智能機(jī)器人在動(dòng)車組檢修應(yīng)用前景分析

摘 要：高速動(dòng)車組檢修維護(hù)工作是高速動(dòng)車組運(yùn)行安全的保證，如何減輕高速動(dòng)車組檢修維護(hù)工作人工勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短動(dòng)車組休時(shí)、保證檢修質(zhì)量，提高動(dòng)車組運(yùn)用效率和安全是當(dāng)下重要研究課題。機(jī)輛車底智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，變動(dòng)車組“人檢人修”的工作模式為“機(jī)檢人修”的工作模式，有望提高高鐵檢修效率，但其真正投入到高鐵檢修實(shí)際工作中，還需要進(jìn)行多方改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;檢修;機(jī)器人;安全

據(jù)報(bào)道，2017年上海鐵路局組織召開的“神州高鐵‘機(jī)輛車底智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)評(píng)審會(huì)”，與會(huì)專家認(rèn)為：神州高鐵機(jī)輛車底智能巡檢機(jī)器人的投入使用，可以大幅度縮短軌道列車的檢修時(shí)間，有利于減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高巡檢的質(zhì)量和效率，同意通過(guò)評(píng)審。機(jī)輛車底智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用圖像特征識(shí)別技術(shù)和機(jī)器深度學(xué)習(xí)技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別圖像中體現(xiàn)的設(shè)備故障。具有先進(jìn)的圖像識(shí)別技術(shù)是否就能代替人工進(jìn)行巡檢作業(yè)，答案是否定的。具體原因分析如下。

一、動(dòng)車組檢查作業(yè)范圍及常見故障類型

動(dòng)車組有一套完善的維修體系，是動(dòng)車組設(shè)備達(dá)到規(guī)定的功能和技術(shù)狀態(tài)的根本保證，是列車安全高效運(yùn)行的前提。動(dòng)車組修程分為五個(gè)級(jí)別，機(jī)輛車底智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行的巡檢作業(yè)屬于一二級(jí)檢修范圍，一級(jí)檢修也稱為例行檢查，是在運(yùn)行整備狀態(tài)下，進(jìn)行易耗部件補(bǔ)充調(diào)整、對(duì)各部位部件進(jìn)行檢查，對(duì)偶發(fā)故障進(jìn)行維修處理。二級(jí)檢修是在一級(jí)修的基礎(chǔ)上增加部分檢修項(xiàng)目、擴(kuò)大檢修范圍、提高檢修程度，必要時(shí)停車使用進(jìn)行維修作業(yè)。

動(dòng)車組運(yùn)用檢修中常見故障類型有：

（1）視覺類故障，如制動(dòng)閘片磨耗到限、防松鐵絲斷、滲油漏水、部件折斷、螺栓松脫掉等。

（2）嗅覺類故障，導(dǎo)線短路、高溫?zé)龘p發(fā)出焦糊味道;減震器滲透液體味道;動(dòng)物尸體腐臭味道;管道破損溢出糞便味道等。

（3）聽覺類故障，風(fēng)管泄漏聲音、液體噴射聲音、部件摩擦、撞擊聲音等。

（4）觸覺類故障，局部溫差、異常震動(dòng)等。

二、動(dòng)車組檢查對(duì)作業(yè)人員的要求

在動(dòng)車組檢查過(guò)程中，作業(yè)人員不僅需要扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，還需要豐富的檢修經(jīng)驗(yàn)，要充分發(fā)揮眼耳鼻身手各器官的功能，全神關(guān)注按照作業(yè)程序及標(biāo)準(zhǔn)依次檢查各部位、各部件，并按照規(guī)定的動(dòng)車組順位記錄方法記錄故障，以便維修人員及時(shí)準(zhǔn)確處理故障。

三、智能檢修機(jī)器人在動(dòng)車組檢查過(guò)程中存在的不足分析

人工檢查高速動(dòng)車組時(shí)，依靠視覺檢查發(fā)現(xiàn)零部件的缺損、擦傷、松動(dòng)、超限等問題;依靠聽覺判斷不可視部位風(fēng)管路泄露;依靠嗅覺判斷設(shè)備過(guò)熱、短路燒損情況;依靠觸覺感知不可見部位油水的泄露。總之，人工檢查高速動(dòng)車組時(shí)，充分發(fā)揮人體的各項(xiàng)感覺器官功能，還有第六感官功能。智能檢修機(jī)器人具有深度學(xué)習(xí)技術(shù)能力，但是沒有聽、嗅、觸傳感器，也無(wú)法完成這些人工可以完成的工作。

（1）智能檢修機(jī)器人缺乏聽覺能力，無(wú)法完成風(fēng)管路泄露檢查，特別是制動(dòng)風(fēng)管路的檢查，大部分風(fēng)管路都布置在裙板內(nèi)不可見。

（2）智能檢修機(jī)器人缺乏嗅覺能力，不能完成設(shè)備過(guò)熱、燒損的檢查。車下有很多風(fēng)機(jī)、電機(jī)、電力干線，發(fā)生短路、燒損情況，發(fā)出糊味，人工可以憑嗅覺發(fā)現(xiàn)，智能檢修機(jī)器人缺乏嗅覺能力無(wú)法發(fā)現(xiàn)。

（3）智能檢修機(jī)器人缺乏觸覺，不能感知溫度等故障。如抗蛇行減震器活動(dòng)部位滲油，外面有橡膠護(hù)套無(wú)法直接視察，人工可以通過(guò)手感發(fā)覺，智能檢修機(jī)器人缺乏觸覺能力無(wú)法發(fā)現(xiàn)。如防松鐵絲在螺栓內(nèi)部斷裂，智能機(jī)器人也無(wú)法檢查。

（4）由于線路環(huán)境原因，雜物、污物經(jīng)常覆蓋應(yīng)檢查部件或部位，人工可以手動(dòng)清除雜物污物再檢查。如增壓缸、主空氣壓縮機(jī)的油窗被灰塵覆蓋，接地碳刷觀察窗被灰塵覆蓋等，不能觀察油位或碳刷磨耗情況時(shí)，人工用紗布擦拭觀察窗再觀察判斷油位、碳刷磨耗是否符合要求。針對(duì)這類情況，智能機(jī)器人通過(guò)圖像就會(huì)做出錯(cuò)誤判斷，需要人工確認(rèn)，降低檢修效率。

（5）由于目前線路環(huán)境還比較差，特別是既有線改造運(yùn)行動(dòng)車組，如京廣線，經(jīng)常發(fā)生紙巾、塑料布、紗布纏在夾鉗、電機(jī)、聯(lián)軸器等部位，影響列車制動(dòng)、電機(jī)散熱、車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)等，在檢查時(shí)必須人工清理。智能機(jī)器人對(duì)于這類問題恐怕無(wú)能為力。

四、智能檢修機(jī)器人不足之處解決辦法

在很多工廠流水線上或一些崗位上的機(jī)器人，能夠很好完成該崗位工作，充分發(fā)揮機(jī)器人專一、快速、準(zhǔn)確、不受情緒、時(shí)間、溫度影響的特點(diǎn)，較好提高勞動(dòng)效率和勞動(dòng)質(zhì)量。而動(dòng)車組巡檢作業(yè)相對(duì)復(fù)雜：檢查范圍廣、故障類型多、檢查手段各種各樣，智能機(jī)器人完成動(dòng)車組全面巡檢作業(yè)有難度。將智能機(jī)器人的檢查范圍縮小，形成專項(xiàng)檢查機(jī)器人，如螺栓檢查機(jī)器人、風(fēng)管泄露檢查機(jī)器人、油位檢查機(jī)器人等，就能發(fā)揮機(jī)器人的特長(zhǎng)，在保證安全的前提下，真正提高檢查質(zhì)量和勞動(dòng)效率，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

五、智能檢修機(jī)器人完善的建議

（1）增加機(jī)器人識(shí)別動(dòng)車組故障的方法類型。

（2）完善機(jī)器人檢查動(dòng)車組的功能結(jié)構(gòu)，如增加觀察窗擦拭、味道覺察、異物清除等功能。

（3）機(jī)器人設(shè)計(jì)完善人員不僅要深入動(dòng)車組檢修一線了解情況，還要加強(qiáng)與動(dòng)車組檢修運(yùn)用管理人員、研究動(dòng)車組檢修運(yùn)用工作的有關(guān)人員的交流溝通，全面理解動(dòng)車組檢修運(yùn)用的各項(xiàng)指標(biāo)要求。

機(jī)輛車底智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)如果在功能結(jié)構(gòu)上完善、檢修范圍上細(xì)化，充分發(fā)揮機(jī)器人高技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，會(huì)在高速動(dòng)車組的運(yùn)輸中發(fā)揮重要作用。

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