智能制造助力高鐵企業提質增效

孫嘉玉，楊 松

（北京機械工業自動化研究所，北京 100120）

智能制造助力高鐵企業提質增效

孫嘉玉，楊 松

（北京機械工業自動化研究所，北京 100120）

以高鐵傳動裝置的核心部件生產為例，介紹對于人機共同作業裝配生產類型，如何利用信息技術和自動化技術的結合，提高裝配過程的作業效率，加強對工人操作控制，進一步提高產品穩定性。

智能制造；高鐵企業；裝配生產；信息化；自動化

0 背景

新一代信息技術與制造業深度融合，正在引發影響深遠的全球制造產業變革，形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點。各國都在加大科技創新力度，推動移動互聯網等先進信息技術與制造業深度融合。我國順應國際工業發展潮流，提出“中國制造2025計劃”，實現制造大國到制造強國的轉變，提升中國制造原生創造力和執行力，穩固我國制造業在國際市場中的地位。然而，與世界先進水平相比，我國制造業仍然大而不強，在自主創新能力、資源利用效率、產業結構水平、信息化程度、質量效益等方面差距明顯，轉型升級和跨越發展的任務緊迫而艱巨。

北自所聯合制造企業齊力打造智能制造新模式，與中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司聯合申報了智能裝配車間項目，該項目主要圍繞高速動車組齒輪傳動系統搭建涵蓋智能設計、智能運營和智能制造模塊的智能裝配車間。

1 企業概況

中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司（以下簡稱“戚墅堰所”）主要從事軌道交通裝備新材料、新工藝、新裝備、新技術的研究開發與產業化，是我國機車車輛材料及制造工藝的專業研究機構，軌道交通裝備關鍵零部件高科技產業化基地。戚墅堰所是具有自主知識產權的動車組齒輪箱驅動裝置企業。

2 高鐵生產“智能制造”項目

2.1 基本情況

戚墅堰所高速動車組齒輪傳動系統智能裝配車間項目是2015年智能制造專項項目，項目所屬軌道交通裝備領域，是《中國制造2025》的重點發展領域。北自所與戚墅堰所的合作為完成智能裝配車間的打造升級，提出了最佳的解決方案和實施計劃，助力智能制造項目順利進行。

齒輪傳動系統是高速動車組的動力傳動裝置，是高速列車轉向架的重要組成部分，負責將電機的動力傳送到列車上，讓列車實現高速奔跑，是高鐵列車核心部件。齒輪傳動系統結構較為復雜，對產品的質量和可靠性要求高，產品直接影響列車運行安全，因此通過“智能制造”的升級提高產品穩定性的需求極為迫切。

2.2 升級策略

經過對戚所齒輪傳動系統裝配工藝的分析，北自所為戚所裝配線的智能制造升級所做解決方案主要有以下三部分內容：加工設備、工具和測量設備的智能升級，裝配過程工步引導系統建設，智能感知控制系統建設。

2.2.1 設備智能升級

對于裝配過程用到的壓機、扳手、測量工具等進行智能升級，所有設備更換為可以通過wifi、藍牙等手段連接的智能設備，設備可以接收生產系統的指令自動選擇執行程序，同時可以實時采集設備加工、測量的數據，提交生產系統做出判斷。

2.2.2 裝配過程工步引導

結合齒輪傳動裝置的工藝特點，將齒輪裝配的每個工位操作動作設計為操作的工步。工人在操作工位進行裝配時，可以通過電子看板的方式獲取工步操作信息，并通過圖片、文件、視頻等方式將裝配作業指導書的內容展示給工人，對工人的操作進行指導，大大降低工人的操作失誤。

圖1 設備智能升級

工人每進行一步操作，操作過程需要用到的工具、量具會通過指示燈進行提示，對于智能壓機、智能扳手等設備直接接受工步引導系統發送的指令進行自動操作，并通過智能感知系統分析工人是否完成了要求動作，結果是否符合作業標準的要求，只有感知系統分析認為工人動作完全符合標準要求，才允許進行下一步的操作。

2.2.3 智能感知控制系統

智能感知系統通過傳感器的動作捕捉，視頻分析，智能設備數據，環境數據（溫度、濕度）等綜合性的分析判斷，獲取工人操作動作過程以及產生的結果，并對過程和結果的合理性進行分析判斷，對于不符合作業標準通過聲光報警提示工人做出調整，符合作業標準的進行一下步驟操作。

通過智能感知控制系統，最大限度的規范了工人操作的規范性，讓不能實現自動化的部分，能夠穩定可控，極大的提高了產品質量的穩定性。

3 結束語

面對當前的形勢，制造企業要審時度勢，冷靜思考，不盲目跟風。立足于企業的未來戰略和企業現狀，

圖2 工步引導系統

【】【】圍繞“降低成本”、“提高質量”、“提高效率”，通過智能制造手段，打造企業的可持續核心競爭力。傳統的制造企業在智能制造升級的問題上，要對企業的產品種類復雜度，產品工藝的復雜度進行充分的論證分析，以確定在智能制造升級中的策略。智能制造不可能一步到位，企業要根據自身的情況，以“整體規劃，分步實施，逐步精進”的思路，走好自身的智能制造升級道路。

Intelligent manufacturing helps high-speed rail companies improving quality and increasing efficiency

SUN Jia-yu, YANG Song

TP29

：A

1009-0134(2017)01-0047-03

2016-11-10

孫嘉玉（1981 -），女，四川人，本科， 主要從事工信部兩化融合試點、貫標、智能制造解決方案等項目以及移動終端行業智能工廠標準的起草工作。