了传统的手工管理模式，覆盖了国有铁路货车和参 与铁路运营的企业自备货车技术管理的主要业务，提供了货车从新造到报废的整 个寿命周期内，以车号唯一线索的动态技术履历信息，以及车辆配件的更换信息、 加装改造信息、故障信息等，提高和改进了货车车辆管理的效率以及安全运营效 益 k m i s 和h m i s 针对既有铁路客车和铁路货车车辆的信息化管理而开发，其目 标是围绕既有业务通过信息化促进车辆管理的规范和效率。从k m i s 和h m i s 推 4 簋二重援述 广应用的总体情况来看，系统通过信息化管理，基本实现了围绕既有业务推动铁 路客货机车车辆管理的科学性，提高管理效率，促进车辆的安全运营的目标。同 时，k m i s 和h m i s 也在推广应用的过程中不断的进行完善和改进。 3 机务管理信息化的概况 目前，国内机务管理信息化的重点内容是列车监控记录装置的应用普及和机 车运用安全危机管理信息系统的推广应用。此外，部分铁路局的机务段。供电段。 水电段陆续应用了机车调度、机车运用安全。机车检修质量。牵引供电和水电等 管理信息系统，一些主要机务基层站段实现了与铁路专用网的连接，在机车。地 面建设了相关信息源和设备。机务信息化工作的在保障机务安全运行、提高管理 效率，调整生产力布局和推进机车修程修制改革等方面取得了一定的应用效果。 4 国内高速客车维修管理信息化的情况 前在广深公司投入运营的少量国外引进的高速客车和国产高速客车由于数量 少、运营范围小，其维修业务主要采取外包方式，其维修业务信息化程度较低。 5 小结 既有铁路机车车辆的信息化管理系统的目标是围绕既有业务，通过信息化促 进机车车辆管理的规范和效率。从推广应用的总体情况来看，这些系统通过信息 化管理，基本实现了围绕既有业务推动铁路机车及客货车辆的科学化管理，提高， 管理效率，达到机车车辆的安全运营的目标。 1 4 建立动车组管理信息系统的必要性 高速列车是高速铁路的运输载体和主要技术装备，是实现高速铁路功能的关 键。为了保证高速列车快速、高效、安全、舒适运行，必须经常对列车进行整备、 检查、保养和修理。高速列车的维修是高速铁路系统综合保障工程中的重要组成 部分，是高速铁路工程中的重要环节，是保持和提高铁路运输能力的重要因素。 动车组的运用维修方式与既有机车、车辆有较大的差异，高度专业化、集约 化、程序化；检修基地大量采用先进的检测和实验手段，而且还有考虑兼容不同 车型的维修作业。为提高工作效率，实现动车组的快速维修，必须改变传统的机 车车辆运用、维修及管理模式，全面采用信息技术对检修基地生产过程进行管理， 建立检修管理信息系统，用全新的概念和手段全方位的管理动车组的维修。 1 4 1 动车组维修的特点及发展趋势 1 用系统工程观点进行维修 韭塞童通盍堂亟堂僮监室 首先是对动车组寿命周期费用进行研究，将其寿命周期的总费用保持在最经 济的状态。其次是把技术、财务、管理等诸方面的因素综合起来进行全面管理。 利用系统工程理论对动车组的可靠性、维修性和可用性进行研究，综合分析动车 组的各个环节( 草拟、设计、制造、安装、运用、维修、改进和更新等) ，提高和 改善各个环节的机能，发挥其最佳效益，提高其可用性。最后还要形成维修的信 息闭环，将运用维修中的信息反馈给制造部门，以改进设计。 2 维修理论不断发展并大量采用新技术 维修工程理论已经形成了一门包括系统工程、计算机及电子学、可靠性工程、 保障工程等学科的新兴学科，建立在现代科学技术之上的新技术、新方法的大量 采用，是高效维修的必要保证。 3 在动车组设计中就对维修做全面考虑 要实现动车组的快速维修，保证其利用率，必须在动车组设计中进行可靠性 和维修性设计，除要求可靠性高，故障率低外，还要求好的维修性。对于那些易 出故障的关键部件和区域要具有良好的接近性、互换性和可测试性。 4 维修制度趋于合理 迄今动车组维修制度的主要框架仍采用计划预防维修制，多年的实践和经验 积累，使计划预防修日臻成熟，并向高阶段发展，在具体的维修过程中不断扩大 实施状态修与换件修，逐渐改变过去固定维修等级及固定维修时间间隔的维修体 系，代之以灵活可变的维修体系。 1 4 2 动车组维修的作用和意义 1 维修是提高效能的重要途径 良好的维修提高了动车组的可用性，使其具有较高的利用率和完好率，保证 其完全正点运行；同时还保持了动车组的固有能力，使其具有较好的可靠性。因 此完善动车组的维修是提高性能，扩大运输能力的有效途径。 2 维修是铁路安全运行的重要保证 动车组的高速性要求有好的舒适性，以及较短的整备和维修时间，对维修提 出了更加严格的要求。除要求达到较高的可靠性外，还应具有良好的维修性、可 测试性和依靠先进的远程通信及时交换信息的能力。 3 完善动车组的维修是降低寿命周期费用( i c c ) 的重要措施 动车组的维修费用在整个寿命周期费用中占有很大的比重，约为其购置费用 的3 - 9 倍。通过采用现代化维修技术、改进维修工艺，制定合理的维修制度来降 低维修费用，会使高速列车的寿命周期得到大幅度下降。据有关资料介绍，投入1 6 筮二重援述 美元改善维修，可取的寿命周期费用减少5 0 ，1 0 0 美元的效果。 1 5 论文的研究内容 本论文的目标是建立国产动车组零部件维修管理信息系统，实现动车组的信 息化管理，主要研究内容如下： 1 国产动车组维修管理信息系统需求分析 动车组检修采用了高效率的检修方式，其目的是大幅度提高动车组的安全性、 可靠性，太幅度提高动车组的使用效率，大幅度压缩修车时间，大幅度提高单位 检修的作业效率，实现修车方式制造化。我国动车组检修基地的基本建设要求必 须是高标准、高效率、高可靠性和现代化。 动车组管理信息化是动车组检修基地现代化的重要标志，也是保证动车组检 修基地能够高效、安全的执行动车组运用、维修任务所不可或缺的技术手段和基 础条件。 2 国产动车组零部件维修管理信息系统设计 该系统设计了六个模块：数据库管理、零件编码管理、维修记录管理、数据 输出管理、数据统计分析及帮助模块。 数据库管理模块的建立是整个系统安全、高效运行的保障：零件编码管理是 整个系统的基础；维修记录管理为数据统计分析提供基础数据；数据统计分析是 利用维修履历进行可靠性分析和经济性分析。 3 数据库设计 本系统目前采用关系型数据库a c c 髂s ，数据库设计主要目的是存放用于零件 编码的数据和维修履历。零件编码数据存放在零件名称表和零件名称编码表中。 4 零件编码管理 该模块实现了动车组关键零部件编码的自动生成及编码查询功能。该功能的 实现，有利于系统数据的维护和管理，有利于缩短各应用软件系统数据的刷新周 期，有利于各系统之问进行数据交换、信息共享和各系统数据的应用整合。 5 维修记录管理 该模块实现了故障履历库的建立及履历数据的添加、查询功能。该功能的实 现，该模块为数据可靠性分析提供基础数据，该模块添加数据的完善与否，直接 关系到可靠性分析的种类及结果准确性。 6 数据输出管理 该模块实现了零件编码及维修履历查询结果的打印输出。便于工程技术人员 及管理人员使用。 7 j e 塞变通太堂亟堂焦监塞 7 动车组零件可靠性与经济性分析与评价 该模块包括故障数据的可靠性分析和经济性分析，根据分析结果，一方面找 出动车组及其零部件的薄弱环节及问题所在，向制造部门进行信息反馈，从而达 到改进设计的目的；另一方面可以对我国现行的修程修制做一个客观的评价，从 而可以达到完善修程修制的目的。本论文实现了以故障机理、故障模式为基础数 据的统计功能。 8 箍三重动主塑维修筐理信息丕统遮让 第二章动车组维修管理信息系统设计 2 1 动车组维修管理信息系统需求分析 2 1 1 国内动车组信息化管理的显示需求 动车组检修采用了高效率的检修方式，其目的是大幅度提高动车组的安全性、 可靠性，大幅度提高动车组的使用效率，大幅度压缩修车时间，大幅度提高单位 检修的作业效率，实现修车方式制造化。动车组检修方式建立在部件寿命管理的 基础上，同时以先进的检修设备、设施及动车组和零部件制造工厂的配套检修服 务为条件和支撑：其主要形式是换件修、集中修、状态修和均衡修，其主要特点 是高度的专业化，高度的集约化，高度的社会化，高度的程序化。另外，由于我 国动车组检修基地需要考虑兼顾多个国家不同车型的运用和维修作业，而且中国 铁路要求保持铁路网完整性和统一调度指挥，对不同客运专线之间以及客运专线 与既有线顺畅衔接的要求较高，要实现在全路进行动车组的合理分配使用和按需 挑拨，实现4 大检修基地及2 5 个配套运用所之间的网络化修车，在生产计划和控 制方面的复杂度更高，对系统的灵活性、兼容性和可扩充性等要求也比国外要高 得多。 因此，我国动车组检修基地的基本建设要求必须是高标准、高效率、高可靠 性和现代化。在硬件设施建设上采用与国际接轨的理念和标准，装备高效率的检 修设施和设备，以实现先进的作业方式和提高作业效率，并以高度信息化管理为 支撑，大量采用先进的检测和实验手段，确保动车组的检修质量，保证安全高效 运行，同时使运用所整体工作与现代化管理模式相匹配，实现客运整备、动车检 修、配餐服务、集中调度指挥的一体化管理，有利于资源整合和减员增效，彻底 改变既有传统的专业分割模式，与国外动车组检修基地运行模式接轨。 总之，动车组管理信息化是动车组检修基地现代化的重要标志，也是保证动 车组检修基地能够高效、安全的执行动车组运用、维修任务所不可或缺的技术手 段和基础条件。为提高动车组的运营能力和使用效率，满足多种不同类型动车组 的运用和维修的管理需要，只有采用信息技术对动车组检修基地生产过程进行全 面管理，通过信息流对动车组检修基地生产过程进行全面管理，通过信息流对动 车组及配件技术状态的动态跟踪，通过生产资源配备与能力状况、生产计划安排、 生产作业进度等信息的准实时交互和广泛共享，通过检测、维修、实验等数据的 长期积累和分析利用来不断改进和优化修程修制和生产作业流程，才能把多种不 9 j e 塞窑道太堂亟堂僮：i 金塞 同类型的动车组调度、整备、运用、维修、配件及设备管理等业务活动有机的链 接起来，实现对动车组检修基地生产的有效、科学的管理，真正建成具有世界一 流水平、精干高效的动车组检修基地。 2 1 2 动车组信息化管理的意义 动车组的维修管理必须以信息为依据。及时、准确、完整的获得信息是机车 车辆维修分析与正确决策的前提。因此需要建立动车组维修信息系统，对动车组 维修信息进行管理。动车组维修信息管理是动车组维修管理的重要组成部分。 建立动车组维修信息系统的重要意义在于： ；1 动车组维修信息系统是动车组维修管理现代化的必要手段。我国的动车组 刚刚开通，因此收集和分析动车组维修中反映设备和维修状况的大量数据，建立 和发展我国动车组维修信息系统是动车组维修管理现代化的必然趋势。 2 动车组维修信息管理是提高动车组运输能力的有力保证。随着铁路的高速 化发展，动车组呈现出信息化、智能化和一体化的趋势，使铁路客运的运输能力 大幅度提高。为了适应近代铁路运输的这种特点，必须充分利用信息系统，随时 了解和掌握动车组的状况，预知动车组维修保障的需求，从而使维修保障系统适 时的供应维修保障资源和提供维修保障能力。当代的信息系统以其数字化、自动 化、网络化和集成化的特点，为实现这样的目标打下了良好的基础。 3 动车组维修信息系统是提高动车组制造、运用和维修质量的关键。信息管 理的主要任务之一是建立起一套动车组及其主要零部件的质量跟踪系统，对运用、 维修中发现的故障进行信息收集、整理、分析，形成质量信息反馈系统，这个系 统一方面根据故障信息进行失效分析，以确定动车组及其主要零部件的寿命、维 修周期；另一方面还要找出动车组的薄弱环节及其问题所在，向制造部门进行信 息反馈，以达到改进设计，提高动车组可靠性的目的。 2 2 动车组维修管理信息系统功能结构图 国产动车组零部件维修管理信息系统基本框架图如图1 所示，该系统主要包 括以下六大部分：数据库管理、零件编码管理、维修记录管理、数据输出管理、 数据统计分析管理及帮助。下面对这六大部分的内容做一简要介绍。 数据库管理主要介绍数据库的维护与管理，本论文并没有对这部分傲详细介 绍。 零件编码管理主要介绍了零件编码规则并实现了零件编码自动生成、编码的 簋三童动奎组维修置受信息丕统遮让 条件查询以及查询结果的输出。 维修记录管理主要介绍了维修记录的添加、条件查询以及查询结果的输出。 数据输出管理主要介绍了零件编码查询结果的输出和维修记录查询结果的输 出，是为了方便用户的使用，特别设计的模块。 数据统计分析管理主要介绍了以维修记录添加的数据为基础数据，进行统计 分析，根据统计分析的结果，找出我国修程修制的不足之处，从而达到可以完善 我国修程修制的目的。本论文只做了数据统计，根据统计结果可以进行主次图分 析等其它的分析。 帮助主要介绍修程修制的具体操作规程，并且给管理者以理论指导，本论文 并没有对这部分做详细介绍。 各章节的具体内容将在以下章节中具体介绍。 图1 管理信息系统基本框架图 f i g lm i sg e n e r a lb l o c kd i a g r a m 2 3 动车组维修管理信息系统功能实现的流程图 国产动车组零部件维修管理信息系统平台建立的目的是对维修记录数据进行 可靠性分析和经济性分析，根据分析结果找出我国现行动车组修程修制的不足之 处，最终达到完善修程修制的目的 国产动车组零部件维修管理信息系统平台下包括三个模块即：动车组基本信 息模块、维修记录管理模块及分析模块，其中动车组基本信息模块是整个平台的 基础，为整个平台提供基础数据，该模块的建立，有利于各系统之间进行数据交 换、信息共享和各系统信息的应用整合；维修记录管理模块为分析模块提供基础 数据；分析模块以动车组基本信息模块和维修记录管理模块提供的数据为基础数 据进行可靠性分析或经济性分析，根据分析结果得出的结论，可以找出我国动车 组修程修制的不足之处，从而达到完善我国修程修制的目的。 1 1 j e 立銮逼太堂亟堂焦i 金塞 动车组维修管理信息系统功能实现的流程图如图2 所示。 动车组分类及编码规则 国内外编码的转换技术 动车组关键零部件编码 编码的输出 维修记录的添加 维修记录的查询 维修记蒙的输出 分析模块1i i 可靠性分析 i经济性分析 i 修程修制的完善 图2 管理信息系统功能流程图 f i 9 2 s f u n d i o n n w d l a r t 2 4 国产动车组零部件维修管理信息系统程序开发及功能实现 国产动车组零部件维修管理信息系统的开发是基于单文档应用程序，该系统 的界面包括以下五个主菜单：数据库管理模块、零件编码管理模块、维修记录管 理模块、数据输出模块及数据统计分析模块。该系统主界面如图3 所示。 主菜单零件编码管理模块包含两个子菜单，即零件编码自动生成和零件编码 查询，但是在需要编码的零部件或编码规则不变的情况下，零件编码自动生成模 块中的自动编码按钮只允许使用一次，多次使用只会生成重复的数据，而且很可 能会影响系统的运行效率。零件编码查询模块是对自动编码模块生成的编码数据 进行查询。 维修记录管理模块包含两个子菜单，即维修记录添加和维修记录查询。维修 记录管理模块为数据分析模块提供基础数据。 数据输出模块可以根据工程技术人员的需要输出查询数据。 墓三重弛至组维丝萱堡信息丕统邀让 数据统计分析模块是针对维修记录管理模块记录的故障履历数据进行可靠性 分析和经济性分析。 图3 管理信息系统菜单 f i 9 3m i sl l m l l n 箍三重弛至缉维修萱堡篮盅丕统熬坦崖厘攫型匪选让 第三章动车组维修管理信息系统数据库及模型库设计 3 1 动车组维修管理信息系统数据库设计 数据库系统由数据库、数据库管理系统、数据库管理员、用户与应用程序四 个部分组成。数据库是存储在磁带、磁盘、光盘等外存介质上，按一定的结构组 织在一起的相关数据的集合；数据库管理系统是一组能完成描述、管理、维护数 据库的程序系统，可按照一种公用的和可控制的方法完成插入新数据，修改和检 索所有数据的操作；数据库管理员负责设计、建立、维护、管理数据库；应用程 序的操作是以数据库中的数据为基础进行的，每个用户只用到数据库中的一部分 数据，不同的用户使用的数据以多种方式重叠。数据库系统的核心是数据库管理 系统和数据库。因此，我们经常把这个核心称为数据库系统。 本论文目前采用a c c e s s 数据库，因为目前动车组刚刚开始运行，维修数据还 很少，而且动车组维修管理信息系统还没有开发完，为了方便此系统的开发，所 以暂时采用a o s s 数据库，为了适应铁路现代化建设的发展，建议此系统开发完 毕后，将a c c e s s 数据库转换成o r a c l e 数据库。 3 1 1 数据库的基本特点 1 数据的独立性 数据库的用户程序与数据存储结构之间相互独立，其中之一发生变化对另一 部分数据不发生影响或影响很小。对于软件来说数据和程序是同样重要的因素， 而且数据具有更大的稳定性。数据和程序相互独立，有利于加快软件开发速度， 节省开发费用。 2 数据冗余少 为实现数据共享，数据库对数据进行集中存储，数据不重复，减少了数据的 冗余，可以节约空间。 3 统一的数据管理 这是只用一个软件( 数据库管理系统) 实现对数据的统一管理。数据库管理 系统能对数据库中的数据进行查询、增加、删除、修改和维护等统一的管理。 4 完善的数据控制功能 数据库提供给许多用户同时使用数据库，具有数据安全、并发控制、数据恢复等 数据控制功能。 j e 塞銮垣太堂亟堂焦j 盆塞 3 1 2 数据模型的选择 数据模型是对客观事务及其联系的数据描述，能描述数据库系统中信息如何 组织和操作。数据库的数据模型先后经历了网状模型、层次模型、关系模型和面 向对象模型等阶段。其中关系模型因为有完整的理论基础，取代了网状模型和层 次模型，目前关系数据库在实际应用中居于主导地位。 1 层次模型 利用树型结构来表示实体以及实体之间的联系的模型为层次模型，如图4 所 示。层次模型中的节点为记录型，表示某种类型的实体，节点之间的连线则表示 了它们之间的关系。在层次模型中，没有任何父节点的节点为根节点，只有父节 点而无任何子节点的节点为叶结点。在建模过程中，层次模型主要受到两条限制， 一是任何非根节点的节点有一个且仅有一个父节点；二是父子节点之间只能存在 1 ：n 关系。 层次模型构造简单、易于实现，但受到上述两个条件的限制。它不能直接表示 某类实体同其他n 类实体间可能存在的隶属关系，例如研究所由学校与公司合办， 研究所则为学校与公司共同拥有层次模型也不能表示两类实体问的m ：n 关系， 如某个研究所可能由几个学校合办，研究所则为这几个学校所共同拥有。这就是 层次模型的局限性。 叶结点叶结点 图4 层次模型结构 f i 9 4t h es t r u c t u r eo fa r r a n g e m e n tm o d u l e 2 网状模型 利用网状结构来表示实体以及实体与实体之问的联系的数据模型为网状模型 网状模型与层次模型类似，其节点为记录型，用于表示某类实体，父子节点的记 录之间只存在1 ：n 关系。但网状模型允许其节点有多个父节点，从而可以直接i 示某类实体与其他几类实体问可能存在的关系，因此比层次模型更为通用。图5 为网络模型的例子。 1 6 簋三童勃圭组缝丝篮垄信息丕统塾据廑盈搓型廑遮让 层次d b m s 和网状d b m s 的一个共同的缺陷是不支持数据独立性，因而数据 库的层次或网状结构也就反映了库存数据记录在物理存储介质上的组织方式，同 时也决定了对数据记录的访问路径。这意味着，当用户在创建一个数据库时要考 虑数据的物理存储细节，数据库结构有所调整迫使相关的应用也随之发生变化。 这就限制了数据库系统及其应用的可扩展性、可重用性及可移植性。 学生 学生选课课程的网状敢据厍模式 图5 网络模型的例子 f i 9 5e x a m p l e n e t w o r km o d e l 3 关系模型 为了提高数据模型的表现能力，克服层次数据库和网状数据库的缺陷，在2 0 世纪7 0 年代提出了关系数据模型。关系模型利用二维表来表示实体以及实体之间 的关系，每一张二维表又被称为一个关系，如表1 所示。二维表中的每一列代表 实体或实体间关系的某种属性。二维表中的一行叫做一个元组，是记录类型的实 例，代表了某个具体的实