文章來源：光明日報(bao) 發布時間：2021-05-07
隨著新基建熱潮(chao)的(de)興起，數(shu)字技(ji)術正成為眼下的(de)熱詞。
高速(su)動車組(zu)是(shi)大國(guo)重(zhong)(zhong)器。今天，“復興號”奔馳在祖(zu)國(guo)廣袤(mao)的大地上(shang)，以時速(su)350公里(li)的運營速(su)度(du)領跑全球，在“復興號”動車組(zu)的制造過程中，從車體焊接(jie)、轉向(xiang)架裝(zhuang)配到總(zong)裝(zhuang)調試(shi)、運行維護，數字技術在背后扮演著至關重(zhong)(zhong)要的角色。
數字化焊接，實時管控有了“火眼金睛”
在(zai)中(zhong)國(guo)高鐵列車(che)(che)(che)核心研制基地中(zhong)車(che)(che)(che)青(qing)島四(si)方股(gu)份有(you)限公司（以下簡(jian)稱(cheng)中(zhong)車(che)(che)(che)四(si)方），動車(che)(che)(che)組(zu)車(che)(che)(che)體(ti)生(sheng)產線上，正在(zai)焊(han)接的車(che)(che)(che)體(ti)，每0.5秒(miao)就有(you)一組(zu)焊(han)接數據上傳到(dao)焊(han)接管(guan)理(li)中(zhong)心。這是車(che)(che)(che)體(ti)焊(han)接數字化管(guan)理(li)系統(tong)的場景。
焊接是動車(che)組車(che)體制造的關鍵工藝(yi)。一列動車(che)組，有上萬道焊縫。如何(he)管控焊接質量？
車體(ti)焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)(gong)藝師池(chi)浩瀚表示，傳統的焊(han)(han)(han)接(jie)，依靠焊(han)(han)(han)工(gong)(gong)在焊(han)(han)(han)完(wan)后(hou)進(jin)行(xing)(xing)自(zi)(zi)(zi)檢、互檢、巡檢，無法對焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)(xing)實時監控。中(zhong)車四方(fang)通過(guo)(guo)數(shu)字(zi)化技(ji)術(shu)，建(jian)成了國內首個(ge)動(dong)車組焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)數(shu)字(zi)化管理系統。通過(guo)(guo)布設在焊(han)(han)(han)機上的數(shu)據采(cai)集器，焊(han)(han)(han)接(jie)管理系統能夠實時采(cai)集焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)的所有焊(han)(han)(han)接(jie)參數(shu)，像(xiang)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)壓、電(dian)流等，每0.5秒記(ji)錄一(yi)次(ci)，并自(zi)(zi)(zi)動(dong)與(yu)標準參數(shu)進(jin)行(xing)(xing)比對，一(yi)旦(dan)出現超(chao)差自(zi)(zi)(zi)動(dong)報警。
“焊(han)接(jie)數字化管理系統就像一雙‘火眼金睛’，通(tong)過(guo)對焊(han)接(jie)數據的(de)實時(shi)采集、自動(dong)判斷、自動(dong)報警(jing)，實時(shi)地‘監視(shi)’車體的(de)焊(han)接(jie)過(guo)程(cheng)(cheng)，實現了(le)對焊(han)接(jie)的(de)‘過(guo)程(cheng)(cheng)管控’，從(cong)而能夠更好地保障焊(han)接(jie)質量(liang)。”池浩(hao)瀚說。
目前，在車體生產(chan)線上(shang)，焊接數字化管(guan)理系(xi)統連(lian)接了一(yi)(yi)百多臺焊機，動車組(zu)車體的每一(yi)(yi)道關鍵焊縫都實現了實時管(guan)控(kong)。
數字化裝配，讓制造過程可追溯
轉(zhuan)向(xiang)(xiang)架相當于(yu)列(lie)車(che)(che)的(de)(de)“腿(tui)腳”，是動(dong)車(che)(che)組的(de)(de)關(guan)鍵核心(xin)部件。轉(zhuan)向(xiang)(xiang)架工(gong)藝師姚迪說，一個轉(zhuan)向(xiang)(xiang)架有400多(duo)種零部件，從上線裝(zhuang)(zhuang)配(pei)到完成制(zhi)造(zao)，會產生近萬(wan)項(xiang)制(zhi)造(zao)數(shu)據。他們(men)通過轉(zhuan)向(xiang)(xiang)架數(shu)字化裝(zhuang)(zhuang)配(pei)線，借助(zhu)(zhu)物聯網、智能(neng)傳(chuan)感等技術，以數(shu)控機床(chuang)、扭矩采(cai)集以及輔(fu)助(zhu)(zhu)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)為主的(de)(de)智能(neng)設備進行聯網聯控，實現了轉(zhuan)向(xiang)(xiang)架制(zhi)造(zao)數(shu)據的(de)(de)自(zi)動(dong)采(cai)集、自(zi)動(dong)判定和(he)自(zi)動(dong)歸集。
“一個(ge)螺(luo)栓用(yong)了(le)多大扭(niu)矩？一個(ge)裝(zhuang)配的(de)(de)尺(chi)寸多少？轉(zhuan)向架(jia)裝(zhuang)配中的(de)(de)每一個(ge)制(zhi)造(zao)(zao)數據(ju)，都會被精確采(cai)集記錄(lu)。”姚(yao)迪表示，近萬項的(de)(de)制(zhi)造(zao)(zao)數據(ju)，包括人員信(xin)息(xi)、設備信(xin)息(xi)、物料信(xin)息(xi)、質量信(xin)息(xi)等，形成(cheng)一個(ge)轉(zhuan)向架(jia)的(de)(de)電子化“制(zhi)造(zao)(zao)履歷”。有了(le)這個(ge)制(zhi)造(zao)(zao)履歷，實現了(le)制(zhi)造(zao)(zao)過程的(de)(de)可追溯(su)。
制造(zao)(zao)過(guo)程(cheng)可追溯，可以更好地保(bao)障轉向架的(de)裝配質量(liang)。同(tong)時，基于(yu)裝配大數據，能夠(gou)對產(chan)品一次(ci)交檢合(he)格率、工(gong)(gong)序(xu)能力指數、質量(liang)穩(wen)定(ding)性等進行分析，從而指導優化生(sheng)產(chan)流程(cheng)和(he)制造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝，提高制造(zao)(zao)效率和(he)產(chan)品質量(liang)。
數字化調試，大大縮短調試周期
完成組裝的動(dong)車組，出廠前必(bi)須進行調試(shi)。
“調試(shi)(shi)就是對動車組(zu)進行功(gong)能(neng)符合性(xing)驗(yan)(yan)證，相當于‘體(ti)檢(jian)’，合格(ge)后動車組(zu)才能(neng)出廠交(jiao)付。”電(dian)氣(qi)調試(shi)(shi)工藝師(shi)孫(sun)曉東表示，調試(shi)(shi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)是動車組(zu)出廠前的(de)一道關鍵(jian)制(zhi)造工序。
一列動(dong)車組(zu)有16000多個試(shi)(shi)驗項點(dian)，調試(shi)(shi)過程數據量龐大(da)，流(liu)程復雜。依靠傳統的(de)人(ren)工(gong)(gong)記錄、人(ren)工(gong)(gong)測試(shi)(shi)，很難(nan)突破調試(shi)(shi)效(xiao)率的(de)瓶(ping)頸(jing)。因此(ci)，數字化、自動(dong)化正在成為動(dong)車組(zu)調試(shi)(shi)線上的(de)關(guan)鍵詞。
孫曉東(dong)介紹，他們對調(diao)試線(xian)進(jin)行了(le)數(shu)字(zi)化(hua)升級，建成了(le)動車(che)組(zu)數(shu)字(zi)化(hua)調(diao)試線(xian)。這個數(shu)字(zi)化(hua)調(diao)試線(xian)，實(shi)現了(le)動車(che)組(zu)試驗記錄文(wen)件100%電子化(hua)交檔(dang)、試驗全過程數(shu)據100%存儲上(shang)傳。不僅如此(ci)，借助數(shu)字(zi)技(ji)術(shu)和智能化(hua)裝備，調(diao)試線(xian)還開(kai)發了(le)十余種(zhong)自(zi)動化(hua)調(diao)試設備，使動車(che)組(zu)的部分調(diao)試項點實(shi)現了(le)自(zi)動化(hua)調(diao)試。
“這些自(zi)動(dong)化調試(shi)(shi)設備，能夠根據任務指令，自(zi)動(dong)采集(ji)試(shi)(shi)驗數(shu)據，對(dui)試(shi)(shi)驗數(shu)據進(jin)行自(zi)動(dong)判斷，并自(zi)動(dong)生成試(shi)(shi)驗結果。”孫曉(xiao)東說(shuo)，目前實現自(zi)動(dong)化試(shi)(shi)驗的調試(shi)(shi)項(xiang)點已經達(da)到(dao)3000多個。
數(shu)字化調試線投入應用(yong)后，動車(che)組(zu)的調試效率(lv)大幅(fu)提高(gao)。一列8輛標準編組(zu)的動車(che)組(zu)，調試周期縮(suo)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，中車四方每(mei)天(tian)有1300多列動車組運行(xing)在全(quan)國各地。這1300多列動車組，每(mei)列車每(mei)天(tian)的(de)運行(xing)狀態數(shu)據，都會實時傳回到企業數(shu)據中心。
基于大數據技術，企業建成(cheng)了動車(che)組(zu)智(zhi)能運(yun)維平臺。在這里(li)，大數據被(bei)應用到動車(che)組(zu)運(yun)維，成(cheng)為護航(hang)動車(che)組(zu)運(yun)行(xing)安全的新“神(shen)器”。
“一列(lie)在(zai)線(xian)運行(xing)的動車(che)(che)組，設有(you)數(shu)千(qian)個數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)測(ce)點，傳(chuan)感器實時采集列(lie)車(che)(che)的運行(xing)狀態數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)，監測(ce)列(lie)車(che)(che)運行(xing)狀況(kuang)，每10秒(miao)就(jiu)向地面發送一次數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)。”信息系統運營主管(guan)工(gong)程(cheng)師王川表(biao)示，企業(ye)利用動車(che)(che)組運行(xing)實時數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)，并(bing)融合列(lie)車(che)(che)的制(zhi)造履歷數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、線(xian)路數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、運用數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、維(wei)修數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、自然環境數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)等，應用大數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)挖掘技術和人工(gong)智能算法，開發出動車(che)(che)組關鍵部(bu)件故(gu)障(zhang)預(yu)測(ce)模型，能夠在(zai)發生故(gu)障(zhang)之前對故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)、預(yu)警，從而(er)提(ti)供維(wei)護建(jian)議。
“這種(zhong)基(ji)于大數(shu)(shu)據(ju)的運維(wei)模(mo)式，將傳(chuan)統被動式的故(gu)(gu)障(zhang)后(hou)維(wei)修或定期修，變為主動的預(yu)測性維(wei)護，從而能夠有效(xiao)降(jiang)低列車故(gu)(gu)障(zhang)率，更好地保(bao)障(zhang)行車安全，提高運維(wei)效(xiao)率。”王川說，目前，動車組智能運維(wei)平臺已上(shang)線應用近100個(ge)故(gu)(gu)障(zhang)預(yu)測模(mo)型，利用大數(shu)(shu)據(ju)技術，每年(nian)能成功預(yu)防故(gu)(gu)障(zhang)隱患數(shu)(shu)百件。
【責(ze)任編輯：趙藝涵】