數字化升級動車智造

隨着“新基建”熱潮的興起，數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，堪稱中國製造一張亮麗的“金名片”。“復興號”動車組製造的背後，數字技術扮演着重要角色。

在中國高鐵列車核心研製基地中車四方股份公司，數字技術已在動車組各製造環節及運用維護中得到廣泛應用。數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秒就有一組焊接數據上傳到焊接管理中心。這是車體焊接數字化管理系統的一個典型場景。

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，傳統焊接需要依靠焊工在焊完後自檢、互檢、巡檢，無法對焊接過程進行即時監控。針對這一情況，中車四方利用數字化技術建成了國內首個動車組焊接過程數字化管理系統。通過佈設在焊機上的數據採集器，焊接管理系統能夠即時採集焊接過程中的所有焊接參數，包括焊接電壓、電流等，並自動與標準參數進行比對，一旦出現差錯立即報警。

“焊接數字化管理系統就像一雙‘火眼金睛’，通過對焊接數據的即時採集、自動判斷、自動報警，即時‘監視’車體焊接過程，實現了對焊接的‘過程管控’，從而更好地保障焊接質量。”池浩瀚説。

目前，焊接數字化管理系統已連接起100多台焊機，動車組車體的每一道關鍵焊縫都實現了即時管控。

“製造履歷”可追溯

轉向架相當於列車的“腿腳”，是動車組的關鍵核心部件。

據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，從上線裝配到完成製造會產生近萬項製造數據。

為此，中車四方建成了轉向架數字化裝配線，藉助物聯網、智能傳感、無線通信等技術，實現了轉向架製造數據的自動採集、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製造數據都會被精確採集記錄。”姚迪告訴記者，近萬項製造數據，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“製造履歷”。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，基於裝配大數據，系統還能對產品一次交檢合格率、工序能力指數、質量穩定性等進行分析，從而指導優化生產流程和製造工藝，提高製造效率和產品質量。

數字“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，相當於“體檢”，合格後動車組才能出廠交付。這也是動車組出廠前的一道關鍵製造工序。

一列動車組有1.6萬多個試驗“項點”，調試過程數據量龐大，流程複雜。依靠傳統的人工記錄、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字化升級，建成了動車組數字化調試線。這個數字化調試線實現了動車組試驗記錄文件100%電子化交檔、試驗全過程數據100%存儲上傳。不僅如此，藉助數字技術和智能化裝備，調試線還連接起10餘種自動化調試設備，使動車組的部分調試項點實現了“自動化調試”。

“這些自動化調試設備能夠根據任務指令自動採集試驗數據，並自行分析數據，自動生成結果。”孫曉東説，目前實現自動化試驗的調試項點已超過3000個。

數字化調試設備投入應用後，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。

數據“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數據都會即時回傳到企業數據中心。

基於大數據技術，中車四方建成了動車組智能運維平台。在這裏，大數據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千個數據測點，傳感器可即時採集列車運行狀態數據，監測列車運行狀況，每10秒就向地面發送一次數據。”中車四方股份公司信息系統運營主管工程師王川告訴記者。

企業利用動車組運行即時數據，並融合列車製造履歷數據、線路數據、運營數據、維修數據、自然環境數據等，應用大數據挖掘技術與人工智能算法，開發出動車組關鍵部件故障預測模型，能在發生故障前對故障進行預測、預警，從而提供維護建議。

“這種基於大數據的運維模式將傳統的被動式故障維修或定期檢修轉變為主動的預測性維護，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。”王川説。

目前，動車組智能運維平台已上線近100個故障預測模型，每年成功預防故障隱患數百個。

從車體焊接、轉向架裝配到總裝調試，再到運維服務，數字技術大顯身手，為動車組“智”造插上了“數字翅膀”。

根據計劃，未來，中車四方還將以產品全壽命週期管理為核心，持續提升數字技術水平，推動動車組製造“數字+”“智能+”升級，為企業高質量發展增添新的動能。