隨著“新基建”熱潮的興起，數(shù)字技術(shù)正成為眼下的熱詞。高速動(dòng)車(chē)組是大國(guó)重器，尤其是復(fù)興號(hào)更是以時(shí)速350公里的運(yùn)營(yíng)速度領(lǐng)跑全球，堪稱(chēng)中國(guó)制造一張亮麗的“金名片”。“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組制造的背后，數(shù)字技術(shù)扮演著重要角色。

在中國(guó)高鐵列車(chē)核心研制基地中車(chē)四方股份公司，數(shù)字技術(shù)已在動(dòng)車(chē)組各制造環(huán)節(jié)及運(yùn)用維護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字技術(shù)正成為賦能動(dòng)車(chē)組“智”造升級(jí)的“新利器”。

“火眼金睛”盯焊接

在中車(chē)四方動(dòng)車(chē)組車(chē)體生產(chǎn)線上，每0.5秒就有一組焊接數(shù)據(jù)上傳到焊接管理中心。這是車(chē)體焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)的一個(gè)典型場(chǎng)景。

焊接是動(dòng)車(chē)組車(chē)體制造的關(guān)鍵工藝。一列動(dòng)車(chē)組有上萬(wàn)道焊縫，如何管控焊接質(zhì)量?

中車(chē)四方股份公司車(chē)體焊接工藝師池浩瀚告訴記者，傳統(tǒng)焊接需要依靠焊工在焊完后自檢、互檢、巡檢，無(wú)法對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。針對(duì)這一情況，中車(chē)四方利用數(shù)字化技術(shù)建成了國(guó)內(nèi)首個(gè)動(dòng)車(chē)組焊接過(guò)程數(shù)字化管理系統(tǒng)。通過(guò)布設(shè)在焊機(jī)上的數(shù)據(jù)采集器，焊接管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集焊接過(guò)程中的所有焊接參數(shù)，包括焊接電壓、電流等，并自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)立即報(bào)警。

“焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)就像一雙‘火眼金睛’，通過(guò)對(duì)焊接數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)判斷、自動(dòng)報(bào)警，實(shí)時(shí)‘監(jiān)視’車(chē)體焊接過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接的‘過(guò)程管控’，從而更好地保障焊接質(zhì)量。”池浩瀚說(shuō)。

目前，焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)已連接起100多臺(tái)焊機(jī)，動(dòng)車(chē)組車(chē)體的每一道關(guān)鍵焊縫都實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)管控。

“制造履歷”可追溯

轉(zhuǎn)向架相當(dāng)于列車(chē)的“腿腳”，是動(dòng)車(chē)組的關(guān)鍵核心部件。

據(jù)中車(chē)四方股份公司轉(zhuǎn)向架工藝師姚迪介紹，一個(gè)轉(zhuǎn)向架包含400多種零部件，從上線裝配到完成制造會(huì)產(chǎn)生近萬(wàn)項(xiàng)制造數(shù)據(jù)。

為此，中車(chē)四方建成了轉(zhuǎn)向架數(shù)字化裝配線，借助物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、無(wú)線通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向架制造數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)判定和自動(dòng)歸集。

“螺栓扭矩多大，裝配尺寸多少，轉(zhuǎn)向架裝配過(guò)程中的每一個(gè)制造數(shù)據(jù)都會(huì)被精確采集記錄。”姚迪告訴記者，近萬(wàn)項(xiàng)制造數(shù)據(jù)，包括人員信息、設(shè)備信息、物料信息、質(zhì)量信息等，加在一起便形成了一個(gè)轉(zhuǎn)向架的電子化“制造履歷”。該履歷全程可追溯，能夠更好地保障轉(zhuǎn)向架的裝配質(zhì)量。同時(shí)，基于裝配大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還能對(duì)產(chǎn)品一次交檢合格率、工序能力指數(shù)、質(zhì)量穩(wěn)定性等進(jìn)行分析，從而指導(dǎo)優(yōu)化生產(chǎn)流程和制造工藝，提高制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

數(shù)字“體檢”顯身手

完成組裝的動(dòng)車(chē)組在出廠前必須進(jìn)行調(diào)試。中車(chē)四方股份公司電氣調(diào)試工藝師孫曉東告訴記者，調(diào)試就是對(duì)動(dòng)車(chē)組進(jìn)行功能符合性驗(yàn)證，相當(dāng)于“體檢”，合格后動(dòng)車(chē)組才能出廠交付。這也是動(dòng)車(chē)組出廠前的一道關(guān)鍵制造工序。

一列動(dòng)車(chē)組有1.6萬(wàn)多個(gè)試驗(yàn)“項(xiàng)點(diǎn)”，調(diào)試過(guò)程數(shù)據(jù)量龐大，流程復(fù)雜。依靠傳統(tǒng)的人工記錄、人工測(cè)試很難突破調(diào)試效率的瓶頸。

為更好解決這些問(wèn)題，中車(chē)四方對(duì)調(diào)試線進(jìn)行數(shù)字化升級(jí)，建成了動(dòng)車(chē)組數(shù)字化調(diào)試線。這個(gè)數(shù)字化調(diào)試線實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車(chē)組試驗(yàn)記錄文件100%電子化交檔、試驗(yàn)全過(guò)程數(shù)據(jù)100%存儲(chǔ)上傳。不僅如此，借助數(shù)字技術(shù)和智能化裝備，調(diào)試線還連接起10余種自動(dòng)化調(diào)試設(shè)備，使動(dòng)車(chē)組的部分調(diào)試項(xiàng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了“自動(dòng)化調(diào)試”。

“這些自動(dòng)化調(diào)試設(shè)備能夠根據(jù)任務(wù)指令自動(dòng)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并自行分析數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成結(jié)果。”孫曉東說(shuō)，目前實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化試驗(yàn)的調(diào)試項(xiàng)點(diǎn)已超過(guò)3000個(gè)。

數(shù)字化調(diào)試設(shè)備投入應(yīng)用后，動(dòng)車(chē)組的調(diào)試效率大幅提高，一列8輛標(biāo)準(zhǔn)編組的動(dòng)車(chē)組調(diào)試周期預(yù)計(jì)可縮短2天以上。

數(shù)據(jù)“神器”護(hù)安全

目前，中車(chē)四方每天有1300多列動(dòng)車(chē)組運(yùn)行在全國(guó)各地。這1300多列動(dòng)車(chē)組每天的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)都會(huì)實(shí)時(shí)回傳到企業(yè)數(shù)據(jù)中心。

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，中車(chē)四方建成了動(dòng)車(chē)組智能運(yùn)維平臺(tái)。在這里，大數(shù)據(jù)被應(yīng)用到動(dòng)車(chē)組運(yùn)維中，成為護(hù)航動(dòng)車(chē)組運(yùn)行安全的新“神器”。

“一列在線運(yùn)行的動(dòng)車(chē)組設(shè)有數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)，傳感器可實(shí)時(shí)采集列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)列車(chē)運(yùn)行狀況，每10秒就向地面發(fā)送一次數(shù)據(jù)。”中車(chē)四方股份公司信息系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)主管工程師王川告訴記者。

企業(yè)利用動(dòng)車(chē)組運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并融合列車(chē)制造履歷數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)、自然環(huán)境數(shù)據(jù)等，應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與人工智能算法，開(kāi)發(fā)出動(dòng)車(chē)組關(guān)鍵部件故障預(yù)測(cè)模型，能在發(fā)生故障前對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)警，從而提供維護(hù)建議。

“這種基于大數(shù)據(jù)的運(yùn)維模式將傳統(tǒng)的被動(dòng)式故障維修或定期檢修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而能有效降低列車(chē)故障率，更好地保障行車(chē)安全，提高運(yùn)維效率。”王川說(shuō)。

目前，動(dòng)車(chē)組智能運(yùn)維平臺(tái)已上線近100個(gè)故障預(yù)測(cè)模型，每年成功預(yù)防故障隱患數(shù)百個(gè)。

從車(chē)體焊接、轉(zhuǎn)向架裝配到總裝調(diào)試，再到運(yùn)維服務(wù)，數(shù)字技術(shù)大顯身手，為動(dòng)車(chē)組“智”造插上了“數(shù)字翅膀”。

根據(jù)計(jì)劃，未來(lái)，中車(chē)四方還將以產(chǎn)品全壽命周期管理為核心，持續(xù)提升數(shù)字技術(shù)水平，推動(dòng)動(dòng)車(chē)組制造“數(shù)字+”“智能+”升級(jí)，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展增添新的動(dòng)能。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字技術(shù)