——对高速动车组制造中数字技术应用情况的调查
■本报记者 赵妮娜 本报通讯员 邓旺强
4月下旬，国家发展和改革委员会首次明确“新基建”范围，指出新型基础设施是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。
在高速铁路装备行业，高速动车组的研制早已向数字化转型，数字技术在以复兴号为代表的高速动车组制造和运用维护中拥有丰富的应用场景。可以说，我国的高速动车组制造已经进入“智造”时代。
智能设备联网联控，转向架数字化装配更安全
由400多种零部件组装而成的转向架是高速动车组的核心安全部件。高速动车组的电机和制动装置都安装在这里，装配质量极为重要。
在我国高速动车组核心研制基地之一的中车青岛四方机车车辆股份有限公司，转向架数字化装配线展示出了数字技术应用场景。他们借助物联网、智能传感、无线通信等技术，对数控机床、扭矩采集以及辅助装配为主的智能设备进行联网联控，实现了转向架制造数据的自动采集、自动判断和自动归集。
转向架数字化装配线常年采集记录数据，可对产品一次交检合格率、工序能力指数、质量稳定性等指标进行分析，实现生产流程和制造工艺优化。
“每一个螺栓用了多大扭矩、每个环节使用的工具、操作时间和负责人员……转向架装配中的每一个制造数据都会被采集记录。”中车四方公司转向架工艺师姚迪介绍道。
近万项的制造数据，包括人员信息、设备信息、物料信息、质量信息等等，形成转向架的数据化制造履历。转向架有了这个制造履历，所有的制造过程都被监控和记录，数据化、可追溯的功能能够更好地确保转向架的装配质量。
焊接数据每0.5秒上传一次，系统自动比对标准
在中车四方公司的动车组车体生产线上，焊接机器人正在焊接复兴号CR400AF型的车体，每0.5秒就有一组焊接数据上传到焊接管理中心。这是车体焊接数字化管理系统的智能管理场景。
焊接是复兴号高速动车组车体制造的关键工艺。一列动车组的上万道焊缝质量如何管控？中车四方公司车体焊接工艺师池浩瀚介绍，传统的焊接依靠焊工在焊完后进行自检、互检、巡检，无法对焊接过程进行实时监控；利用数字化技术建成的国内首个动车组焊接过程数字化管理系统，通过布设在焊机上的数据采集器，焊接管理系统能够实时采集焊接过程中的所有焊接参数，像焊接电压、电流等每0.5秒记录一次，并自动与标准参数进行比对，一旦出现超差自动报警。
焊接数字化管理系统通过对焊接数据的实时采集、自动判断、自动报警，实时监测车体焊接全过程，从而能够更好地保障焊接质量。
目前，在车体生产线上，焊接数字化管理系统联接了100多台焊机，复兴号CR400AF型高速动车组制造的每一道焊缝都实现了实时管控。
10余种自动化调试设备投用，3000多个项点自动试验
调试试验是动车组出厂前的一道关键制造工序。完成组装的动车组，出厂前必须进行调试。调试就是对动车组进行功能符合性验证，相当于“体检”，合格后动车组才能出厂交付。
一列动车组有1.6万个试验项点，调试过程数据量庞大，流程复杂。依靠传统的人工记录、测试，很难打破调试效率的瓶颈。
复兴号高速动车组制造企业对调试线进行数字化升级，建成了动车组数字化调试线。这个数字化调试线，实现了动车组试验记录文件100％电子化交档、试验全过程数据100％存储上传。不仅如此，借助数字技术和智能化装备，调试线还开发了10余种自动化调试设备，使动车组的部分调试项点实现了自动化调试。
“这些自动化调试设备能够根据任务指令，自动采集试验数据，对试验数据进行自动判断，并自动生成试验结果。”中车四方公司电气调试工艺师孙晓东说，“目前实现自动化试验的调试项点已经达到3000多个。”
数字化调试线投入应用后，动车组的调试效率大幅提高。一列8辆标准编组的动车组，调试周期缩短了2天以上。
100个故障预测模型预测性维护，每年预防故障数百起
动车组智能运维平台将大数据应用到动车组运维，成为护航动车组运行安全的“智慧大脑”。中车四方公司每天有1300多列动车组运行在全国各地，每列车每天的运行状态数据都会实时传回到企业数据中心。
一列在线运行的动车组设有数千个数据测点，传感器实时采集列车的运行状态数据，监测列车运行状况，每10秒就向地面发送一次数据。
企业利用动车组运行实时数据，并融合列车的制造履历数据、线路数据、运用数据、维修数据、自然环境数据等，应用大数据挖掘技术和人工智能算法，开发出动车组关键部件故障预测模型，能够在发生故障之前对故障进行预测、预警，从而提供维护建议。
“这种基于大数据的运维模式，将传统被动式的故障后维修或定期修，变为了主动的预测性维护，从而能够有效降低列车故障率，更好地保障行车安全，提高运维效率。”中车四方公司信息系统运营主管工程师王川说。
目前，中车四方公司动车组智能运维平台已上线应用近100个故障预测模型，利用大数据技术，每年成功预防故障数百起。
从车体焊接、转向架装配到总装调试，再到运维服务，数字技术让复兴号高速动车组实现了“智造”，实现了制造效率、产品质量和运营维护服务水平的持续提高。
复兴号高速动车组的制造企业都在持续提升数字技术水平，数字化应用场景在制造现场越来越多，推动了高速动车组制造的智能化升级。数字技术正成为智能轨道交通的新动能。
