Class 86 RCM alapú karbantartási rendszer

Class 86 RCM alapú karbantartási rendszer

Kialakítjuk a jelenlegi technikailag és gazdaságilag leghatékonyabb világszínvonalú megbízhatóság alapú karbantartási rendszernek (RCM) nagyvasúti villamos mozdonyokra alkalmazható változatát, kiegészítve a rendszer optimális működéséhez, valamint a hatékony járműüzemeltetéshez szükséges, járműfedélzeti rendszer kifejlesztésével, a földi kiszolgáló állomás bázis kialakításával.

A kifejlesztésre kerülő karbantartási rendszer bevezetésére a class 86 sorozatú villamos mozdonyokat választottuk ki. A karbantartási rendszer alapját univerzális hardver, szoftver és eljárási elemek alkotják. Az elkerülhetetlenül járműspecifikus részeit a megoldásunknak a szoftverek és az eljárások beállításai jelentik.

A téma előtörténete:

A polgári légiközlekedés kiélezett piaci versenyében a költségek optimalizálása rendkívüli fontosságú, ugyanakkor a repülés biztonságát sem lehet veszélyeztetni. A 60-as évek végén a Boeing 747-es gépek üzembe állítása, amely hatalmas előrelépést jelentett az általa egyidejűleg nagy távolságra elszállítható utasok száma miatt, meghiúsult volna a hatalmas fenntartási költségek miatt, amennyiben nem dolgoztak volna ki a hagyományos karbantartási rendszertől merőben eltérő filozófiájú karbantartási rendszert. Az új rendszerrel a kor legmodernebb repülőgépének számító 747-esnek a fenntartási igénye 3,3 ember óra/repült óra lett szemben az alacsonyabb technikai színvonalú DC-8 igényével, amelynek 200 ember óra/repült óra volt! Mindemellett a 747-es megbízhatósága is magasabb lett. A légiközlekedés után az új rendszert a katonai repülés és a haditengerészet vezette be a rendszernek a megbízhatóságra gyakorolt rendkívül pozitív hatása miatt.

A nemzeti vasúttársaságok a mai napig nem éltek a rendszer bevezetésével. Időközben a nemzeti vasúttársaságok mellett, főként az árufuvarozás területén, megjelentek a magán vasúttársaságok. Számukra a rendszer bevezetése, a légiközlekedéshez hasonló versenyhelyzet miatt, gyorsan megtérülő befektetés.

A téma hasznosíthatósága:

A magán vasúttársaságok számára az új rendszer bevezetésével fenntartott vontató járművek a következő előnyöket biztosítják:

1. Kisebb beruházási igényt, ugyanazon forgalom kevesebb járművel bonyolítható le, tartalék járműigény alacsonyabb;

2. Alacsonyabb üzemeltetési költségeket, az optimalizált fenntartási tevékenység lehetővé teszi a hagyományos karbantartási rendszer által előírt, ténylegesen azonban feleslegesen végrehajtott tevékenységek költségeinek megtakarítását, az igazán szükséges tevékenységek finanszírozását, kisebb raktárkészlet fenntartását, a szükségtelen költséges utaztatását a járműveknek a karbantartó bázisra és vissza a forgalomba;

3. Megbízható szolgáltatás nyújtását a megrendelőknek, meghibásodásból, hibás teljesítésből eredő üzleti károk és költségek minimalizálását;

4. Magas rendelkezésre állási arányt, mivel a járműveket csak a legszükségesebb időre kell a forgalomból kivonni fenntartási tevékenység érdekében;

5. Élet- és vagyonbiztonságot, valamint az egyre magasabb büntetéssel járó környezetet veszélyeztető meghibásodások technikailag megvalósítható szintű elkerülését.

Tekintettel arra, hogy a magán vasúttársaságok gazdasági és műszaki megfontolásból nagyszámú régebbi gyártású járművet üzemeltetnek, amelyek vezérlési rendszere többnyire elektromechanikus elemekből, illetve huzalozott logikájú elektronikákból épül fel, ezért kifejlesztünk egy fedélzeti programozható logikájú vezérlő- diagnosztikai- és üzemviteli rendszert, amely a karbantartási tevékenység támogatása mellett a jármű megbízhatóságát oly módon is befolyásolja, hogy a vontatási és segédüzemi rendszereket felügyeli és megóvja a hibás üzemállapotoktól, valamint a helytelen kezelésekből eredő meghibásodásoktól. Továbbá automatizál olyan kezelési folyamatokat, amelyekkel energia takarítható meg, ugyanakkor a berendezések élettartama növelhető meg a szükségtelen igénybevételek elkerülésével. A rendszer üzemviteli információkat szolgáltat a jármű pillanatnyi üzemállapotáról, helyzetéről, felhasznált energiamennyiségről, a kezelőszemélyzet foglalkoztatásáról.

A megvalósítani kívánt fejlesztés:

A kifejleszteni kívánt megoldás a következő részfeladatokból tevődik össze:

· műhelyi infrastruktúra kialakítása a fenntartási rendszert támogató diagnosztikai eszközökkel,

· járműfedélzeti irányító-, vezérlő-, diagnosztikai-, üzemviteli és telemetriai rendszer hardverének és szoftverének kifejlesztése és tanusíttatása, majd járműre történő felszerelése és beüzemelése,

· járműspecifikus és üzemeltetési körülményekre tekintettel levő fenntartási rendszer kidolgozása,

· CMMS szoftver implementálása, a rendelkezésre álló technikai, logisztikai és diagnosztikai adatok feldolgozása a fenntartási rendszer követelményei szerint,

· technikai- és üzemeltetési telemetriai adatokat fogadó földi bázis kifejlesztése,

· a fenti részfeladatok összehangolása együttműködő rendszerré.

A kialakítani kívánt karbantartási rendszer alapelvei:

A karbantartási rendszert az adott járműre és a vele szemben támasztott elvárásoknak megfelelően kell kialakítani azon üzemeltetési környezet figyelembevételével, ahol felhasználásra kerül. Az egyes karbantartási beavatkozásokat és azok ciklusidejét a jármű egyes elemeire kell meghatározni aszerint, hogy meghibásodásai milyen következményekkel járnak és azok megelőzése hogyan lehetséges. A megelőzésen van a hangsúly, ennek érdekében kiemelt szerepet kap az állapotalapú karbantartás, amellyel képesnek kell lenni detektálni a hiba folyamatának megindulását és annak bekövetkezte elött megtenni a szükséges lépéseket a megszüntetésére. Vannak olyan meghibásodási jellemzőkkel bíró elemek, amelyeknél nincs arra lehetőség, hogy meghibásodásukról előre tudomást szerezzünk, ezekre a rendszer kidolgozásának eljárása felhívja a figyelmet és lehetőséget biztosít a szükséges intézkedések megtételére.

A kifejleszteni kívánt fedélzeti berendezés leírása:

A kifejlesztésre kerülő elektronikák vasútüzemre alkalmas kialakításúak lesznek, amelyek teljesíteni fogják az EN50155 szabvány követelményeit. A fejlesztés az elektronikák ezen szabvány szerinti hivatalos tanúsító helyen történő bevizsgálásával zárul.

A fedélzeti elektronika funkciók szerint tipizált modulokból épül fel, amelyekből adott járműre szabottan kiépíthető rendszer alkotható. A modulok közötti adatkommunikációt CAN-busz biztosítja.

A modulokhoz a jármű különböző pontjai, úgymint a tengely-, marokágy- és vontatómotor csapágyak, különféle villamos gépek üzemi hőmérsékletének mérésére alkalmas mechanikus kialakítású hőmérséklet érzékelők is a fejlesztés részét képezik.

A fejlesztés része az elektronikák működését irányító mikroprocesszorok operációs rendszerének megírása, a vezérlő szoftver fejlesztő felületének és végül a különböző funkciókat megvalósító, járműre szabott vezérlő szoftver kidolgozása.

Kifejlesztésre kerül a fedélzeti elektronika helyi- és távoli elérésére szolgáló vezetéknélküli összeköttetést biztosító hardver és az adatátvitelt bonyolító szoftver.

A fedélzeti elektronika különböző funkcióival segíti a karbantartási rendszert:

· diagnosztikai funkciója hardverein keresztül mérési adatgyűjtőként az állapotalapú karbantartási folyamat számára a jármű működéséről szolgáltat hőmérséklet, feszültség, áram és időadatokat, valamint

· vezérlő funkciója átveszi a jármű rendszereinek irányítását és felügyeletét, amely révén azok kíméletes és optimális üzeme lehetővé válik,

· üzemviteli funkcióján keresztül nyomonkövethető a járművet üzemeltető személyzet munkaidő adatai, a jármű helyzete, a felhasznált energia mennyisége.

A kifejleszteni kívánt földi adatfogadó- és feldolgozó munkaállomás leírása:

A fedélzeti berendezéstől érkező különféle adatok fogadására és feldogozására szolgáló hardver kereskedelmi forgalomban kapható elemekből épül fel. Kifejleszteni azon szoftvereket kell, amely a kívánt funkciókat valósítják meg. A munkaállomáson keresztül valós időben nyomon követhetőek a jármű műszaki- és üzemviteli paraméterei. Azonban legfőbb funkciója a jármű üzeméről érkező diagnosztikai adatok fogadása és azok megadott algoritmusok szerinti feldolgozása, amelyek automatizált módon értesítik a karbantartó személyzetet a szükségessé váló beavatkozásokról. Az általa szolgáltatott adatok továbbításra kerülnek a karbantartás menedzsment szoftver számára.

A kifejleszteni kívánt földi karbantartás menedzsment leírása:

Ezáltal történik a járműspecifikus adatok naprakész nyilvántartása, a fedélzeti berendezés által szolgáltatott állapotjellemzők fogadása, a manuálisan az egyes járművet alkotó elemekre kidolgozott megbízhatóság alapú karbantartási rendszer előírt időciklusainak és műveleti elemeinek rögzítése és mindezek komplex, integrált és intelligens módon történő kezelése a rendszer által biztosítható előnyök kiaknázása érdekében.