文章來源：光明日報(bao) 發布時間：2021-05-07
隨著新基建熱(re)潮的興(xing)起，數字技術正(zheng)成為(wei)眼(yan)下的熱(re)詞。
高(gao)速(su)(su)動(dong)車(che)組(zu)是大國重(zhong)器(qi)。今天(tian)，“復興(xing)號(hao)”奔馳在祖國廣袤的(de)大地上，以(yi)時速(su)(su)350公里的(de)運營速(su)(su)度(du)領(ling)跑全球，在“復興(xing)號(hao)”動(dong)車(che)組(zu)的(de)制(zhi)造過程中，從車(che)體焊接、轉(zhuan)向(xiang)架裝配到總裝調試、運行維護，數(shu)字技術(shu)在背后扮演著(zhu)至關重(zhong)要(yao)的(de)角色。
數字化焊接，實時管控有了“火眼金睛”
在中(zhong)國高鐵列(lie)車核心(xin)研制基地中(zhong)車青(qing)島四(si)方股份有限公司（以下簡稱(cheng)中(zhong)車四(si)方），動車組(zu)車體生產線(xian)上，正在焊(han)(han)接(jie)的車體，每0.5秒就有一組(zu)焊(han)(han)接(jie)數據(ju)上傳到焊(han)(han)接(jie)管(guan)理(li)中(zhong)心(xin)。這是(shi)車體焊(han)(han)接(jie)數字化管(guan)理(li)系統的場(chang)景。
焊(han)接是動車(che)組車(che)體制(zhi)造的關鍵工藝。一(yi)列動車(che)組，有上(shang)萬(wan)道焊(han)縫。如(ru)何管(guan)控焊(han)接質量？
車體(ti)焊(han)(han)(han)接工(gong)(gong)藝師池(chi)浩(hao)瀚(han)表示，傳統(tong)的焊(han)(han)(han)接，依靠焊(han)(han)(han)工(gong)(gong)在(zai)焊(han)(han)(han)完后進(jin)行自檢(jian)(jian)、互檢(jian)(jian)、巡(xun)檢(jian)(jian)，無(wu)法對焊(han)(han)(han)接過(guo)程進(jin)行實時監控。中車四方通(tong)過(guo)數(shu)字化技術，建成了(le)國(guo)內首(shou)個動(dong)(dong)(dong)車組焊(han)(han)(han)接過(guo)程數(shu)字化管理系統(tong)。通(tong)過(guo)布設在(zai)焊(han)(han)(han)機上的數(shu)據采集器，焊(han)(han)(han)接管理系統(tong)能夠實時采集焊(han)(han)(han)接過(guo)程中的所有焊(han)(han)(han)接參數(shu)，像焊(han)(han)(han)接電壓、電流等，每0.5秒記錄(lu)一次，并自動(dong)(dong)(dong)與標準(zhun)參數(shu)進(jin)行比對，一旦出(chu)現超差自動(dong)(dong)(dong)報警。
“焊(han)接(jie)(jie)(jie)數(shu)(shu)字化管理系統就像一雙‘火眼金睛’，通過對焊(han)接(jie)(jie)(jie)數(shu)(shu)據的實(shi)時采集、自(zi)動(dong)判斷、自(zi)動(dong)報警，實(shi)時地‘監(jian)視’車體的焊(han)接(jie)(jie)(jie)過程，實(shi)現了對焊(han)接(jie)(jie)(jie)的‘過程管控(kong)’，從而(er)能(neng)夠更好(hao)地保障焊(han)接(jie)(jie)(jie)質(zhi)量。”池浩瀚說。
目前，在車體(ti)生(sheng)產線上，焊(han)接(jie)數字化管(guan)理系統連接(jie)了一(yi)百多臺(tai)焊(han)機(ji)，動車組(zu)車體(ti)的每一(yi)道(dao)關鍵焊(han)縫都實(shi)現了實(shi)時管(guan)控。
數字化裝配，讓制造過程可追溯
轉向架(jia)(jia)(jia)(jia)相當于列車的(de)“腿腳”，是動(dong)車組的(de)關鍵核心(xin)部件。轉向架(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)藝師姚(yao)迪(di)說，一個轉向架(jia)(jia)(jia)(jia)有(you)400多(duo)種零(ling)部件，從(cong)上線裝(zhuang)配到(dao)完成制(zhi)造(zao)，會產(chan)生(sheng)近萬項(xiang)制(zhi)造(zao)數(shu)據(ju)。他們通(tong)過(guo)轉向架(jia)(jia)(jia)(jia)數(shu)字化裝(zhuang)配線，借助物聯網、智能(neng)傳感等技術，以數(shu)控(kong)機(ji)床、扭矩采集(ji)(ji)以及輔助裝(zhuang)配為主的(de)智能(neng)設備進行(xing)聯網聯控(kong)，實現了(le)轉向架(jia)(jia)(jia)(jia)制(zhi)造(zao)數(shu)據(ju)的(de)自動(dong)采集(ji)(ji)、自動(dong)判定和自動(dong)歸集(ji)(ji)。
“一個(ge)螺栓(shuan)用了(le)(le)多大扭(niu)矩？一個(ge)裝配的尺寸多少？轉(zhuan)向(xiang)(xiang)架裝配中的每(mei)一個(ge)制(zhi)造(zao)(zao)數據，都會被(bei)精確(que)采(cai)集記錄。”姚迪(di)表示(shi)，近(jin)萬項的制(zhi)造(zao)(zao)數據，包括人(ren)員(yuan)信息(xi)、設(she)備信息(xi)、物料信息(xi)、質量信息(xi)等(deng)，形成一個(ge)轉(zhuan)向(xiang)(xiang)架的電子化“制(zhi)造(zao)(zao)履歷”。有(you)了(le)(le)這個(ge)制(zhi)造(zao)(zao)履歷，實現了(le)(le)制(zhi)造(zao)(zao)過程的可追溯。
制(zhi)(zhi)造(zao)過程(cheng)可追(zhui)溯，可以更好地保障轉向架的裝(zhuang)配質(zhi)量(liang)(liang)。同時(shi)，基于(yu)裝(zhuang)配大數(shu)據，能夠對產品一次(ci)交檢合格率(lv)、工(gong)序能力指數(shu)、質(zhi)量(liang)(liang)穩定性等進行(xing)分析，從而指導優化生產流(liu)程(cheng)和制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)，提高制(zhi)(zhi)造(zao)效率(lv)和產品質(zhi)量(liang)(liang)。
數字化調試，大大縮短調試周期
完(wan)成組裝(zhuang)的動車組，出廠前(qian)必須進行調試。
“調試(shi)(shi)就是對動車(che)組(zu)進行功能符合(he)性驗證，相當于‘體(ti)檢’，合(he)格后動車(che)組(zu)才能出廠(chang)交付(fu)。”電氣調試(shi)(shi)工(gong)藝(yi)師孫曉東表示，調試(shi)(shi)試(shi)(shi)驗是動車(che)組(zu)出廠(chang)前(qian)的一道關鍵制造工(gong)序。
一列動車組有16000多個試(shi)(shi)驗(yan)項點，調試(shi)(shi)過程(cheng)數(shu)據量龐大(da)，流(liu)程(cheng)復雜。依靠傳統的(de)人工記錄(lu)、人工測試(shi)(shi)，很難(nan)突破調試(shi)(shi)效率的(de)瓶頸。因此，數(shu)字化、自動化正(zheng)在(zai)成為動車組調試(shi)(shi)線(xian)上(shang)的(de)關鍵詞(ci)。
孫曉東(dong)介紹，他們對調(diao)試(shi)(shi)線(xian)進(jin)行了數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)升級，建成了動車(che)(che)組數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)調(diao)試(shi)(shi)線(xian)。這(zhe)個數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)調(diao)試(shi)(shi)線(xian)，實(shi)現了動車(che)(che)組試(shi)(shi)驗(yan)記錄文(wen)件100%電子化(hua)(hua)交檔、試(shi)(shi)驗(yan)全過程數(shu)(shu)據(ju)100%存儲上(shang)傳。不僅如(ru)此，借助(zhu)數(shu)(shu)字(zi)技術和智能化(hua)(hua)裝備，調(diao)試(shi)(shi)線(xian)還開發了十余種自動化(hua)(hua)調(diao)試(shi)(shi)設備，使動車(che)(che)組的部分調(diao)試(shi)(shi)項(xiang)點(dian)實(shi)現了自動化(hua)(hua)調(diao)試(shi)(shi)。
“這些自動(dong)化調試設備，能(neng)夠根據(ju)(ju)任務指令，自動(dong)采集(ji)試驗(yan)數(shu)據(ju)(ju)，對(dui)試驗(yan)數(shu)據(ju)(ju)進(jin)行自動(dong)判斷，并自動(dong)生成試驗(yan)結(jie)果。”孫(sun)曉(xiao)東說(shuo)，目前(qian)實現自動(dong)化試驗(yan)的調試項點已經達到3000多個。
數字化調試(shi)線投入應用后(hou)，動(dong)車組(zu)的調試(shi)效(xiao)率大幅(fu)提高。一(yi)列(lie)8輛標準編組(zu)的動(dong)車組(zu)，調試(shi)周期縮短(duan)了2天以上。
大數據護航，每年可預防故障隱患數百件
數(shu)字顯示(shi)，中(zhong)車四方(fang)每天有1300多列動車組運行(xing)在全國各(ge)地。這1300多列動車組，每列車每天的運行(xing)狀態數(shu)據，都會(hui)實時傳回到企業數(shu)據中(zhong)心。
基于大(da)數據技術(shu)，企業建成了動(dong)(dong)(dong)車(che)組智能運維平臺。在(zai)這(zhe)里(li)，大(da)數據被應用到動(dong)(dong)(dong)車(che)組運維，成為(wei)護航動(dong)(dong)(dong)車(che)組運行安全(quan)的新“神器”。
“一列(lie)(lie)在(zai)線運(yun)(yun)(yun)行的動車組，設有(you)數(shu)千個數(shu)據測點(dian)，傳感器實時采集列(lie)(lie)車的運(yun)(yun)(yun)行狀態數(shu)據，監測列(lie)(lie)車運(yun)(yun)(yun)行狀況，每(mei)10秒就向地面發(fa)送一次數(shu)據。”信息系統運(yun)(yun)(yun)營(ying)主管(guan)工(gong)(gong)程師王川表(biao)示，企業利用(yong)動車組運(yun)(yun)(yun)行實時數(shu)據，并融合列(lie)(lie)車的制造履歷數(shu)據、線路數(shu)據、運(yun)(yun)(yun)用(yong)數(shu)據、維(wei)修數(shu)據、自然環境數(shu)據等，應用(yong)大數(shu)據挖掘技術和(he)人工(gong)(gong)智(zhi)能(neng)算法，開(kai)發(fa)出動車組關鍵部件故障預(yu)測模型，能(neng)夠在(zai)發(fa)生故障之前對故障進行預(yu)測、預(yu)警，從而提(ti)供維(wei)護建議(yi)。
“這種基于大數(shu)(shu)據的(de)運(yun)(yun)維模式(shi)，將傳(chuan)統被動(dong)式(shi)的(de)故障(zhang)后維修或定期修，變為(wei)主動(dong)的(de)預測性(xing)維護(hu)，從而能(neng)夠有(you)效(xiao)降低列(lie)車(che)故障(zhang)率(lv)，更好地(di)保障(zhang)行車(che)安(an)全(quan)，提高(gao)運(yun)(yun)維效(xiao)率(lv)。”王川(chuan)說，目前，動(dong)車(che)組智(zhi)能(neng)運(yun)(yun)維平臺已上線應用近100個(ge)故障(zhang)預測模型(xing)，利用大數(shu)(shu)據技術，每年能(neng)成(cheng)功預防(fang)故障(zhang)隱患數(shu)(shu)百件。
【責任編輯：趙藝涵】