隨著(zhù)新基建熱潮的興起,數字技術(shù)正成為眼下的熱詞。
高速動(dòng)車(chē)組是大國重器。今天,“復興號”奔馳在祖國廣袤的大地上,以時(shí)速350公里的運營(yíng)速度領(lǐng)跑全球,在“復興號”動(dòng)車(chē)組的制造過(guò)程中,從車(chē)體焊接、轉向架裝配到總裝調試、運行維護,數字技術(shù)在背后扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。
數字化焊接,實(shí)時(shí)管控有了“火眼金睛”
在中國高鐵列車(chē)核心研制基地中車(chē)青島四方股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中車(chē)四方),動(dòng)車(chē)組車(chē)體生產(chǎn)線(xiàn)上,正在焊接的車(chē)體,每0.5秒就有一組焊接數據上傳到焊接管理中心。這是車(chē)體焊接數字化管理系統的場(chǎng)景。
焊接是動(dòng)車(chē)組車(chē)體制造的關(guān)鍵工藝。一列動(dòng)車(chē)組,有上萬(wàn)道焊縫。如何管控焊接質(zhì)量?
車(chē)體焊接工藝師池浩瀚告訴記者,傳統的焊接,依靠焊工在焊完后進(jìn)行自檢、互檢、巡檢,無(wú)法對焊接過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。中車(chē)四方通過(guò)數字化技術(shù),建成了國內首個(gè)動(dòng)車(chē)組焊接過(guò)程數字化管理系統。通過(guò)布設在焊機上的數據采集器,焊接管理系統能夠實(shí)時(shí)采集焊接過(guò)程中的所有焊接參數,像焊接電壓、電流等,每0.5秒記錄一次,并自動(dòng)與標準參數進(jìn)行比對,一旦出現超差自動(dòng)報警。
“焊接數字化管理系統就像一雙‘火眼金睛’,通過(guò)對焊接數據的實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)判斷、自動(dòng)報警,實(shí)時(shí)地‘監視’車(chē)體的焊接過(guò)程,實(shí)現了對焊接的‘過(guò)程管控’,從而能夠更好地保障焊接質(zhì)量?!背睾棋f(shuō)。
目前,在車(chē)體生產(chǎn)線(xiàn)上,焊接數字化管理系統連接了一百多臺焊機,動(dòng)車(chē)組車(chē)體的每一道關(guān)鍵焊縫都實(shí)現了實(shí)時(shí)管控。
數字化裝配,讓制造過(guò)程可追溯
轉向架相當于列車(chē)的“腿腳”,是動(dòng)車(chē)組的關(guān)鍵核心部件。轉向架工藝師姚迪說(shuō),一個(gè)轉向架有400多種零部件,從上線(xiàn)裝配到完成制造,會(huì )產(chǎn)生近萬(wàn)項制造數據。他們通過(guò)轉向架數字化裝配線(xiàn),借助物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感等技術(shù),以數控機床、扭矩采集以及輔助裝配為主的智能設備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控,實(shí)現了轉向架制造數據的自動(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?轉向架裝配中的每一個(gè)制造數據,都會(huì )被精確采集記錄?!币Φ细嬖V記者,近萬(wàn)項的制造數據,包括人員信息、設備信息、物料信息、質(zhì)量信息等,形成一個(gè)轉向架的電子化“制造履歷”。有了這個(gè)制造履歷,實(shí)現了制造過(guò)程的可追溯。
制造過(guò)程可追溯,可以更好地保障轉向架的裝配質(zhì)量。同時(shí),基于裝配大數據,能夠對產(chǎn)品一次交檢合格率、工序能力指數、質(zhì)量穩定性等進(jìn)行分析,從而指導優(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。
數字化調試,大大縮短調試周期
完成組裝的動(dòng)車(chē)組,出廠(chǎng)前必須進(jìn)行調試。
“調試就是對動(dòng)車(chē)組進(jìn)行功能符合性驗證,相當于‘體檢’,合格后動(dòng)車(chē)組才能出廠(chǎng)交付?!彪姎庹{試工藝師孫曉東告訴記者,調試試驗是動(dòng)車(chē)組出廠(chǎng)前的一道關(guān)鍵制造工序。
一列動(dòng)車(chē)組有16000多個(gè)試驗項點(diǎn),調試過(guò)程數據量龐大,流程復雜。依靠傳統的人工記錄、人工測試,很難突破調試效率的瓶頸。因此,數字化、自動(dòng)化正在成為動(dòng)車(chē)組調試線(xiàn)上的關(guān)鍵詞。
孫曉東介紹,他們對調試線(xiàn)進(jìn)行了數字化升級,建成了動(dòng)車(chē)組數字化調試線(xiàn)。這個(gè)數字化調試線(xiàn),實(shí)現了動(dòng)車(chē)組試驗記錄文件100%電子化交檔、試驗全過(guò)程數據100%存儲上傳。不僅如此,借助數字技術(shù)和智能化裝備,調試線(xiàn)還開(kāi)發(fā)了十余種自動(dòng)化調試設備,使動(dòng)車(chē)組的部分調試項點(diǎn)實(shí)現了自動(dòng)化調試。
“這些自動(dòng)化調試設備,能夠根據任務(wù)指令,自動(dòng)采集試驗數據,對試驗數據進(jìn)行自動(dòng)判斷,并自動(dòng)生成試驗結果?!睂O曉東說(shuō),目前實(shí)現自動(dòng)化試驗的調試項點(diǎn)已經(jīng)達到3000多個(gè)。
數字化調試線(xiàn)投入應用后,動(dòng)車(chē)組的調試效率大幅提高。一列8輛標準編組的動(dòng)車(chē)組,調試周期縮短了2天以上。
大數據護航,每年可預防故障隱患數百件
數字顯示,中車(chē)四方每天有1300多列動(dòng)車(chē)組運行在全國各地。這1300多列動(dòng)車(chē)組,每列車(chē)每天的運行狀態(tài)數據,都會(huì )實(shí)時(shí)傳回到企業(yè)數據中心。
基于大數據技術(shù),企業(yè)建成了動(dòng)車(chē)組智能運維平臺。在這里,大數據被應用到動(dòng)車(chē)組運維,成為護航動(dòng)車(chē)組運行安全的新“神器”。
“一列在線(xiàn)運行的動(dòng)車(chē)組,設有數千個(gè)數據測點(diǎn),傳感器實(shí)時(shí)采集列車(chē)的運行狀態(tài)數據,監測列車(chē)運行狀況,每10秒就向地面發(fā)送一次數據?!毙畔⑾到y運營(yíng)主管工程師王川告訴記者,企業(yè)利用動(dòng)車(chē)組運行實(shí)時(shí)數據,并融合列車(chē)的制造履歷數據、線(xiàn)路數據、運用數據、維修數據、自然環(huán)境數據等,應用大數據挖掘技術(shù)和人工智能算法,開(kāi)發(fā)出動(dòng)車(chē)組關(guān)鍵部件故障預測模型,能夠在發(fā)生故障之前對故障進(jìn)行預測、預警,從而提供維護建議。
“這種基于大數據的運維模式,將傳統被動(dòng)式的故障后維修或定期修,變?yōu)橹鲃?dòng)的預測性維護,從而能夠有效降低列車(chē)故障率,更好地保障行車(chē)安全,提高運維效率?!蓖醮ㄕf(shuō),目前,動(dòng)車(chē)組智能運維平臺已上線(xiàn)應用近100個(gè)故障預測模型,利用大數據技術(shù),每年能成功預防故障隱患數百件。
來(lái)源:《光明日報》