智能制造助力高铁企业提质增效

孙嘉玉，杨 松

（北京机械工业自动化研究所，北京 100120）

智能制造助力高铁企业提质增效

孙嘉玉，杨 松

（北京机械工业自动化研究所，北京 100120）

以高铁传动装置的核心部件生产为例，介绍对于人机共同作业装配生产类型，如何利用信息技术和自动化技术的结合，提高装配过程的作业效率，加强对工人操作控制，进一步提高产品稳定性。

智能制造；高铁企业；装配生产；信息化；自动化

0 背景

新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的全球制造产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度，推动移动互联网等先进信息技术与制造业深度融合。我国顺应国际工业发展潮流，提出“中国制造2025计划”，实现制造大国到制造强国的转变，提升中国制造原生创造力和执行力，稳固我国制造业在国际市场中的地位。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。

北自所联合制造企业齐力打造智能制造新模式，与中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司联合申报了智能装配车间项目，该项目主要围绕高速动车组齿轮传动系统搭建涵盖智能设计、智能运营和智能制造模块的智能装配车间。

1 企业概况

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司（以下简称“戚墅堰所”）主要从事轨道交通装备新材料、新工艺、新装备、新技术的研究开发与产业化，是我国机车车辆材料及制造工艺的专业研究机构，轨道交通装备关键零部件高科技产业化基地。戚墅堰所是具有自主知识产权的动车组齿轮箱驱动装置企业。

2 高铁生产“智能制造”项目

2.1 基本情况

戚墅堰所高速动车组齿轮传动系统智能装配车间项目是2015年智能制造专项项目，项目所属轨道交通装备领域，是《中国制造2025》的重点发展领域。北自所与戚墅堰所的合作为完成智能装配车间的打造升级，提出了最佳的解决方案和实施计划，助力智能制造项目顺利进行。

齿轮传动系统是高速动车组的动力传动装置，是高速列车转向架的重要组成部分，负责将电机的动力传送到列车上，让列车实现高速奔跑，是高铁列车核心部件。齿轮传动系统结构较为复杂，对产品的质量和可靠性要求高，产品直接影响列车运行安全，因此通过“智能制造”的升级提高产品稳定性的需求极为迫切。

2.2 升级策略

经过对戚所齿轮传动系统装配工艺的分析，北自所为戚所装配线的智能制造升级所做解决方案主要有以下三部分内容：加工设备、工具和测量设备的智能升级，装配过程工步引导系统建设，智能感知控制系统建设。

2.2.1 设备智能升级

对于装配过程用到的压机、扳手、测量工具等进行智能升级，所有设备更换为可以通过wifi、蓝牙等手段连接的智能设备，设备可以接收生产系统的指令自动选择执行程序，同时可以实时采集设备加工、测量的数据，提交生产系统做出判断。

2.2.2 装配过程工步引导

结合齿轮传动装置的工艺特点，将齿轮装配的每个工位操作动作设计为操作的工步。工人在操作工位进行装配时，可以通过电子看板的方式获取工步操作信息，并通过图片、文件、视频等方式将装配作业指导书的内容展示给工人，对工人的操作进行指导，大大降低工人的操作失误。

图1 设备智能升级

工人每进行一步操作，操作过程需要用到的工具、量具会通过指示灯进行提示，对于智能压机、智能扳手等设备直接接受工步引导系统发送的指令进行自动操作，并通过智能感知系统分析工人是否完成了要求动作，结果是否符合作业标准的要求，只有感知系统分析认为工人动作完全符合标准要求，才允许进行下一步的操作。

2.2.3 智能感知控制系统

智能感知系统通过传感器的动作捕捉，视频分析，智能设备数据，环境数据（温度、湿度）等综合性的分析判断，获取工人操作动作过程以及产生的结果，并对过程和结果的合理性进行分析判断，对于不符合作业标准通过声光报警提示工人做出调整，符合作业标准的进行一下步骤操作。

通过智能感知控制系统，最大限度的规范了工人操作的规范性，让不能实现自动化的部分，能够稳定可控，极大的提高了产品质量的稳定性。

3 结束语

面对当前的形势，制造企业要审时度势，冷静思考，不盲目跟风。立足于企业的未来战略和企业现状，

图2 工步引导系统

【】【】围绕“降低成本”、“提高质量”、“提高效率”，通过智能制造手段，打造企业的可持续核心竞争力。传统的制造企业在智能制造升级的问题上，要对企业的产品种类复杂度，产品工艺的复杂度进行充分的论证分析，以确定在智能制造升级中的策略。智能制造不可能一步到位，企业要根据自身的情况，以“整体规划，分步实施，逐步精进”的思路，走好自身的智能制造升级道路。

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

孙嘉玉（1981 -），女，四川人，本科， 主要从事工信部两化融合试点、贯标、智能制造解决方案等项目以及移动终端行业智能工厂标准的起草工作。