隨著“新基建”熱潮的興起，數(shù)字技術正成為眼下的熱詞。高速動車組是大國重器，尤其是復興號更是以時速350公里的運營速度領跑全球，堪稱中國制造一張亮麗的“金名片”。“復興號”動車組制造的背后，數(shù)字技術扮演著重要角色。
在中國高鐵列車核心研制基地中車四方股份公司，數(shù)字技術已在動車組各制造環(huán)節(jié)及運用維護中得到廣泛應用。數(shù)字技術正成為賦能動車組“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鍵工藝。一列動車組有上萬道焊縫，如何管控焊接質量?
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)字化技術建成了國內首個動車組焊接過程數(shù)字化管理系統(tǒng)。通過布設在焊機上的數(shù)據(jù)采集器，焊接管理系統(tǒng)能夠實時采集焊接過程中的所有焊接參數(shù)，包括焊接電壓、電流等，并自動與標準參數(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鍵焊縫都實現(xiàn)了實時管控。
“制造履歷”可追溯
轉向架相當于列車的“腿腳”，是動車組的關鍵核心部件。
據(jù)中車四方股份公司轉向架工藝師姚迪介紹，一個轉向架包含400多種零部件，從上線裝配到完成制造會產生近萬項制造數(shù)據(jù)。
為此，中車四方建成了轉向架數(shù)字化裝配線，借助物聯(lián)網、智能傳感、無線通信等技術，實現(xiàn)了轉向架制造數(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、設備信息、物料信息、質量信息等，加在一起便形成了一個轉向架的電子化“制造履歷”。該履歷全程可追溯，能夠更好地保障轉向架的裝配質量。同時，基于裝配大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還能對產品一次交檢合格率、工序能力指數(shù)、質量穩(wěn)定性等進行分析，從而指導優(yōu)化生產流程和制造工藝，提高制造效率和產品質量。
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試。中車四方股份公司電氣調試工藝師孫曉東告訴記者，調試就是對動車組進行功能符合性驗證，相當于“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鍵制造工序。
一列動車組有1.6萬多個試驗“項點”，調試過程數(shù)據(jù)量龐大，流程復雜。依靠傳統(tǒng)的人工記錄、人工測試很難突破調試效率的瓶頸。
為更好解決這些問題，中車四方對調試線進行數(shù)字化升級，建成了動車組數(shù)字化調試線。這個數(shù)字化調試線實現(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)字技術和智能化裝備，調試線還連接起10余種自動化調試設備，使動車組的部分調試項點實現(xiàn)了“自動化調試”。
“這些自動化調試設備能夠根據(jù)任務指令自動采集試驗數(shù)據(jù)，并自行分析數(shù)據(jù)，自動生成結果。”孫曉東說，目前實現(xiàn)自動化試驗的調試項點已超過3000個。
數(shù)字化調試設備投入應用后，動車組的調試效率大幅提高，一列8輛標準編組的動車組調試周期預計可縮短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，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，應用大數(shù)據(jù)挖掘技術與人工智能算法，開發(fā)出動車組關鍵部件故障預測模型，能在發(fā)生故障前對故障進行預測、預警，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變?yōu)橹鲃拥念A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個故障預測模型，每年成功預防故障隱患數(shù)百個。
從車體焊接、轉向架裝配到總裝調試，再到運維服務，數(shù)字技術大顯身手，為動車組“智”造插上了“數(shù)字翅膀”。
根據(jù)計劃，未來，中車四方還將以產品全壽命周期管理為核心，持續(xù)提升數(shù)字技術水平，推動動車組制造“數(shù)字+”“智能+”升級，為企業(yè)高質量發(fā)展增添新的動能。
關鍵詞： 數(shù)字技術
