文章來(lai)源：光明日(ri)報(bao) 發(fa)布時間：2021-05-07
隨著新基(ji)建熱(re)潮(chao)的(de)興起，數字技術正(zheng)成(cheng)為眼(yan)下的(de)熱(re)詞。
高速(su)動車(che)組是(shi)大(da)(da)國重(zhong)器。今天(tian)，“復興號(hao)”奔馳在祖(zu)國廣袤的(de)大(da)(da)地上(shang)，以(yi)時速(su)350公里的(de)運營速(su)度(du)領跑全球(qiu)，在“復興號(hao)”動車(che)組的(de)制造過程中，從車(che)體(ti)焊(han)接、轉向架裝配到總裝調試、運行(xing)維護(hu)，數字(zi)技術在背后扮演著至關重(zhong)要的(de)角色。
數字化焊接，實時管控有了“火眼金睛”
在中(zhong)國高(gao)鐵(tie)列車核心(xin)研制基地中(zhong)車青島四方股份(fen)有限(xian)公司(si)（以下簡稱中(zhong)車四方），動車組(zu)車體生產線上(shang)，正在焊(han)(han)接(jie)的(de)車體，每0.5秒(miao)就有一組(zu)焊(han)(han)接(jie)數(shu)據(ju)上(shang)傳到焊(han)(han)接(jie)管理(li)中(zhong)心(xin)。這是車體焊(han)(han)接(jie)數(shu)字化管理(li)系統的(de)場(chang)景。
焊接是動車(che)組車(che)體制造(zao)的(de)關鍵工藝。一列(lie)動車(che)組，有上萬道焊縫(feng)。如何(he)管控焊接質量？
車體焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝師池浩瀚表示，傳統的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)，依靠焊(han)(han)工在(zai)焊(han)(han)完后進行自檢(jian)(jian)、互檢(jian)(jian)、巡檢(jian)(jian)，無法對焊(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程進行實(shi)時監控。中車四方通過(guo)數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)技術，建成了國內首(shou)個動(dong)(dong)車組(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)管(guan)理(li)系(xi)統。通過(guo)布設在(zai)焊(han)(han)機上的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據采集器，焊(han)(han)接(jie)(jie)管(guan)理(li)系(xi)統能夠實(shi)時采集焊(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程中的(de)所有焊(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu)(shu)(shu)(shu)，像焊(han)(han)接(jie)(jie)電壓、電流等，每(mei)0.5秒(miao)記(ji)錄一次，并自動(dong)(dong)與(yu)標準參數(shu)(shu)(shu)(shu)進行比對，一旦出現超差自動(dong)(dong)報警。
“焊接數(shu)字化(hua)管理系統(tong)就像一雙‘火眼金睛’，通過對(dui)焊接數(shu)據的(de)實時(shi)采(cai)集、自動判斷、自動報警，實時(shi)地‘監視’車體的(de)焊接過程，實現了對(dui)焊接的(de)‘過程管控’，從而能夠更(geng)好(hao)地保障焊接質(zhi)量(liang)。”池(chi)浩瀚說。
目前，在車體(ti)生產線上(shang)，焊接數(shu)字化管理系統(tong)連(lian)接了一(yi)百多臺焊機，動車組車體(ti)的每一(yi)道(dao)關(guan)鍵焊縫都(dou)實現了實時管控。
數字化裝配，讓制造過程可追溯
轉(zhuan)(zhuan)向架(jia)相當于列(lie)車的(de)(de)(de)“腿腳(jiao)”，是動(dong)車組的(de)(de)(de)關鍵(jian)核心部件。轉(zhuan)(zhuan)向架(jia)工藝師姚迪(di)說，一個轉(zhuan)(zhuan)向架(jia)有400多種零部件，從上(shang)線裝(zhuang)配到完成制造(zao)，會(hui)產生(sheng)近萬項制造(zao)數(shu)據(ju)。他們通過轉(zhuan)(zhuan)向架(jia)數(shu)字(zi)化裝(zhuang)配線，借(jie)助物聯網、智能傳感(gan)等技術(shu)，以數(shu)控機(ji)床、扭矩采集(ji)(ji)以及輔助裝(zhuang)配為(wei)主的(de)(de)(de)智能設備進(jin)行聯網聯控，實現(xian)了轉(zhuan)(zhuan)向架(jia)制造(zao)數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)自動(dong)采集(ji)(ji)、自動(dong)判定和自動(dong)歸(gui)集(ji)(ji)。
“一(yi)(yi)個(ge)(ge)螺栓用了(le)多大扭矩？一(yi)(yi)個(ge)(ge)裝配的(de)尺(chi)寸多少？轉向(xiang)架裝配中的(de)每(mei)一(yi)(yi)個(ge)(ge)制(zhi)(zhi)造數據(ju)，都會被精(jing)確采集(ji)記錄。”姚迪表示，近萬項的(de)制(zhi)(zhi)造數據(ju)，包(bao)括人員信(xin)(xin)息(xi)(xi)、設備信(xin)(xin)息(xi)(xi)、物料信(xin)(xin)息(xi)(xi)、質量信(xin)(xin)息(xi)(xi)等，形成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)(ge)轉向(xiang)架的(de)電子化“制(zhi)(zhi)造履(lv)歷”。有了(le)這個(ge)(ge)制(zhi)(zhi)造履(lv)歷，實現了(le)制(zhi)(zhi)造過程的(de)可追(zhui)溯。
制(zhi)造(zao)過(guo)程可追溯，可以更好地保障轉向架的(de)裝配質(zhi)量(liang)。同(tong)時(shi)，基于裝配大數據(ju)，能(neng)夠對產(chan)(chan)品(pin)一次(ci)交檢(jian)合格率、工(gong)序能(neng)力指數、質(zhi)量(liang)穩定性等進(jin)行分析，從(cong)而指導優化生產(chan)(chan)流程和(he)制(zhi)造(zao)工(gong)藝，提高制(zhi)造(zao)效率和(he)產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。
數字化調試，大大縮短調試周期
完成組裝的(de)動車組，出廠前必須(xu)進(jin)行調試。
“調試(shi)就是對動(dong)(dong)車組(zu)(zu)進行(xing)功能(neng)符合(he)性驗證，相當(dang)于‘體檢’，合(he)格后動(dong)(dong)車組(zu)(zu)才能(neng)出(chu)廠(chang)交(jiao)付。”電氣(qi)調試(shi)工(gong)(gong)藝師孫(sun)曉(xiao)東表(biao)示，調試(shi)試(shi)驗是動(dong)(dong)車組(zu)(zu)出(chu)廠(chang)前的一(yi)道關鍵制造工(gong)(gong)序。
一列動車組有16000多個試(shi)(shi)(shi)驗項點，調試(shi)(shi)(shi)過程數據量龐大，流程復雜。依靠傳統的(de)人工(gong)記錄、人工(gong)測試(shi)(shi)(shi)，很難突破調試(shi)(shi)(shi)效率的(de)瓶頸(jing)。因此(ci)，數字化(hua)、自動化(hua)正在成為(wei)動車組調試(shi)(shi)(shi)線上的(de)關鍵(jian)詞(ci)。
孫曉東介紹，他們對調試(shi)(shi)(shi)線進(jin)行(xing)了(le)數字(zi)化升級(ji)，建成了(le)動(dong)(dong)車(che)組(zu)數字(zi)化調試(shi)(shi)(shi)線。這個數字(zi)化調試(shi)(shi)(shi)線，實(shi)現(xian)了(le)動(dong)(dong)車(che)組(zu)試(shi)(shi)(shi)驗記錄文件100%電子化交檔、試(shi)(shi)(shi)驗全過(guo)程(cheng)數據(ju)100%存(cun)儲上傳。不(bu)僅如(ru)此，借(jie)助數字(zi)技(ji)術和智(zhi)能化裝(zhuang)備，調試(shi)(shi)(shi)線還開發了(le)十余種自動(dong)(dong)化調試(shi)(shi)(shi)設備，使動(dong)(dong)車(che)組(zu)的部分調試(shi)(shi)(shi)項點實(shi)現(xian)了(le)自動(dong)(dong)化調試(shi)(shi)(shi)。
“這些(xie)自(zi)動化調試(shi)(shi)設備(bei)，能夠根據任務指(zhi)令，自(zi)動采集試(shi)(shi)驗(yan)數據，對(dui)試(shi)(shi)驗(yan)數據進行自(zi)動判斷(duan)，并自(zi)動生成(cheng)試(shi)(shi)驗(yan)結果。”孫曉(xiao)東說，目前實現(xian)自(zi)動化試(shi)(shi)驗(yan)的調試(shi)(shi)項點已經(jing)達(da)到3000多個。
數字(zi)化調(diao)試(shi)線(xian)投(tou)入應用(yong)后，動(dong)車組的調(diao)試(shi)效率大幅(fu)提高。一列(lie)8輛標(biao)準(zhun)編組的動(dong)車組，調(diao)試(shi)周期縮短(duan)了2天以上(shang)。
大數據護航，每年可預防故障隱患數百件
數(shu)字顯示，中(zhong)車(che)四方每天有1300多(duo)列動車(che)組運行(xing)(xing)在全國各地。這1300多(duo)列動車(che)組，每列車(che)每天的運行(xing)(xing)狀態(tai)數(shu)據，都會實時(shi)傳回到(dao)企業數(shu)據中(zhong)心(xin)。
基于大數據(ju)技術，企業建成了動(dong)車組(zu)智能運(yun)維平(ping)臺。在這(zhe)里，大數據(ju)被應用(yong)到動(dong)車組(zu)運(yun)維，成為護航動(dong)車組(zu)運(yun)行安全的(de)新“神器”。
“一列(lie)在線(xian)運(yun)行(xing)的動(dong)車(che)(che)組，設有數(shu)(shu)(shu)千個數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)測點，傳感器(qi)實時采集列(lie)車(che)(che)的運(yun)行(xing)狀(zhuang)態數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，監測列(lie)車(che)(che)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況，每10秒(miao)就向地(di)面(mian)發(fa)送一次數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)。”信息系(xi)統運(yun)營主(zhu)管(guan)工程師王(wang)川表(biao)示，企(qi)業利用動(dong)車(che)(che)組運(yun)行(xing)實時數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，并融合列(lie)車(che)(che)的制造履歷數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)、線(xian)路數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)、運(yun)用數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)、維(wei)修(xiu)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)、自然(ran)環境數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)等(deng)，應用大數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)挖掘技術和人工智(zhi)能(neng)算法，開(kai)發(fa)出動(dong)車(che)(che)組關鍵部件故(gu)障(zhang)預(yu)(yu)測模(mo)型，能(neng)夠在發(fa)生故(gu)障(zhang)之前對故(gu)障(zhang)進行(xing)預(yu)(yu)測、預(yu)(yu)警(jing)，從(cong)而提(ti)供(gong)維(wei)護建議。
“這種基于大數(shu)據(ju)的運(yun)維模式，將傳(chuan)統被動(dong)式的故障(zhang)(zhang)后維修或定(ding)期(qi)修，變為主動(dong)的預測(ce)性維護，從而能(neng)夠有效降低列車(che)故障(zhang)(zhang)率(lv)，更好地保障(zhang)(zhang)行車(che)安全，提(ti)高運(yun)維效率(lv)。”王川說，目前(qian)，動(dong)車(che)組智(zhi)能(neng)運(yun)維平(ping)臺已上線(xian)應用近(jin)100個故障(zhang)(zhang)預測(ce)模型，利用大數(shu)據(ju)技術，每年能(neng)成功預防故障(zhang)(zhang)隱患數(shu)百件。
【責任(ren)編輯：趙藝涵】