高速動車組車體智能制造新模式研究與應(yīng)用

高治

摘要：高速動車組車體智能項目，對制造作業(yè)提出新的要求，在現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展下，在項目研究期間，引入信息技術(shù)和智能技術(shù)，提升動車組內(nèi)部制度系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性，并且利用現(xiàn)代技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計系統(tǒng)，借助智能制造單元，提升車體制造工藝水平。通過高速動車組車體智能制造項目，加強(qiáng)動車組信息采集物流配送、質(zhì)量控制等工作，從而形成新型高速動車體制制造模型。

關(guān)鍵詞：高速動車組;車體;智能化;制造

0 ?引言

高速動車組車體智能制造研究工作，整合工藝設(shè)計系統(tǒng)、數(shù)字化研發(fā)模塊、數(shù)字化制造過程系統(tǒng)、核心智能裝備，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集、整理、分析數(shù)據(jù)的能力，在豐富的數(shù)據(jù)支持下，構(gòu)建仿真驗證、數(shù)字化模型，提升高速動車組車體智能制造項目研發(fā)的水平，完成數(shù)字化制造過程全程管理，從而使研究工作向精益化、可視化、數(shù)字化方向過渡，提升業(yè)務(wù)運轉(zhuǎn)效率，加強(qiáng)車體制造生產(chǎn)線的工作水平。

1 ?車體的智能制造模式

高速動車組車體智能制造項目，需要結(jié)合關(guān)鍵工藝裝備技術(shù)，在系統(tǒng)框架下，實現(xiàn)高速動車組智能制造作業(yè)，使系統(tǒng)向信息化、數(shù)字化、智能化、柔性化方向發(fā)展，優(yōu)化生產(chǎn)制造車體模式，加強(qiáng)高鐵制造行業(yè)對成本的管控力度，使制造水平大幅度提升，這也是高鐵制造工作質(zhì)量，符合規(guī)定要求的重要保障。

1.1數(shù)字化研發(fā) ?在高速動車組車體智能化作業(yè)過程中，需要以制造工藝過程為主線，同時還應(yīng)該考慮到車體制造的工藝裝備、性能、技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容，明確相關(guān)要求，并通過信息化技術(shù)，建立工藝設(shè)計系統(tǒng)，加強(qiáng)數(shù)字化研發(fā)力度，從而有效的開展工業(yè)設(shè)計工。除此之外，還需要借助信息平臺，使用軟件收集整理數(shù)據(jù)，為公益設(shè)計、生產(chǎn)工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這樣可以加快工作效率，縮短周期，為企業(yè)贏得時間，從項目中獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。

1.2 數(shù)字化制造過程管理體系 ?數(shù)字化制造過程管理系統(tǒng)是高速動車組車體智能化生產(chǎn)的重要子系統(tǒng)，在信息化技術(shù)的加持下，建立數(shù)字化制造過程管理系統(tǒng)，完成動車組制造過程中設(shè)備質(zhì)量調(diào)度、生產(chǎn)能效管理工作，結(jié)合智能技術(shù)，提升動車組制造水平，加快車體生產(chǎn)效率，借助可視化技術(shù)完成全過程閉環(huán)管理。

1.3 制造裝備、技術(shù) ?高速動車組車體智能項目，以智能技術(shù)為制造研發(fā)工藝的重要技術(shù)，明確關(guān)鍵工藝、裝備性能、技術(shù)參數(shù)等要求，同時掌握各環(huán)節(jié)的工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)，加強(qiáng)管理數(shù)據(jù)與工位之間的匹配度，借助柔性化管理，提升測量技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、柔性技術(shù)、伺服技術(shù)在高鐵動車組作業(yè)期間的管理水平。

高鐵動車組研發(fā)項目需要了解柔性化工裝內(nèi)容，明確車體大部件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行車體焊接加工等工作，并利用自動技術(shù)、信息化技術(shù)、協(xié)同作業(yè)技術(shù)，提升單元裝備性能，從而加強(qiáng)高鐵動車制造的柔性化生產(chǎn)水平，保證關(guān)鍵部位研發(fā)工作順利進(jìn)行。

在組中焊接中通過柔性化制造單元，使生產(chǎn)線作業(yè)按照要求執(zhí)行，實現(xiàn)車體大部件柔性化生產(chǎn)快速換模工作。在工業(yè)需求的基礎(chǔ)上，還需要逐步完善裝配、加工、打磨、測量等工作，提升生產(chǎn)作業(yè)的智能程度，在柔性化制造裝備與技術(shù)高速發(fā)展下，根據(jù)動車組制造要求，在最短的時間內(nèi)完成車體大部件識別、下料、打磨、測量、加工等工作，在提升總成生產(chǎn)效率同時，還能在極大程度上提高制造作業(yè)水平，減少不良產(chǎn)品數(shù)量。

1.4 綠色智能制造單元 ?在高鐵動車組智能制造項目中，需要結(jié)合國家對制造行業(yè)提出的要求，將制造作業(yè)向綠色方向發(fā)展，結(jié)合國家提出的可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合智能制造技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、協(xié)同作業(yè)技術(shù)、測量技術(shù)、信息化技術(shù)，研制出智能化車體焊縫機(jī)器人，并根據(jù)機(jī)器人需要完成的工作，完善應(yīng)用系統(tǒng)提升程序參數(shù)的精準(zhǔn)度，同時還應(yīng)該了解車體制造技術(shù)要求，實現(xiàn)質(zhì)量檢測與車體表面處理為一體的制造單元，加強(qiáng)制造作業(yè)的節(jié)能、環(huán)保水平，提升制造作業(yè)的自動、智能程度，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感技術(shù)，提升高鐵動車組車體整體生產(chǎn)效率，從而保證動車組制造作業(yè)，在智能化技術(shù)作業(yè)下，有效的控制產(chǎn)品的不良率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。圖1為列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)示意圖。

2 ?智能裝備應(yīng)用

在我國現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展下，推進(jìn)高鐵動車組車體智能制造項目，仍然有很多工作需要跟進(jìn)，從而才能提升我國高鐵動車組智能制造水平。在數(shù)字化工廠與智能制造興起的背景下，我國還應(yīng)該獲取以往動車組制造工作的經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，收集研究數(shù)據(jù)，觀察動車系統(tǒng)的信息交換能力，關(guān)注高鐵列車組項目推進(jìn)期間，質(zhì)量控制、生產(chǎn)制造、工藝開發(fā)以及物料管理等工作，確保數(shù)字化水平與當(dāng)前技術(shù)相符，提升工作效率。

2.1 智能機(jī)器人 ?高速動車組車體生產(chǎn)線涉及眾多內(nèi)容，為了保證各生產(chǎn)制造作業(yè)順利進(jìn)行，在項目研發(fā)期間，整合高精度測量、傳感裝備、數(shù)控加工設(shè)備、智能機(jī)器人以及柔性化技術(shù)，服務(wù)各生產(chǎn)線工作，提升生產(chǎn)作業(yè)智能水平，使工位的制造工作可以按照規(guī)定要求，使產(chǎn)品具備高度的一致性。與此同時，智能機(jī)器人在高速動車組車體制作工作中表現(xiàn)優(yōu)異。

焊縫打磨機(jī)器人采用中空型拼焊結(jié)構(gòu)，明確工藝要求，在打磨過程中將產(chǎn)生用力集中在焊接位置，進(jìn)行打磨處理，同時焊接打磨機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)對工件柔性工裝、控制系統(tǒng)、工件定位系統(tǒng)、打磨工具都有較高的要求，焊縫打磨機(jī)器人可以在高精度的數(shù)調(diào)整下，代替人工作業(yè)，不僅能獲得良好的作業(yè)效果，還可以提升制造工作效率。

在網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建后，制造管理工作可以憑借管理制造系統(tǒng)，及時獲取任務(wù)信息，從而完成機(jī)器人打磨作業(yè)，靈活地選擇刀具，完成打磨作業(yè)要求。另外，鋁合金焊接機(jī)器人、測量機(jī)器人、數(shù)字化投影定位機(jī)器人，都是高鐵動車組進(jìn)行制造工作的重要組成部分，在焊縫跟蹤系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的作用下，可以通過感知器了解部件位置，并根據(jù)工藝要求，對車體側(cè)墻、端墻進(jìn)行作業(yè)，測量焊縫尺寸，明確焊縫位置，根據(jù)獲得的信息、工藝參數(shù)，調(diào)整焊機(jī)的電壓、電流，確定焊接軌跡，從而完成焊接作業(yè)，并提升焊接工作的質(zhì)量。

2.2 高精度測量傳感裝備 ?在高鐵動車組作業(yè)期間，高精度側(cè)重傳感裝備，通過光纖投影技術(shù)、視覺測量實現(xiàn)自由曲面檢測，突破單點采樣的限制，借助數(shù)字模擬裝備，根據(jù)工藝要求，實施監(jiān)控車體供應(yīng)尺寸，并在工藝改進(jìn)技術(shù)的支持下，借助豐富直觀的數(shù)據(jù)查詢功能，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的處理能力，并支持各類數(shù)據(jù)的調(diào)取、輸出，通過做個數(shù)據(jù)比對確定施工精度，在此基礎(chǔ)上開展動車組制造工作，可以保證制造誤差在允許范圍內(nèi)。在高精度測量傳感裝備支撐下，使生產(chǎn)線工作向柔性化、自動化、智能化方向過渡，利用數(shù)據(jù)采集以及信息平臺，加強(qiáng)制造全過程的控制能力，使制造工作具備及時反應(yīng)、快速處理、準(zhǔn)確感知等特征，讓高速動車組車體制造完成手工半自動，向精益化、高效化自動化方向轉(zhuǎn)變，提升高速動車組制造水平。

3 ?結(jié)語

高鐵動車組車體智能制造項目，應(yīng)該思考智能制造的新模式，提升企業(yè)成本管控力度，將項目的利益最大化。為此，企業(yè)需要改變以往生產(chǎn)制造管理觀念，結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，創(chuàng)新制造模式，提升企業(yè)的核心競爭力，這也是高鐵動車組制造作業(yè)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的重要保證;其次，需要建立現(xiàn)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，明確業(yè)務(wù)內(nèi)容，構(gòu)建科學(xué)的業(yè)務(wù)流程體系，優(yōu)化經(jīng)營內(nèi)容，打造信息生態(tài)環(huán)境，提升制造工作執(zhí)行效率;最后，應(yīng)該加強(qiáng)高鐵動車組制造智能水平，構(gòu)建數(shù)字化工廠，實時收集生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)整理力度，并根據(jù)反饋的信息，完善產(chǎn)品設(shè)計內(nèi)容，優(yōu)化產(chǎn)品整體性能。

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