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(dòng)車組是大國(guó)重器。今天,“復(fù)興號(hào)”奔馳在祖國(guó)廣袤的大地上,以時(shí)速350公里的運(yùn)營(yíng)速度領(lǐng)跑全球,在“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組的制造過程中,從車體焊接、轉(zhuǎn)向架裝配到總裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù),數(shù)字技術(shù)在背后扮演著至關(guān)重要的角色。
數(shù)字化焊接,實(shí)時(shí)管控有了“火眼金睛”
在中國(guó)高鐵列車核心研制基地中車青島四方股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱中車四方),動(dòng)車組車體生產(chǎn)線上,正在焊接的車體,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)的場(chǎng)景。
焊接是動(dòng)車組車體制造的關(guān)鍵工藝。一列動(dòng)車組,有上萬道焊縫。如何管控焊接質(zhì)量?
車體焊接工藝師池浩瀚告訴記者,傳統(tǒng)的焊接,依靠焊工在焊完后進(jìn)行自檢、互檢、巡檢,無法對(duì)焊接過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。中車四方通過數(shù)字化技術(shù),建成了國(guó)內(nèi)首個(gè)動(dòng)車組焊接過程數(shù)字化管理系統(tǒng)。通過布設(shè)在焊機(jī)上的數(shù)據(jù)采集器,焊接管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集焊接過程中的所有焊接參數(shù),像焊接電壓、電流等,每0.5秒記錄一次,并自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對(duì),一旦出現(xiàn)超差自動(dòng)報(bào)警。
“焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)就像一雙‘火眼金睛’,通過對(duì)焊接數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)判斷、自動(dòng)報(bào)警,實(shí)時(shí)地‘監(jiān)視’車體的焊接過程,實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接的‘過程管控’,從而能夠更好地保障焊接質(zhì)量!背睾棋f。
目前,在車體生產(chǎn)線上,焊接數(shù)字化管理系統(tǒng)連接了一百多臺(tái)焊機(jī),動(dòng)車組車體的每一道關(guān)鍵焊縫都實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)管控。
數(shù)字化裝配,讓制造過程可追溯
轉(zhuǎn)向架相當(dāng)于列車的“腿腳”,是動(dòng)車組的關(guān)鍵核心部件。轉(zhuǎn)向架工藝師姚迪說,一個(gè)轉(zhuǎn)向架有400多種零部件,從上線裝配到完成制造,會(huì)產(chǎn)生近萬項(xiàng)制造數(shù)據(jù)。他們通過轉(zhuǎn)向架數(shù)字化裝配線,借助物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感等技術(shù),以數(shù)控機(jī)床、扭矩采集以及輔助裝配為主的智能設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控,實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向架制造數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)判定和自動(dòng)歸集。
“一個(gè)螺栓用了多大扭矩?一個(gè)裝配的尺寸多少?轉(zhuǎn)向架裝配中的每一個(gè)制造數(shù)據(jù),都會(huì)被精確采集記錄!币Φ细嬖V記者,近萬項(xiàng)的制造數(shù)據(jù),包括人員信息、設(shè)備信息、物料信息、質(zhì)量信息等,形成一個(gè)轉(zhuǎn)向架的電子化“制造履歷”。有了這個(gè)制造履歷,實(shí)現(xiàn)了制造過程的可追溯。
制造過程可追溯,可以更好地保障轉(zhuǎn)向架的裝配質(zhì)量。同時(shí),基于裝配大數(shù)據(jù),能夠?qū)Ξa(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(jìn)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)字化調(diào)試,大大縮短調(diào)試周期
完成組裝的動(dòng)車組,出廠前必須進(jìn)行調(diào)試。
“調(diào)試就是對(duì)動(dòng)車組進(jìn)行功能符合性驗(yàn)證,相當(dāng)于‘體檢’,合格后動(dòng)車組才能出廠交付。”電氣調(diào)試工藝師孫曉東告訴記者,調(diào)試試驗(yàn)是動(dòng)車組出廠前的一道關(guān)鍵制造工序。
一列動(dòng)車組有16000多個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn),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(cè)試,很難突破調(diào)試效率的瓶頸。因此,數(shù)字化、自動(dòng)化正在成為動(dòng)車組調(diào)試線上的關(guān)鍵詞。
孫曉東介紹,他們對(duì)調(diào)試線進(jìn)行了數(shù)字化升級(jí),建成了動(dòng)車組數(shù)字化調(diào)試線。這個(gè)數(shù)字化調(diào)試線,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車組試驗(yàn)記錄文件100%電子化交檔、試驗(yàn)全過程數(shù)據(jù)100%存儲(chǔ)上傳。不僅如此,借助數(shù)字技術(shù)和智能化裝備,調(diào)試線還開發(fā)了十余種自動(dòng)化調(diào)試設(shè)備,使動(dòng)車組的部分調(diào)試項(xiàng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化調(diào)試。
“這些自動(dòng)化調(diào)試設(shè)備,能夠根據(jù)任務(wù)指令,自動(dòng)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)判斷,并自動(dòng)生成試驗(yàn)結(jié)果!睂O曉東說,目前實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化試驗(yàn)的調(diào)試項(xiàng)點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到3000多個(gè)。
數(shù)字化調(diào)試線投入應(yīng)用后,動(dòng)車組的調(diào)試效率大幅提高。一列8輛標(biāo)準(zhǔn)編組的動(dòng)車組,調(diào)試周期縮短了2天以上。
大數(shù)據(jù)護(hù)航,每年可預(yù)防故障隱患數(shù)百件
數(shù)字顯示,中車四方每天有1300多列動(dòng)車組運(yùn)行在全國(guó)各地。這1300多列動(dòng)車組,每列車每天的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),都會(huì)實(shí)時(shí)傳回到企業(yè)數(shù)據(jù)中心。
基于大數(shù)據(jù)技術(shù),企業(yè)建成了動(dòng)車組智能運(yùn)維平臺(tái)。在這里,大數(shù)據(jù)被應(yīng)用到動(dòng)車組運(yùn)維,成為護(hù)航動(dòng)車組運(yùn)行安全的新“神器”。
“一列在線運(yùn)行的動(dòng)車組,設(shè)有數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn),傳感器實(shí)時(shí)采集列車的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)列車運(yùn)行狀況,每10秒就向地面發(fā)送一次數(shù)據(jù)!毙畔⑾到y(tǒng)運(yùn)營(yíng)主管工程師王川告訴記者,企業(yè)利用動(dòng)車組運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并融合列車的制造履歷數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)、運(yùn)用數(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)和人工智能算法,開發(fā)出動(dòng)車組關(guān)鍵部件故障預(yù)測(cè)模型,能夠在發(fā)生故障之前對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)警,從而提供維護(hù)建議。
“這種基于大數(shù)據(jù)的運(yùn)維模式,將傳統(tǒng)被動(dòng)式的故障后維修或定期修,變?yōu)橹鲃?dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù),從而能夠有效降低列車故障率,更好地保障行車安全,提高運(yùn)維效率!蓖醮ㄕf,目前,動(dòng)車組智能運(yùn)維平臺(tái)已上線應(yīng)用近100個(gè)故障預(yù)測(cè)模型,利用大數(shù)據(jù)技術(shù),每年能成功預(yù)防故障隱患數(shù)百件。
。ū緢(bào)記者 劉艷杰 本報(bào)通訊員 鄧旺強(qiáng))