文(wen)章來源：光明日(ri)報 發布時間：2021-05-07
隨著(zhu)新(xin)基建熱(re)潮的(de)興起(qi)，數字技(ji)術正成為眼下(xia)的(de)熱(re)詞。
高速(su)動(dong)車(che)(che)組是大(da)國重器。今天(tian)，“復(fu)興號”奔(ben)馳在(zai)祖國廣袤(mao)的(de)大(da)地(di)上(shang)，以時速(su)350公(gong)里的(de)運(yun)營速(su)度領跑全球，在(zai)“復(fu)興號”動(dong)車(che)(che)組的(de)制造過程(cheng)中，從車(che)(che)體焊(han)接(jie)、轉(zhuan)向架裝(zhuang)配到總裝(zhuang)調試、運(yun)行維護，數字技術在(zai)背后扮(ban)演著至關重要(yao)的(de)角(jiao)色。
數字化焊接，實時管控有了“火眼金睛”
在(zai)中(zhong)(zhong)國高鐵列車核心(xin)研制基地中(zhong)(zhong)車青島四方股(gu)份(fen)有限公司（以(yi)下簡稱中(zhong)(zhong)車四方），動車組(zu)車體(ti)生產線(xian)上(shang)，正在(zai)焊(han)(han)接(jie)的(de)車體(ti)，每(mei)0.5秒就有一(yi)組(zu)焊(han)(han)接(jie)數據上(shang)傳到焊(han)(han)接(jie)管理中(zhong)(zhong)心(xin)。這(zhe)是車體(ti)焊(han)(han)接(jie)數字化管理系統的(de)場景。
焊(han)(han)接是動(dong)車組(zu)車體制造的關鍵工藝。一(yi)列動(dong)車組(zu)，有(you)上萬道焊(han)(han)縫。如何管控(kong)焊(han)(han)接質量？
車(che)體焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工(gong)藝師池浩瀚表(biao)示(shi)，傳統(tong)(tong)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，依靠焊(han)(han)工(gong)在焊(han)(han)完后進行(xing)(xing)自(zi)檢、互檢、巡檢，無法對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)進行(xing)(xing)實時(shi)監控(kong)。中(zhong)車(che)四方通過(guo)(guo)(guo)數字化技術，建成了國內首(shou)個動車(che)組焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)數字化管(guan)理系統(tong)(tong)。通過(guo)(guo)(guo)布設(she)在焊(han)(han)機(ji)上的(de)數據采集(ji)器，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)管(guan)理系統(tong)(tong)能夠實時(shi)采集(ji)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)所(suo)有焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)數，像焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電壓(ya)、電流等，每0.5秒記錄一次，并(bing)自(zi)動與(yu)標準參(can)數進行(xing)(xing)比對，一旦出現(xian)超差自(zi)動報警。
“焊(han)接(jie)數字化管(guan)理系(xi)統(tong)就像(xiang)一雙‘火眼金睛’，通過對(dui)(dui)焊(han)接(jie)數據的實(shi)(shi)時(shi)采(cai)集(ji)、自動判斷、自動報(bao)警，實(shi)(shi)時(shi)地‘監視’車(che)體的焊(han)接(jie)過程，實(shi)(shi)現了對(dui)(dui)焊(han)接(jie)的‘過程管(guan)控(kong)’，從而能夠更(geng)好地保障焊(han)接(jie)質量(liang)。”池浩瀚說(shuo)。
目前，在車體(ti)(ti)生產(chan)線上，焊(han)接數(shu)字化管理(li)系統連(lian)接了一(yi)百多(duo)臺焊(han)機，動車組車體(ti)(ti)的(de)每一(yi)道關鍵(jian)焊(han)縫(feng)都實現了實時管控(kong)。
數字化裝配，讓制造過程可追溯
轉向(xiang)架(jia)相當于列車的(de)“腿腳”，是動(dong)車組的(de)關鍵核(he)心部件。轉向(xiang)架(jia)工藝師(shi)姚迪說，一(yi)個轉向(xiang)架(jia)有400多種零部件，從上線(xian)裝(zhuang)配(pei)到完(wan)成制造(zao)，會產生近萬項制造(zao)數據。他們通過轉向(xiang)架(jia)數字化裝(zhuang)配(pei)線(xian)，借助物聯網、智(zhi)能(neng)(neng)傳感等技(ji)術，以數控(kong)機床、扭(niu)矩(ju)采(cai)集(ji)(ji)以及輔助裝(zhuang)配(pei)為主的(de)智(zhi)能(neng)(neng)設備(bei)進行聯網聯控(kong)，實現了轉向(xiang)架(jia)制造(zao)數據的(de)自(zi)(zi)動(dong)采(cai)集(ji)(ji)、自(zi)(zi)動(dong)判定和自(zi)(zi)動(dong)歸(gui)集(ji)(ji)。
“一(yi)(yi)個(ge)(ge)螺栓用(yong)了(le)多大扭矩？一(yi)(yi)個(ge)(ge)裝配的(de)尺寸多少(shao)？轉向架裝配中(zhong)的(de)每一(yi)(yi)個(ge)(ge)制造數據(ju)，都會被精確采集記錄。”姚(yao)迪表(biao)示(shi)，近萬項的(de)制造數據(ju)，包括人(ren)員(yuan)信(xin)息(xi)、設備信(xin)息(xi)、物料信(xin)息(xi)、質量信(xin)息(xi)等，形成一(yi)(yi)個(ge)(ge)轉向架的(de)電子化“制造履(lv)歷”。有(you)了(le)這個(ge)(ge)制造履(lv)歷，實現(xian)了(le)制造過程的(de)可追溯。
制(zhi)造(zao)過程(cheng)可追溯，可以更好地保障轉向架的裝配質量(liang)。同時，基于(yu)裝配大數據，能夠對產(chan)品(pin)一次交檢合格率、工序能力指(zhi)(zhi)數、質量(liang)穩定(ding)性等進(jin)行分析，從而指(zhi)(zhi)導(dao)優化生(sheng)產(chan)流程(cheng)和制(zhi)造(zao)工藝，提高制(zhi)造(zao)效率和產(chan)品(pin)質量(liang)。
數字化調試，大大縮短調試周期
完(wan)成組裝的動車(che)組，出廠(chang)前(qian)必須進行調試(shi)。
“調(diao)(diao)試(shi)(shi)就(jiu)是(shi)對動(dong)車組(zu)進(jin)行(xing)功能符合(he)性驗證，相當于‘體(ti)檢’，合(he)格(ge)后動(dong)車組(zu)才(cai)能出(chu)廠交付。”電氣調(diao)(diao)試(shi)(shi)工藝師孫曉東表示，調(diao)(diao)試(shi)(shi)試(shi)(shi)驗是(shi)動(dong)車組(zu)出(chu)廠前的(de)一道關鍵制造工序。
一列動車組有16000多個試驗項點，調(diao)試過程(cheng)數(shu)(shu)據量龐(pang)大(da)，流程(cheng)復雜。依靠傳統的人工(gong)記錄、人工(gong)測試，很難(nan)突破(po)調(diao)試效率的瓶頸。因此，數(shu)(shu)字化、自動化正(zheng)在成(cheng)為動車組調(diao)試線上的關鍵詞。
孫曉東介紹(shao)，他(ta)們對調(diao)(diao)試(shi)線進(jin)行了數(shu)字(zi)化(hua)升級，建成了動(dong)車(che)(che)組數(shu)字(zi)化(hua)調(diao)(diao)試(shi)線。這個數(shu)字(zi)化(hua)調(diao)(diao)試(shi)線，實現(xian)了動(dong)車(che)(che)組試(shi)驗記錄文件100%電子(zi)化(hua)交檔、試(shi)驗全(quan)過程數(shu)據100%存儲上(shang)傳(chuan)。不僅如此，借助數(shu)字(zi)技術和智能化(hua)裝備，調(diao)(diao)試(shi)線還開發了十余種自動(dong)化(hua)調(diao)(diao)試(shi)設備，使(shi)動(dong)車(che)(che)組的部分調(diao)(diao)試(shi)項點實現(xian)了自動(dong)化(hua)調(diao)(diao)試(shi)。
“這些自(zi)動(dong)(dong)化調試(shi)設備，能夠根據(ju)任(ren)務指令，自(zi)動(dong)(dong)采集(ji)試(shi)驗(yan)數據(ju)，對(dui)試(shi)驗(yan)數據(ju)進行(xing)自(zi)動(dong)(dong)判(pan)斷(duan)，并(bing)自(zi)動(dong)(dong)生(sheng)成試(shi)驗(yan)結果(guo)。”孫曉東(dong)說，目前(qian)實現自(zi)動(dong)(dong)化試(shi)驗(yan)的調試(shi)項點已經達到(dao)3000多個。
數字化調(diao)試(shi)線投入(ru)應用后，動車組(zu)的(de)調(diao)試(shi)效率大(da)幅提高。一列8輛標(biao)準編組(zu)的(de)動車組(zu)，調(diao)試(shi)周期(qi)縮短了2天以(yi)上。
大數據護航，每年可預防故障隱患數百件
數(shu)(shu)(shu)字顯(xian)示，中車(che)四方每(mei)(mei)天有1300多列(lie)動車(che)組運行在(zai)全國各地。這1300多列(lie)動車(che)組，每(mei)(mei)列(lie)車(che)每(mei)(mei)天的運行狀態數(shu)(shu)(shu)據，都會實(shi)時傳回(hui)到企業(ye)數(shu)(shu)(shu)據中心。
基于大數據技術(shu)，企(qi)業建成了動(dong)車組智(zhi)能(neng)運(yun)維(wei)平(ping)臺。在(zai)這里，大數據被應用到(dao)動(dong)車組運(yun)維(wei)，成為護航(hang)動(dong)車組運(yun)行安全的(de)新“神(shen)器”。
“一列在線運(yun)(yun)行的動車(che)(che)組(zu)(zu)，設有數(shu)(shu)千個(ge)數(shu)(shu)據(ju)測(ce)點，傳感器(qi)實時(shi)采(cai)集列車(che)(che)的運(yun)(yun)行狀(zhuang)態數(shu)(shu)據(ju)，監測(ce)列車(che)(che)運(yun)(yun)行狀(zhuang)況，每10秒就向地(di)面發送一次數(shu)(shu)據(ju)。”信息系(xi)統運(yun)(yun)營主管工(gong)程(cheng)師王川(chuan)表示，企業利用動車(che)(che)組(zu)(zu)運(yun)(yun)行實時(shi)數(shu)(shu)據(ju)，并融合列車(che)(che)的制(zhi)造履歷數(shu)(shu)據(ju)、線路(lu)數(shu)(shu)據(ju)、運(yun)(yun)用數(shu)(shu)據(ju)、維修數(shu)(shu)據(ju)、自然(ran)環(huan)境數(shu)(shu)據(ju)等，應用大(da)數(shu)(shu)據(ju)挖掘技術和人工(gong)智(zhi)能算法，開發出動車(che)(che)組(zu)(zu)關鍵部件(jian)故(gu)障預測(ce)模型(xing)，能夠在發生(sheng)故(gu)障之前對故(gu)障進行預測(ce)、預警，從而提(ti)供維護建議。
“這種基于大數據的(de)運(yun)維模式，將傳統被動(dong)式的(de)故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)后維修或定期修，變為主動(dong)的(de)預測性維護，從而(er)能夠有效降低列(lie)車故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)率，更(geng)好地保障(zhang)(zhang)行車安全，提高(gao)運(yun)維效率。”王川(chuan)說，目(mu)前(qian)，動(dong)車組智能運(yun)維平臺已上線應用(yong)近100個故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)預測模型，利用(yong)大數據技術(shu)，每年(nian)能成功預防故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)隱患數百件。
【責任編輯(ji)：趙藝(yi)涵】