隨著新基建熱潮的興起，數字技術正成為眼下的熱詞。
高速動車組是大國重器。今天，“復興號”奔馳在祖國廣袤的大地上，以時速350公里的運營速度領跑全球，在“復興號”動車組的制造過程中，從車體焊接、轉向架裝配到總裝調試、運行維護，數字技術在背后扮演著至關重要的角色。
數字化焊接，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），動車組車體生產線上，正在焊接的車體，每0.5秒就有一組焊接數據上傳到焊接管理中心。這是車體焊接數字化管理系統的場景。
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？
車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行自檢、互檢、巡檢，無法對焊接過程進行實時監控。中車四方通過數字化技術，建成了國內首個動車組焊接過程數字化管理系統。通過布設在焊機上的數據采集器，焊接管理系統能夠實時采集焊接過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，并自動與標準參數進行比對，一旦出現超差自動報警。
“焊接數字化管理系統就像一雙‘火眼金睛’，通過對焊接數據的實時采集、自動判斷、自動報警，實時地‘監視’車體的焊接過程，實現了對焊接的‘過程管控’，從而能夠更好地保障焊接質量。”池浩瀚說。
目前，在車體生產線上，焊接數字化管理系統連接了一百多臺焊機，動車組車體的每一道關鍵焊縫都實現了實時管控。
數字化裝配，讓制造過程可追溯
轉向架相當于列車的“腿腳”，是動車組的關鍵核心部件。轉向架工藝師姚迪說，一個轉向架有400多種零部件，從上線裝配到完成制造，會產生近萬項制造數據。他們通過轉向架數字化裝配線，借助物聯網、智能傳感等技術，以數控機床、扭矩采集以及輔助裝配為主的智能設備進行聯網聯控，實現了轉向架制造數據的自動采集、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？轉向架裝配中的每一個制造數據，都會被精確采集記錄。”姚迪告訴記者，近萬項的制造數據，包括人員信息、設備信息、物料信息、質量信息等，形成一個轉向架的電子化“制造履歷”。有了這個制造履歷，實現了制造過程的可追溯。
制造過程可追溯，可以更好地保障轉向架的裝配質量。同時，基于裝配大數據，能夠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制造工藝，提高制造效率和產品質量。
數字化調試，大大縮短調試周期
完成組裝的動車組，出廠前必須進行調試。
“調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。”電氣調試工藝師孫曉東告訴記者，調試試驗是動車組出廠前的一道關鍵制造工序。
一列動車組有16000多個試驗項點，調試過程數據量龐大，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、自動化正在成為動車組調試線上的關鍵詞。
孫曉東介紹，他們對調試線進行了數字化升級，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，借助數字技術和智能化裝備，調試線還開發了十余種自動化調試設備，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，自動采集試驗數據，對試驗數據進行自動判斷，并自動生成試驗結果。”孫曉東說，目前實現自動化試驗的調試項點已經達到3000多個。
數字化調試線投入應用后，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數據，都會實時傳回到企業數據中心。
基于大數據技術，企業建成了動車組智能運維平臺。在這里，大數據被應用到動車組運維，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，設有數千個數據測點，傳感器實時采集列車的運行狀態數據，監測列車運行狀況，每10秒就向地面發送一次數據。”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實時數據，并融合列車的制造履歷數據、線路數據、運用數據、維修數據、自然環境數據等，應用大數據挖掘技術和人工智能算法，開發出動車組關鍵部件故障預測模型，能夠在發生故障之前對故障進行預測、預警，從而提供維護建議。
“這種基于大數據的運維模式，將傳統被動式的故障后維修或定期修，變為主動的預測性維護，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用近100個故障預測模型，利用大數據技術，每年能成功預防故障隱患數百件。
中車青島四方機車車輛股份有限公司是中國高鐵列車核心研制基地，在其車體生產線上，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應用場景。
中車四方車體焊接工藝師池浩瀚說，傳統焊接依靠焊工在焊完后自檢、互檢和巡檢，無法實時監控焊接過程。中車四方利用數字化技術，建成動車組焊接過程數字化管理系統。通過在焊機上布設數據采集器，焊接管理系統能實時采集焊接過程所有參數，包括焊接電壓、電流等，并自動與標準參數比對，一旦出現超差自動報警。
“焊接數字化管理系統連接了100多臺焊機，動車組車體的每道關鍵焊縫都實現了實時管控。”池浩瀚說，“焊接過程數字化管理系統就像‘火眼金睛’，能更好地保障焊接質量。”
轉向架相當于列車“腿腳”，是動車組核心部件。一個轉向架有400多種零部件，從上線裝配到完成制造，會產生近萬項制造數據。
中車四方轉向架工藝師姚迪介紹，中車四方建成了轉向架數字化裝配線，借助物聯網、智能傳感、無線通信等技術，將數控機床、扭矩采集等智能設備進行聯網聯控，實現了轉向架制造數據的自動采集、自動判定和自動歸集。
姚迪說，轉向架裝配中的近萬項制造數據，包括人員信息、設備信息、物料信息、質量信息等，都被精確記錄，匯總成轉向架電子化“制造履歷”，實現了制造過程可追溯。
動車組出廠前必須進行調試，而一列動車組有1.6萬多個試驗項點，調試過程數據量龐大，流程復雜。依靠傳統人工記錄、人工測試，很難突破調試效率瓶頸。
中車四方電氣調試工藝師孫曉東說，中車四方建成動車組數字化調試線，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。同時，借助數字技術和智能化裝備，中車四方開發了十余種自動化調試設備，使動車組部分調試項點實現自動化調試。目前實現自動化試驗的調試項點達到3000多個。
數字化調試線投入應用后，一列8輛標準編組動車組，調試周期縮短2天以上。
此外，數字技術也應用到中車四方動車組的運營維護中。每天有中車四方制造的1300多列動車組在全國各地運行，所有動車組每天的運行狀態數據，都會實時傳回企業數據中心。
“一列在線運行的動車組，設有數千個數據測點，傳感器實時采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。”中車四方信息系統運營主管工程師王川說。
中車四方利用動車組運行實時數據，并融合列車的“制造履歷”數據、線路數據、運用數據、維修數據、自然環境數據等，應用大數據挖掘技術和人工智能算法，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。
“這種基于大數據的運維模式，將傳統被動式的故障后維修或定期修，變為主動預測性維護，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。”王川說。
目前，中車四方動車組智能運維平臺已上線應用近100個故障預測模型，利用大數據技術，每年成功預防數百個故障隱患。
中車四方表示，將以產品全壽命周期管理為核心，持續提升數字技術水平，推進動車組制造“數字+”“智能+”升級，為軌道交通裝備高質量發展增添新動能。
來源：光明日報，新華社
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