隨著“新基建”熱潮的興起，數(shù)字技術(shù)正成為眼下的熱詞。高速動車組是大國重器，尤其是復(fù)興號更是以時速350公里的運營速度領(lǐng)跑全球，堪稱中國制造一張亮麗的“金名片”。“復(fù)興號”動車組制造的背后，數(shù)字技術(shù)扮演著重要角色。

在中國高鐵列車核心研制基地中車四方股份公司，數(shù)字技術(shù)已在動車組各制造環(huán)節(jié)及運用維護中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字技術(shù)正成為賦能動車組“智”造升級的“新利器”。

“火眼金睛”盯焊接

在中車四方動車組車體生產(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。這是車體焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)的一個典型場景。

焊接是動車組車體制造的關(guān)鍵工藝。一列動車組有上萬道焊縫，如何管控焊接質(zhì)量?

中車四方股份公司車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，無法對焊接過程進行實時監(jiān)控。針對這一情況，中車四方利用數(shù)字化技術(shù)建成了國內(nèi)首個動車組焊接過程數(shù)字化管理系統(tǒng)。通過布設(shè)在焊機上的數(shù)據(jù)采集器，焊接管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集焊接過程中的所有焊接參數(shù)，包括焊接電壓、電流等，并自動與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進行比對，一旦出現(xiàn)差錯立即報警。

“焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)就像一雙‘火眼金睛’，通過對焊接數(shù)據(jù)的實時采集、自動判斷、自動報警，實時‘監(jiān)視’車體焊接過程，實現(xiàn)了對焊接的‘過程管控’，從而更好地保障焊接質(zhì)量。”池浩瀚說。

目前，焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)已連接起100多臺焊機，動車組車體的每一道關(guān)鍵焊縫都實現(xiàn)了實時管控。

“制造履歷”可追溯

轉(zhuǎn)向架相當(dāng)于列車的“腿腳”，是動車組的關(guān)鍵核心部件。

據(jù)中車四方股份公司轉(zhuǎn)向架工藝師姚迪介紹，一個轉(zhuǎn)向架包含400多種零部件，從上線裝配到完成制造會產(chǎn)生近萬項制造數(shù)據(jù)。

為此，中車四方建成了轉(zhuǎn)向架數(shù)字化裝配線，借助物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、無線通信等技術(shù)，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向架制造數(shù)據(jù)的自動采集、自動判定和自動歸集。

“螺栓扭矩多大，裝配尺寸多少，轉(zhuǎn)向架裝配過程中的每一個制造數(shù)據(jù)都會被精確采集記錄。”姚迪告訴記者，近萬項制造數(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，基于裝配大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還能對產(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

完成組裝的動車組在出廠前必須進行調(diào)試。中車四方股份公司電氣調(diào)試工藝師孫曉東告訴記者，調(diào)試就是對動車組進行功能符合性驗證，相當(dāng)于“體檢”，合格后動車組才能出廠交付。這也是動車組出廠前的一道關(guān)鍵制造工序。

一列動車組有1.6萬多個試驗“項點”，調(diào)試過程數(shù)據(jù)量龐大，流程復(fù)雜。依靠傳統(tǒng)的人工記錄、人工測試很難突破調(diào)試效率的瓶頸。

為更好解決這些問題，中車四方對調(diào)試線進行數(shù)字化升級，建成了動車組數(shù)字化調(diào)試線。這個數(shù)字化調(diào)試線實現(xiàn)了動車組試驗記錄文件100%電子化交檔、試驗全過程數(shù)據(jù)100%存儲上傳。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余種自動化調(diào)試設(shè)備，使動車組的部分調(diào)試項點實現(xiàn)了“自動化調(diào)試”。

“這些自動化調(diào)試設(shè)備能夠根據(jù)任務(wù)指令自動采集試驗數(shù)據(jù)，并自行分析數(shù)據(jù)，自動生成結(jié)果。”孫曉東說，目前實現(xiàn)自動化試驗的調(diào)試項點已超過3000個。

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

數(shù)據(jù)“神器”護安全

目前，中車四方每天有1300多列動車組運行在全國各地。這1300多列動車組每天的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)都會實時回傳到企業(yè)數(shù)據(jù)中心。

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，中車四方建成了動車組智能運維平臺。在這里，大數(shù)據(jù)被應(yīng)用到動車組運維中，成為護航動車組運行安全的新“神器”。

“一列在線運行的動車組設(shè)有數(shù)千個數(shù)據(jù)測點，傳感器可實時采集列車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)測列車運行狀況，每10秒就向地面發(fā)送一次數(shù)據(jù)。”中車四方股份公司信息系統(tǒng)運營主管工程師王川告訴記者。

企業(yè)利用動車組運行實時數(shù)據(jù)，并融合列車制造履歷數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)、運營數(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，開發(fā)出動車組關(guān)鍵部件故障預(yù)測模型，能在發(fā)生故障前對故障進行預(yù)測、預(yù)警，從而提供維護建議。

“這種基于大數(shù)據(jù)的運維模式將傳統(tǒng)的被動式故障維修或定期檢修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥念A(yù)測性維護，從而能有效降低列車故障率，更好地保障行車安全，提高運維效率。”王川說。

目前，動車組智能運維平臺已上線近100個故障預(yù)測模型，每年成功預(yù)防故障隱患數(shù)百個。

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

根據(jù)計劃，未來，中車四方還將以產(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，推動動車組制造“數(shù)字+”“智能+”升級，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展增添新的動能。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字技術(shù)