文章來(lai)源：光明日(ri)報 發布時(shi)間(jian)：2021-05-07
隨(sui)著新基建熱潮的興起(qi)，數(shu)字技術正(zheng)成為(wei)眼下的熱詞。
高(gao)速(su)動(dong)車組(zu)是大(da)國重(zhong)器。今天，“復興號”奔馳在祖國廣袤的(de)大(da)地上，以時速(su)350公里的(de)運營速(su)度(du)領(ling)跑全球，在“復興號”動(dong)車組(zu)的(de)制造過程中，從車體焊接(jie)、轉向(xiang)架裝(zhuang)配到(dao)總裝(zhuang)調試(shi)、運行(xing)維護，數(shu)字(zi)技術在背后(hou)扮演著至關重(zhong)要的(de)角(jiao)色。
數字化焊接，實時管控有了“火眼金睛”
在中(zhong)國高鐵列車(che)核(he)心(xin)研制基地中(zhong)車(che)青島(dao)四方股份有限公(gong)司（以下簡稱中(zhong)車(che)四方），動車(che)組車(che)體生產線上(shang)，正(zheng)在焊(han)接的車(che)體，每0.5秒(miao)就有一組焊(han)接數據上(shang)傳到焊(han)接管理中(zhong)心(xin)。這(zhe)是車(che)體焊(han)接數字化管理系統的場景。
焊(han)接(jie)是(shi)動(dong)車(che)(che)組車(che)(che)體制造(zao)的(de)關鍵工藝。一列動(dong)車(che)(che)組，有上萬(wan)道焊(han)縫。如何(he)管控焊(han)接(jie)質量？
車(che)體(ti)焊(han)接(jie)工藝師池浩瀚表示，傳統的(de)焊(han)接(jie)，依靠(kao)焊(han)工在(zai)焊(han)完(wan)后進行自(zi)檢、互檢、巡檢，無(wu)法(fa)對焊(han)接(jie)過程(cheng)(cheng)進行實時(shi)監控。中車(che)四(si)方通過數(shu)字化技術，建成了國內首(shou)個動(dong)車(che)組(zu)焊(han)接(jie)過程(cheng)(cheng)數(shu)字化管理(li)系統。通過布(bu)設在(zai)焊(han)機上(shang)的(de)數(shu)據采集(ji)器(qi)，焊(han)接(jie)管理(li)系統能夠(gou)實時(shi)采集(ji)焊(han)接(jie)過程(cheng)(cheng)中的(de)所有焊(han)接(jie)參(can)數(shu)，像焊(han)接(jie)電(dian)壓、電(dian)流(liu)等，每0.5秒記(ji)錄(lu)一(yi)次，并(bing)自(zi)動(dong)與標準(zhun)參(can)數(shu)進行比對，一(yi)旦(dan)出現(xian)超差自(zi)動(dong)報(bao)警。
“焊(han)接數字化管理系統就像一雙‘火眼金睛’，通過對焊(han)接數據的實時(shi)采集、自動判斷、自動報(bao)警(jing)，實時(shi)地(di)(di)‘監(jian)視’車體的焊(han)接過程，實現(xian)了對焊(han)接的‘過程管控’，從而(er)能夠更(geng)好地(di)(di)保障焊(han)接質量。”池(chi)浩瀚說。
目前，在車體生(sheng)產線上(shang)，焊接(jie)數(shu)字(zi)化管(guan)理系(xi)統連(lian)接(jie)了一(yi)百多(duo)臺焊機，動車組車體的每一(yi)道關鍵焊縫都實(shi)現了實(shi)時管(guan)控。
數字化裝配，讓制造過程可追溯
轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)架相當于列車(che)(che)的(de)“腿腳”，是動(dong)車(che)(che)組的(de)關鍵核心(xin)部件。轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)架工(gong)藝(yi)師(shi)姚迪(di)說(shuo)，一個轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)架有400多種零部件，從上(shang)線裝配到(dao)完成制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)，會產生近萬項制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)數據(ju)。他們通過轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)架數字化裝配線，借助(zhu)物(wu)聯網、智(zhi)能(neng)傳感等技術，以(yi)數控機床(chuang)、扭矩(ju)采(cai)集以(yi)及輔助(zhu)裝配為主的(de)智(zhi)能(neng)設備進行聯網聯控，實現了(le)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)架制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)數據(ju)的(de)自動(dong)采(cai)集、自動(dong)判定和自動(dong)歸集。
“一個(ge)螺栓用了多大扭(niu)矩？一個(ge)裝配的(de)尺寸多少？轉向架(jia)裝配中的(de)每一個(ge)制造數據，都會(hui)被精確采集記錄(lu)。”姚迪表(biao)示，近(jin)萬(wan)項(xiang)的(de)制造數據，包括人員(yuan)信(xin)息(xi)(xi)、設備信(xin)息(xi)(xi)、物(wu)料(liao)信(xin)息(xi)(xi)、質量信(xin)息(xi)(xi)等，形成一個(ge)轉向架(jia)的(de)電子化“制造履(lv)歷”。有了這個(ge)制造履(lv)歷，實現了制造過程的(de)可追溯。
制造過(guo)程(cheng)可追溯，可以更好地保障轉向架的裝(zhuang)配(pei)質(zhi)(zhi)量。同(tong)時，基(ji)于裝(zhuang)配(pei)大數據(ju)，能(neng)(neng)夠(gou)對產品一次交檢合格率、工(gong)(gong)序能(neng)(neng)力(li)指(zhi)數、質(zhi)(zhi)量穩定性(xing)等進行分析(xi)，從而指(zhi)導優化生產流程(cheng)和制造工(gong)(gong)藝(yi)，提(ti)高制造效率和產品質(zhi)(zhi)量。
數字化調試，大大縮短調試周期
完成組裝的動車組，出(chu)廠前必須進行(xing)調試(shi)。
“調試(shi)(shi)就是對(dui)動(dong)車(che)組進行(xing)功能(neng)(neng)符合性驗證，相當于‘體(ti)檢’，合格(ge)后動(dong)車(che)組才(cai)能(neng)(neng)出(chu)廠交付。”電氣(qi)調試(shi)(shi)工藝師孫曉東表示，調試(shi)(shi)試(shi)(shi)驗是動(dong)車(che)組出(chu)廠前的一道關鍵制造工序。
一列動(dong)(dong)車(che)(che)組有16000多個試驗項點(dian)，調(diao)試過程數據量龐(pang)大(da)，流程復雜。依靠傳統的人(ren)工記錄、人(ren)工測試，很(hen)難(nan)突破調(diao)試效率(lv)的瓶頸。因此，數字化、自動(dong)(dong)化正在成(cheng)為動(dong)(dong)車(che)(che)組調(diao)試線上的關鍵詞。
孫(sun)曉東介紹(shao)，他們對調(diao)試(shi)線進行了(le)數(shu)字(zi)化(hua)(hua)升級，建(jian)成了(le)動(dong)(dong)車組(zu)數(shu)字(zi)化(hua)(hua)調(diao)試(shi)線。這個數(shu)字(zi)化(hua)(hua)調(diao)試(shi)線，實(shi)現(xian)(xian)了(le)動(dong)(dong)車組(zu)試(shi)驗(yan)記錄文件100%電子化(hua)(hua)交檔、試(shi)驗(yan)全過程數(shu)據100%存儲上傳。不僅如此，借助數(shu)字(zi)技術(shu)和智能(neng)化(hua)(hua)裝備，調(diao)試(shi)線還開發(fa)了(le)十余種自動(dong)(dong)化(hua)(hua)調(diao)試(shi)設(she)備，使動(dong)(dong)車組(zu)的部分調(diao)試(shi)項點實(shi)現(xian)(xian)了(le)自動(dong)(dong)化(hua)(hua)調(diao)試(shi)。
“這些自(zi)動(dong)(dong)(dong)化調試設(she)備，能夠根(gen)據(ju)任務指令，自(zi)動(dong)(dong)(dong)采集試驗數(shu)(shu)據(ju)，對試驗數(shu)(shu)據(ju)進(jin)行自(zi)動(dong)(dong)(dong)判斷，并自(zi)動(dong)(dong)(dong)生成試驗結果。”孫曉東說(shuo)，目前實現自(zi)動(dong)(dong)(dong)化試驗的調試項點已經達到3000多個(ge)。
數字化調試(shi)線投入應用后(hou)，動車組(zu)的調試(shi)效(xiao)率大幅提高。一列8輛標準編(bian)組(zu)的動車組(zu)，調試(shi)周期縮(suo)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(zi)顯示，中車四方每(mei)天(tian)有(you)1300多(duo)列(lie)(lie)動車組(zu)運行(xing)在全國各地。這1300多(duo)列(lie)(lie)動車組(zu)，每(mei)列(lie)(lie)車每(mei)天(tian)的運行(xing)狀態數據(ju)，都(dou)會實時傳回到企業數據(ju)中心(xin)。
基于大數據技術，企業建成了動(dong)車組智能運(yun)(yun)維平臺。在這里，大數據被應用到動(dong)車組運(yun)(yun)維，成為(wei)護航(hang)動(dong)車組運(yun)(yun)行(xing)安全的新(xin)“神器”。
“一(yi)列(lie)在線(xian)運(yun)行(xing)的動車(che)(che)組(zu)，設(she)有數(shu)(shu)千個數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)測(ce)點，傳感器實時采集(ji)列(lie)車(che)(che)的運(yun)行(xing)狀態數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，監(jian)測(ce)列(lie)車(che)(che)運(yun)行(xing)狀況，每(mei)10秒就(jiu)向(xiang)地(di)面(mian)發送一(yi)次數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)。”信息系統運(yun)營主(zhu)管工(gong)程師王川表示，企業利用(yong)動車(che)(che)組(zu)運(yun)行(xing)實時數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，并融(rong)合列(lie)車(che)(che)的制造履歷數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、線(xian)路數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、運(yun)用(yong)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、維(wei)修數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、自(zi)然環境數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)等(deng)，應用(yong)大數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)挖(wa)掘技術和人(ren)工(gong)智能算(suan)法，開發出動車(che)(che)組(zu)關鍵部件故障(zhang)預(yu)測(ce)模型，能夠在發生(sheng)故障(zhang)之前對故障(zhang)進行(xing)預(yu)測(ce)、預(yu)警，從(cong)而提供(gong)維(wei)護建議(yi)。
“這種基(ji)于大(da)數(shu)據(ju)的(de)(de)運(yun)維(wei)模式，將(jiang)傳統(tong)被(bei)動(dong)式的(de)(de)故障(zhang)后維(wei)修或定期(qi)修，變為主動(dong)的(de)(de)預(yu)(yu)測(ce)性維(wei)護，從而(er)能(neng)夠有(you)效(xiao)降低列(lie)車故障(zhang)率，更好地保障(zhang)行車安全，提高(gao)運(yun)維(wei)效(xiao)率。”王川說，目前，動(dong)車組智能(neng)運(yun)維(wei)平臺已上線應(ying)用近100個故障(zhang)預(yu)(yu)測(ce)模型，利用大(da)數(shu)據(ju)技(ji)術，每年(nian)能(neng)成功預(yu)(yu)防故障(zhang)隱(yin)患數(shu)百件。
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