文章來源：光(guang)明(ming)日(ri)報 發布時間：2021-05-07
隨著新基建熱(re)潮的(de)興(xing)起，數字技(ji)術(shu)正(zheng)成(cheng)為眼下的(de)熱(re)詞(ci)。
高(gao)速(su)動車(che)(che)組是大國重器。今天，“復興(xing)號(hao)”奔馳在(zai)(zai)祖國廣袤的大地上(shang)，以時(shi)速(su)350公(gong)里的運營速(su)度領跑(pao)全球，在(zai)(zai)“復興(xing)號(hao)”動車(che)(che)組的制造過程中，從車(che)(che)體焊接、轉(zhuan)向架裝(zhuang)配到總(zong)裝(zhuang)調試、運行維護，數(shu)字技術在(zai)(zai)背后扮(ban)演著至關(guan)重要的角色(se)。
數字化焊接，實時管控有了“火眼金睛”
在(zai)中(zhong)國高鐵列車(che)核(he)心研制基地中(zhong)車(che)青島(dao)四方股(gu)份有限(xian)公(gong)司(si)（以下簡稱中(zhong)車(che)四方），動(dong)車(che)組車(che)體生產(chan)線上(shang)，正(zheng)在(zai)焊(han)接(jie)的車(che)體，每0.5秒(miao)就有一組焊(han)接(jie)數據上(shang)傳到焊(han)接(jie)管理(li)中(zhong)心。這是車(che)體焊(han)接(jie)數字化管理(li)系統的場景。
焊(han)接(jie)是動車組(zu)車體制造的關鍵工藝。一(yi)列動車組(zu)，有上萬(wan)道焊(han)縫。如何管控焊(han)接(jie)質量(liang)？
車(che)體焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝師(shi)池(chi)浩瀚(han)表示，傳統(tong)的焊(han)接(jie)(jie)(jie)，依靠焊(han)工在(zai)(zai)焊(han)完(wan)后進(jin)行自(zi)檢、互檢、巡檢，無(wu)法對焊(han)接(jie)(jie)(jie)過程進(jin)行實時監控。中車(che)四方通(tong)過數(shu)字(zi)化技術，建成了(le)國(guo)內首個動車(che)組焊(han)接(jie)(jie)(jie)過程數(shu)字(zi)化管理系統(tong)。通(tong)過布設在(zai)(zai)焊(han)機上的數(shu)據采(cai)集器，焊(han)接(jie)(jie)(jie)管理系統(tong)能夠實時采(cai)集焊(han)接(jie)(jie)(jie)過程中的所有焊(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)數(shu)，像(xiang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)電壓、電流等(deng)，每0.5秒記錄一次，并自(zi)動與標準參(can)數(shu)進(jin)行比(bi)對，一旦(dan)出現超差自(zi)動報警(jing)。
“焊(han)(han)接數(shu)字化管理系(xi)統就(jiu)像一(yi)雙(shuang)‘火眼金睛(jing)’，通(tong)過對焊(han)(han)接數(shu)據的(de)實時采集、自動判斷、自動報警，實時地‘監視’車體(ti)的(de)焊(han)(han)接過程(cheng)，實現了對焊(han)(han)接的(de)‘過程(cheng)管控’，從而能夠更(geng)好(hao)地保障(zhang)焊(han)(han)接質量。”池浩瀚說。
目前，在車體(ti)生產線上(shang)，焊(han)接數字化(hua)管理(li)系統連接了一(yi)百多臺焊(han)機，動車組車體(ti)的每(mei)一(yi)道關鍵(jian)焊(han)縫都實現(xian)了實時(shi)管控(kong)。
數字化裝配，讓制造過程可追溯
轉(zhuan)向架相(xiang)當于(yu)列車(che)的(de)(de)“腿腳”，是動(dong)(dong)車(che)組的(de)(de)關鍵核心部件。轉(zhuan)向架工藝師姚迪說，一個(ge)轉(zhuan)向架有400多種零部件，從上線(xian)裝(zhuang)配(pei)(pei)到完成制(zhi)造(zao)(zao)，會產生近萬項制(zhi)造(zao)(zao)數據。他們通過轉(zhuan)向架數字化裝(zhuang)配(pei)(pei)線(xian)，借(jie)助物聯(lian)網(wang)、智能傳感等技術，以數控(kong)機床、扭(niu)矩(ju)采集以及(ji)輔(fu)助裝(zhuang)配(pei)(pei)為主的(de)(de)智能設備進(jin)行(xing)聯(lian)網(wang)聯(lian)控(kong)，實現(xian)了轉(zhuan)向架制(zhi)造(zao)(zao)數據的(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)采集、自(zi)動(dong)(dong)判定和自(zi)動(dong)(dong)歸集。
“一(yi)個(ge)螺栓用(yong)了(le)(le)多大扭矩？一(yi)個(ge)裝(zhuang)配(pei)的(de)尺寸(cun)多少？轉(zhuan)(zhuan)向架裝(zhuang)配(pei)中的(de)每一(yi)個(ge)制(zhi)(zhi)造(zao)數據，都會被精確采(cai)集記錄。”姚迪表示，近萬(wan)項的(de)制(zhi)(zhi)造(zao)數據，包括人員信(xin)息、設(she)備信(xin)息、物料信(xin)息、質量(liang)信(xin)息等，形成一(yi)個(ge)轉(zhuan)(zhuan)向架的(de)電子化“制(zhi)(zhi)造(zao)履(lv)歷”。有了(le)(le)這(zhe)個(ge)制(zhi)(zhi)造(zao)履(lv)歷，實現了(le)(le)制(zhi)(zhi)造(zao)過程的(de)可追溯(su)。
制造(zao)過程可追溯(su)，可以更好地保(bao)障轉向架的(de)裝配(pei)質(zhi)量(liang)(liang)。同時，基于裝配(pei)大數(shu)據，能(neng)夠(gou)對(dui)產品一次交檢合格(ge)率(lv)、工(gong)序能(neng)力指數(shu)、質(zhi)量(liang)(liang)穩定性等進行(xing)分析(xi)，從而(er)指導優化生產流程和(he)制造(zao)工(gong)藝，提高制造(zao)效率(lv)和(he)產品質(zhi)量(liang)(liang)。
數字化調試，大大縮短調試周期
完成組裝的動車(che)組，出(chu)廠(chang)前(qian)必須(xu)進行調試。
“調(diao)試(shi)就是(shi)對動車組(zu)進行功能符合性(xing)驗(yan)證，相當于‘體檢(jian)’，合格后動車組(zu)才能出(chu)廠交付(fu)。”電氣調(diao)試(shi)工藝師孫曉東表示(shi)，調(diao)試(shi)試(shi)驗(yan)是(shi)動車組(zu)出(chu)廠前(qian)的一道關鍵(jian)制造工序。
一列動車組有16000多(duo)個試(shi)(shi)(shi)驗項(xiang)點(dian)，調(diao)試(shi)(shi)(shi)過(guo)程(cheng)數據量龐大，流程(cheng)復雜。依(yi)靠傳統的人(ren)工(gong)記錄、人(ren)工(gong)測試(shi)(shi)(shi)，很難突破調(diao)試(shi)(shi)(shi)效(xiao)率的瓶頸。因(yin)此，數字化、自(zi)動化正在成為動車組調(diao)試(shi)(shi)(shi)線上的關鍵詞。
孫曉東介紹，他們(men)對調(diao)(diao)試(shi)線(xian)進行了(le)數(shu)字化(hua)升級，建(jian)成了(le)動(dong)(dong)車組(zu)數(shu)字化(hua)調(diao)(diao)試(shi)線(xian)。這個數(shu)字化(hua)調(diao)(diao)試(shi)線(xian)，實(shi)現了(le)動(dong)(dong)車組(zu)試(shi)驗記(ji)錄文件100%電子(zi)化(hua)交檔(dang)、試(shi)驗全過程數(shu)據100%存(cun)儲上(shang)傳。不僅如此，借助數(shu)字技(ji)術和智能化(hua)裝備，調(diao)(diao)試(shi)線(xian)還開發了(le)十(shi)余種(zhong)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)調(diao)(diao)試(shi)設備，使動(dong)(dong)車組(zu)的部分調(diao)(diao)試(shi)項(xiang)點實(shi)現了(le)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)調(diao)(diao)試(shi)。
“這(zhe)些自動(dong)(dong)(dong)化調試(shi)設備，能夠(gou)根據任(ren)務指令，自動(dong)(dong)(dong)采集試(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據，對(dui)試(shi)驗(yan)(yan)數(shu)據進行自動(dong)(dong)(dong)判斷，并自動(dong)(dong)(dong)生成試(shi)驗(yan)(yan)結果。”孫(sun)曉東說，目前實(shi)現(xian)自動(dong)(dong)(dong)化試(shi)驗(yan)(yan)的調試(shi)項點(dian)已(yi)經(jing)達到3000多個。
數字化調(diao)試(shi)線投入(ru)應(ying)用后，動(dong)車組的(de)調(diao)試(shi)效率(lv)大幅提高。一列8輛標準編組的(de)動(dong)車組，調(diao)試(shi)周期縮短了2天以上。
大數據護航，每年可預防故障隱患數百件
數字顯(xian)示，中車(che)四方每天有1300多(duo)列(lie)動(dong)車(che)組運(yun)行(xing)在(zai)全國各地。這1300多(duo)列(lie)動(dong)車(che)組，每列(lie)車(che)每天的運(yun)行(xing)狀態數據，都會實(shi)時傳回到企業數據中心(xin)。
基于大數據技術，企業(ye)建成了動(dong)(dong)車組智能運(yun)(yun)維(wei)平(ping)臺。在這里，大數據被應(ying)用到動(dong)(dong)車組運(yun)(yun)維(wei)，成為護(hu)航動(dong)(dong)車組運(yun)(yun)行(xing)安(an)全的新“神器”。
“一列(lie)在線(xian)運(yun)(yun)行(xing)的動車組，設有數(shu)(shu)(shu)千(qian)個數(shu)(shu)(shu)據測(ce)點(dian)，傳感器實時(shi)采集列(lie)車的運(yun)(yun)行(xing)狀態(tai)數(shu)(shu)(shu)據，監測(ce)列(lie)車運(yun)(yun)行(xing)狀況，每10秒就向地(di)面發(fa)送(song)一次數(shu)(shu)(shu)據。”信息系統(tong)運(yun)(yun)營主管工(gong)程師王川表示(shi)，企業利用(yong)動車組運(yun)(yun)行(xing)實時(shi)數(shu)(shu)(shu)據，并融合列(lie)車的制造履歷數(shu)(shu)(shu)據、線(xian)路數(shu)(shu)(shu)據、運(yun)(yun)用(yong)數(shu)(shu)(shu)據、維修(xiu)數(shu)(shu)(shu)據、自然環境數(shu)(shu)(shu)據等，應(ying)用(yong)大數(shu)(shu)(shu)據挖掘技術和人(ren)工(gong)智能(neng)算(suan)法，開發(fa)出動車組關鍵部件故(gu)障(zhang)預測(ce)模(mo)型(xing)，能(neng)夠在發(fa)生故(gu)障(zhang)之前對故(gu)障(zhang)進行(xing)預測(ce)、預警，從而提供維護建議。
“這種基于大數(shu)(shu)(shu)據的運維模式(shi)，將傳統(tong)被動式(shi)的故(gu)(gu)(gu)障(zhang)后維修或定期(qi)修，變為主(zhu)動的預測(ce)性維護，從(cong)而能夠有效(xiao)降低列車(che)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)率(lv)，更好(hao)地保障(zhang)行車(che)安全，提高運維效(xiao)率(lv)。”王川(chuan)說，目前，動車(che)組智(zhi)能運維平臺已上(shang)線(xian)應用近100個故(gu)(gu)(gu)障(zhang)預測(ce)模型，利用大數(shu)(shu)(shu)據技術，每年能成功預防故(gu)(gu)(gu)障(zhang)隱(yin)患數(shu)(shu)(shu)百件。
【責任編輯：趙藝(yi)涵】