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。今天,“復(fù)興號”奔馳在祖國廣袤的大地上,以時速350公里的運營速度領(lǐng)跑全球,在“復(fù)興號”動車組的制造過程中,從車體焊接、轉(zhuǎn)向架裝配到總裝調(diào)試、運行維護,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,實時管控有了“火眼金睛”

  在中國高鐵列車核心研制基地中車青島四方股份有限公司(以下簡稱中車四方),動車組車體生產(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?

  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行自檢、互檢、巡檢,無法對焊接過程進行實時監(jiān)控。中車四方通過數(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),像焊接電壓、電流等,每0.5秒記錄一次,并自動與標準參數(shù)進行比對,一旦出現(xiàn)超差自動報警。

  “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,實時地‘監(jiān)視’車體的焊接過程,實現(xiàn)了對焊接的‘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。

  數(shù)字化裝配,讓制造過程可追溯

  轉(zhuǎn)向架相當于列車的“腿腳”,是動車組的關(guān)鍵核心部件。轉(zhuǎn)向架工藝師姚迪說,一個轉(zhuǎn)向架有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)。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)控機床、扭矩采集以及輔助裝配為主的智能設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控,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。

  “一個螺栓用了多大扭矩?一個裝配的尺寸多少?轉(zhuǎn)向架裝配中的每一個制造數(shù)據(jù),都會被精確采集記錄!币Φ细嬖V記者,近萬項的制造數(shù)據(jù),包括人員信息、設(shè)備信息、物料信息、質(zhì)量信息等,形成一個轉(zhuǎn)向架的電子化“制造履歷”。有了這個制造履歷,實現(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,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

  完成組裝的動車組,出廠前必須進行調(diào)試。

  “調(diào)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!彪姎庹{(diào)試工藝師孫曉東告訴記者,調(diào)試試驗是動車組出廠前的一道關(guān)鍵制造工序。

  一列動車組有16000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。因此,數(shù)字化、自動化正在成為動車組調(diào)試線上的關(guān)鍵詞。

  孫曉東介紹,他們對調(diào)試線進行了數(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)試線還開發(fā)了十余種自動化調(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),對試驗數(shù)據(jù)進行自動判斷,并自動生成試驗結(jié)果。”孫曉東說,目前實現(xiàn)自動化試驗的調(diào)試項點已經(jīng)達到3000多個。

  數(shù)字化調(diào)試線投入應(yīng)用后,動車組的調(diào)試效率大幅提高。一列8輛標準編組的動車組,調(diào)試周期縮短了2天以上。

  大數(shù)據(jù)護航,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多列動車組運行在全國各地。這1300多列動車組,每列車每天的運行狀態(tài)數(shù)據(jù),都會實時傳回到企業(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,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,傳感器實時采集列車的運行狀態(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)。”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),并融合列車的制造履歷數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)、運用數(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)出動車組關(guān)鍵部件故障預(yù)測模型,能夠在發(fā)生故障之前對故障進行預(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)被動式的故障后維修或定期修,變?yōu)橹鲃拥念A(yù)測性維護,從而能夠有效降低列車故障率,更好地保障行車安全,提高運維效率。”王川說,目前,動車組智能運維平臺已上線應(yīng)用近100個故障預(yù)測模型,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緢笥浾 劉艷杰 本報通訊員 鄧旺強)