5.5. Повышение надежности работы

5.5. Повышение надежности работы и увеличение эксплуатационного ресурса технических средств

5.5.1. Требования в части оценки прочности, ресурса и живучести

Повышение прочности, ресурса и безопасности объектов железнодорожной техники в эксплуатации в значительной мере должны обеспечиваться применяемыми нормативными требованиями. Анализ расчетных и экспериментальных материалов по длиннобазным платформам, элементам тележек грузовых и пассажирских вагонов, автосцепным устройствам и другим объектам железнодорожной техники показывает, что нормативные требования в части оценки прочности, ресурса и живучести должны быть уточнены и дополнены.

Должны быть проведены работы по совершенствованию норм проектирования локомотивов, вагонов и специального подвижного состава с целью их уточнения и дополнения с учетом накопленных результатов теоретических и экспериментальных исследований, экологических требований и на основе новых научных знаний о методах и критериях анализа рисков, широкого применения систем моделирования безопасности и живучести конструкций. Это позволит повысить уровень нормативно-методической базы железнодорожного транспорта до уровня передовых отраслей машиностроения.

Согласно действующим нормативным документам оценка циклической прочности несущих конструкций железнодорожного подвижного состава проводится по запасу сопротивления усталости.

К установленным в Нормах коэффициентам запаса должно быть выработано обоснование по обеспечению безопасности эксплуатации в течение заданного периода времени. Кроме того, расчеты по коэффициентам запаса необходимо дополнить расчетами на долговечность для оценки ресурса ответственных деталей, предусмотреть оценку долговечности методами механики разрушения, а также расширить и уточнить требования по применяемым материалам, технологии изготовления, методам и регламенту проведения неразрушающего контроля с выявлением остаточных напряжений после изготовления или ремонта.

Основные направления работ:

• совершенствование численных и экспериментальных методов анализа нагруженности, текущего и предельного напряженно-деформированного состояний конструкций подвижного состава с учетом нелинейностей физических (упруго-пластическое поведение материала) и геометрических (большая деформация, контактное взаимодействие);
• исследование характеристик сопротивления усталости (деградации) материалов и сварных типовых элементов конструкций в гигацикловой области нагружения;
• применение эффективных систем диагностики состояния конструкций подвижного состава на основе методов неразрушающего контроля (голография, термовидение, магнитная память металла, акустическая эмиссия и др.);
• определение номенклатуры критически важных и потенциально опасных объектов подвижного состава, разработка системы критериев и параметров прочности, безопасности, живучести и риска;
• математическое моделирование аварийных ситуаций (столкновение, сход и др.) и нормирование параметров предельного состояния объектов подвижного состава в аварийных ситуациях;
• использование устройств и технологий, снижающих экологическую нагрузку на окружающую среду.

5.5.2 Технология управления ресурсами, рисками на этапах жизненного цикла на основе анализа надежности на железнодорожном транспорте

Целью разработки и внедрения технологии управления ресурсами, рисками на этапах жизненного цикла на основе анализа надежности на железнодорожном транспорте (УРРАН) является создание технологии эффективного управления ресурсами для содержания инфраструктуры и подвижного состава на основе формирования системы эксплуатационных показателей надежности и безопасности, методов их применения с учетом оценки рисков на всех этапах жизненного цикла.

Комплексное управление надежностью, рисками, стоимостью жизненного цикла на железнодорожном транспорте означает во многих отношениях смену основных принципов:

• от оценки рисков на основе правил к оценке рисков на основе соображений безопасности;
• от описательных спецификаций требований к спецификациям, ориентированным на функции;
• от проектирования систем по принципу "снизу вверх" к проектированию по принципу "сверху вниз";
• от технического подхода к подходу на основе целостного, системно-ориентированного взгляда.

Применение комплексного управления надежностью, рисками, стоимостью жизненного цикла на железнодорожном транспорте позволит:

• количественно оценивать производственную деятельность хозяйств с учетом отказов и организации технического обслуживания и эксплуатации;
• контролировать и сопоставлять деятельность структурных подразделений в рамках хозяйства на основании показателей, учитывающих характеристики структурных подразделений и их производственной деятельности;
• прогнозировать количество предполагаемых отказов с учетом заданного объема произведенной работы;
• оценивать реальные потери в зависимости от надежности технических средств;
• оперативно решать вопросы обеспечения безопасности перевозочного процесса.

Поставленная задача по своим масштабам и сложности значительно опережает методологию RAMS, являющуюся комплексным трудом европейского сообщества и представленную стандартом EN 50126. Она имеет ряд принципиальных отличий:

• эксплуатационные показатели надежности и безопасности УРРАН связаны с объемами выполненной работы, а не со временем работы, как в RAMS;
• показатели УРРАН, в отличие от RAMS, дополнительно раскрывают вопросы долговечности технических систем и объектов;
• в разрабатываемой системе реализуются вопросы управления затратами на поддержание и развитие объектов инфраструктуры на всех этапах жизненного цикла, что практически не рассматривается методологией RAMS;
• более предметно разрабатывается оценка влияния человеческого фактора.

Внедрение системы УРРАН позволит принципиально перестроить подходы к определению состояния инфраструктуры и подвижного состава, планированию инвестиций и эксплуатационных расходов, а также оценке надежности и безопасности перевозочного процесса.

5.6. Высокоскоростное движение и инфраструктура

Современные требования к качеству пассажирских перевозок диктуют свои требования к технике, определяя основной задачей сокращение времени в пути. Ряд государств Европы (Испания, Франция, Италия, Германия) и Азии (Япония и Китай) уже несколько десятилетий целенаправленно реализуют программы организации высокоскоростного пассажирского сообщения и сегодня достигли внушительных успехов.

Протяженность высокоскоростных линий в мире:

• в эксплуатации - 11509 км;
• в стадии строительства – 13349 км;
• запланировано строительство на период до 2025 года – 18457 км.

Всего к 2025 году в мире планируется построить 43315 км высокоскоростных линий. Крупнейшими странами по протяженности высокоскоростных линий в мире станут: Китай – 13126 км (30,3 %), Испания – 5520 км (12,7 %), Франция – 4787 км (11,1 %).

Теперь к списку стран, обладающих высокоскоростным движением, уверенно можно причислить и Россию.

Высокоскоростное сообщение – это комплекс взаимосвязанных компонентов, которые формируют единую систему:

• инфраструктура (новые линии, построенные для движения на скоростях свыше 250 км/ч и модернизированные линии, где скорость движения может составлять 200-220 км/ч, на некоторых из них эксплуатируются поезда с принудительным наклоном кузова в кривых);
• подвижной состав;
• условия эксплуатации.

Высокоскоростные поезда должны быть построены таким образом, чтобы обеспечивать безопасное бесперебойное движение:

• на скорости более 250 км/ч на специальных высокоскоростных линиях;
• на скорости до 250 км/ч на обычных линиях, специально модернизированных для высокоскоростного движения;
• на максимально возможной скорости на прочих линиях.

Высокоскоростное сообщение подразумевает совместимость характеристик подвижного состава и инфраструктуры. Именно от совместимости подвижного состава и инфраструктуры зависит эффективность, безопасность и качество эксплуатации, а также эксплуатационные расходы.

В сложившихся российских условиях существуют 2 варианта организации высокоскоростного сообщения: высокоскоростное движение на специализированной магистрали и высокоскоростное движение на модернизированных линиях.

Использование каждого из данных типов имеет свои преимущества и недостатки. При эксплуатации специализированных высокоскоростных магистралей поезда развивают большую скорость (до 350-400 км/ч) по сравнению с модернизированными линиями (200-250 км/ч), поскольку специализированные линии предназначены исключительно для курсирования высокоскоростных поездов. Кроме того, высокая скорость на специализированных ВСМ дает значительное сокращение времени в пути и, следовательно, создаются конкурентные условия для перехода пассажиров с альтернативных видов транспорта на высокоскоростной железнодорожный транспорт, а также дополнительно генерируется новый пассажиропоток, что обеспечивает повышение доходности от высокоскоростных пассажирских перевозок. Как показывают ранее выполненные в ОАО "РЖД" проработки, учитывающие мировой опыт, а также опыт организации высокоскоростного движения на модернизированной линии Санкт-Петербург – Москва, при строительстве специализированной высокоскоростной железнодорожной магистрали с максимальными скоростями 350-400 км/ч возможен двукратный прирост пассажиропотока.

Вместе с тем, строительство специализированных высокоскоростных магистралей является весьма капиталоемким и требует значительно больших капиталовложений по сравнению с модернизацией железнодорожной линии, а также выделение дополнительных территорий за пределами полосы отвода железных дорог. Кроме того, для организации высокоскоростного движения на существующих линиях зачастую требуется строительство дополнительных главных путей в пригородных зонах крупных городов для обеспечения социально значимых пригородных перевозок, а также путепроводов, переходов и т.д.

Основными задачами развития скоростного и высокоскоростного движения являются:

• создание высокоскоростных электропоездов с конструкционной скоростью до 400 км/ч, скоростных электропоездов – 160 км/ч (в вариантах постоянного тока, переменного тока и двухсистемном);
• выбор полигонов скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов;
• организация скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов на приоритетных направлениях сети железных дорог;
• создание нормативной базы для разработки и организации эксплуатации скоростного и высокоскоростного подвижного состава и инфраструктуры;
• создание технических средств и системы технического обслуживания для скоростного и высокоскоростного движения;
• подготовка кадров для обеспечения скоростного и высокоскоростного движения.

Комплекс мероприятий по повышению скоростей движения на железнодорожном транспорте включает:

1. Повышение маршрутных скоростей дальних пассажирских поездов, следующих на расстояния более 700 км, до 70-90 км/ч.

2. Организация скоростного железнодорожного движения после реконструкции действующих линий между крупными региональными центрами скоростными поездами, с максимальной скорость движения до 160-200 км/ч, и временем поездки, не превышающем 7 часов.

3. Создание высокоскоростных железнодорожных линий, на которых обеспечивается движение со скоростями до 350-400 км/час. На первом этапе разработка проекта высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург (ВСМ 1) на основе Контракта жизненного цикла (КЖЦ).

5.7. Корпоративная система управления качеством

Качество на железнодорожном транспорте – это комплекс анализа и последующих действий, направленный на выполнение требований и ожиданий клиентов, а также внутренних потребителей, при безусловном выполнении требований безопасности и экологических норм.

Реализация системы управления качеством позволит получить долгосрочные и значительные внутренние и внешние преимущества в управлении, экономике, финансах, в работе на рынке транспортных услуг.

Целями разработки и внедрения корпоративной интегрированной системы управления качеством являются:

• достижение системного улучшения обеспечения безопасности движения на основе контроля качества выполнения всех технологических операций в процессе перевозки, а также в процессе ремонта и подготовки подвижного состава;
• снижение издержек ОАО "РЖД" за счет оптимизации бизнес- и технологических процессов на основе их совершенствования, выявления резервов и снижения непроизводительных или неэффективных расходов ресурсов;
• существенное повышение качества предоставляемых услуг для освоения новых, ранее недоступных рынков, а также укрепления конкурентных позиций и усиления присутствия на существующих рынках.

Комплексное развитие кадрового потенциала, в том числе, на основе эффективного решения вопросов мотивации персонала за счет формирования в рамках системы управления качеством прозрачных и объективных критериев оценки качества работы каждого сотрудника компании.

Кроме того, обязательными инструментами перехода к целевому состоянию системы управления качеством будут являться:

• требования к качеству управленческой деятельности, основанные на процессном подходе;
• градация уровней качества в соответствии с платежеспособным спросом потребителей транспортных услуг;
• дифференцированный подход в работе с пользователями транспортных услуг на основе долгосрочных контрактов с определением взаимной финансовой ответственности;
• выстраивание системы производственных взаимоотношений, исключающей передачу некачественной продукции или услуг от поставщиков к потребителям, в том числе, внутри компании;
• производственно-экологический контроль;
• проектный подход к реализации концепции корпоративной интегрированной системы управления качеством;
• реинжиниринг как средство существенного снижения издержек и значительного повышения эффективности деятельности компании;
• мониторинг показателей деятельности;
• создание условий, технических средств обеспечения и контроля производственных операций;
• обучение и переподготовка кадров в условиях функционирования корпоративной интегрированной системы управления качеством;
• мотивация внедрения инноваций, основанных на инициативе и знаниях работников компании;
• формирование в компании климата доверия сотрудников к проводимым преобразованиям.

Целевую структуру интегрированной системы управления качеством ОАО "РЖД" будут составлять:

• корпоративные стандарты качества;
• структуры процессов;
• система показателей;
• организационная структура.