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数字技术成赋能动车组“智”造升级“新利器”

2020-06-01 08:49:47 来源 : 经济日报

随着“新基建”热潮的兴起,数字技术正成为眼下的热词。高速动车组是大国重器,尤其是复兴号更是以时速350公里的运营速度领跑全球,堪称中国制造一张亮丽的“金名片”。“复兴号”动车组制造的背后,数字技术扮演着重要角色。

在中国高铁列车核心研制基地中车四方股份公司,数字技术已在动车组各制造环节及运用维护中得到广泛应用。数字技术正成为赋能动车组“智”造升级的“新利器”。

“火眼金睛”盯焊接

在中车四方动车组车体生产线上,每0.5秒就有一组焊接数据上传到焊接管理中心。这是车体焊接数字化管理系统的一个典型场景。

焊接是动车组车体制造的关键工艺。一列动车组有上万道焊缝,如何管控焊接质量?

中车四方股份公司车体焊接工艺师池浩瀚告诉记者,传统焊接需要依靠焊工在焊完后自检、互检、巡检,无法对焊接过程进行实时监控。针对这一情况,中车四方利用数字化技术建成了国内首个动车组焊接过程数字化管理系统。通过布设在焊机上的数据采集器,焊接管理系统能够实时采集焊接过程中的所有焊接参数,包括焊接电压、电流等,并自动与标准参数进行比对,一旦出现差错立即报警。

“焊接数字化管理系统就像一双‘火眼金睛’,通过对焊接数据的实时采集、自动判断、自动报警,实时‘监视’车体焊接过程,实现了对焊接的‘过程管控’,从而更好地保障焊接质量。”池浩瀚说。

目前,焊接数字化管理系统已连接起100多台焊机,动车组车体的每一道关键焊缝都实现了实时管控。

“制造履历”可追溯

转向架相当于列车的“腿脚”,是动车组的关键核心部件。

据中车四方股份公司转向架工艺师姚迪介绍,一个转向架包含400多种零部件,从上线装配到完成制造会产生近万项制造数据。

为此,中车四方建成了转向架数字化装配线,借助物联网、智能传感、无线通信等技术,实现了转向架制造数据的自动采集、自动判定和自动归集。

“螺栓扭矩多大,装配尺寸多少,转向架装配过程中的每一个制造数据都会被精确采集记录。”姚迪告诉记者,近万项制造数据,包括人员信息、设备信息、物料信息、质量信息等,加在一起便形成了一个转向架的电子化“制造履历”。该履历全程可追溯,能够更好地保障转向架的装配质量。同时,基于装配大数据,系统还能对产品一次交检合格率、工序能力指数、质量稳定性等进行分析,从而指导优化生产流程和制造工艺,提高制造效率和产品质量。

数字“体检”显身手

完成组装的动车组在出厂前必须进行调试。中车四方股份公司电气调试工艺师孙晓东告诉记者,调试就是对动车组进行功能符合性验证,相当于“体检”,合格后动车组才能出厂交付。这也是动车组出厂前的一道关键制造工序。

一列动车组有1.6万多个试验“项点”,调试过程数据量庞大,流程复杂。依靠传统的人工记录、人工测试很难突破调试效率的瓶颈。

为更好解决这些问题,中车四方对调试线进行数字化升级,建成了动车组数字化调试线。这个数字化调试线实现了动车组试验记录文件100%电子化交档、试验全过程数据100%存储上传。不仅如此,借助数字技术和智能化装备,调试线还连接起10余种自动化调试设备,使动车组的部分调试项点实现了“自动化调试”。

“这些自动化调试设备能够根据任务指令自动采集试验数据,并自行分析数据,自动生成结果。”孙晓东说,目前实现自动化试验的调试项点已超过3000个。

数字化调试设备投入应用后,动车组的调试效率大幅提高,一列8辆标准编组的动车组调试周期预计可缩短2天以上。

数据“神器”护安全

目前,中车四方每天有1300多列动车组运行在全国各地。这1300多列动车组每天的运行状态数据都会实时回传到企业数据中心。

基于大数据技术,中车四方建成了动车组智能运维平台。在这里,大数据被应用到动车组运维中,成为护航动车组运行安全的新“神器”。

“一列在线运行的动车组设有数千个数据测点,传感器可实时采集列车运行状态数据,监测列车运行状况,每10秒就向地面发送一次数据。”中车四方股份公司信息系统运营主管工程师王川告诉记者。

企业利用动车组运行实时数据,并融合列车制造履历数据、线路数据、运营数据、维修数据、自然环境数据等,应用大数据挖掘技术与人工智能算法,开发出动车组关键部件故障预测模型,能在发生故障前对故障进行预测、预警,从而提供维护建议。

“这种基于大数据的运维模式将传统的被动式故障维修或定期检修转变为主动的预测性维护,从而能有效降低列车故障率,更好地保障行车安全,提高运维效率。”王川说。

目前,动车组智能运维平台已上线近100个故障预测模型,每年成功预防故障隐患数百个。

从车体焊接、转向架装配到总装调试,再到运维服务,数字技术大显身手,为动车组“智”造插上了“数字翅膀”。

根据计划,未来,中车四方还将以产品全寿命周期管理为核心,持续提升数字技术水平,推动动车组制造“数字+”“智能+”升级,为企业高质量发展增添新的动能。

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