浅析铁路货车新技术的应用

浅析铁路货车新技术的应用

王磊

哈尔滨铁道职业技术学院 黑龙江 哈尔滨 150000

摘要：由于铁路货车行业的局限性，行业整体制造技术水平不高。因此，在铁路货车行业实现自动化、信息化，再进行数字化、智能化转型，已经迫在眉睫。从结构特点、技术要求和制造角度来看，转向架的生产最具有率先开展数字化、智能化制造的必要性和可行性。本文主要介绍了铁路货车转向架生产车间智能化建设的指导思想、基本原则、建设目标、总体特征及工艺设计要点，并展示了部分目前取得的转向架生产线智能化建设的成果。实践表明，实施智能化产线建设，不仅能有效降低企业运营成本、产品不合格品率，还能有效缩短产品研制周期，同时提高生产效率和能源利用率。

关键词：自动化；铁路货车；应用

前言：作为铁路货车车辆走行部件，转向架具有结构复杂、零部件紧密的结构特点，并具有高精度、高可靠性的技术要求。转向架生产过程数字化产品设计及智能制造装备的应用，能够显著降低制造成本，提升产品质量。另一方面，从制造的角度来看，转向架的生产具有大批量、标准化的特点，最具有率先开展数字化、智能化制造的必要性和可行性。转向架数字化智能建设具有较高的投资回报率。

1.转向架智能化产线建设目标与内容

转向架智能化生产线建设目标包括以下内容：（１）制造过程的数字化。实现产品工艺、制造、服务全流程数字化虚拟化，确保各类信息传递的高效性和准确性，确保产品的高效、快速、柔性输出，缩短产品研发周期，降低生产成本；（２）制造装备的自动化。研制自动化制造装备，应用范围覆盖自动化专机、自动化产线、自动化传输线，提高生产效率，提升产品质量，提高企业制造过程的竞争优势；（３）生产方式的柔性化。实现从生产订单开始到产品产出的整个生产活动的数字化管控，优化生产执行过程中的事前计划、事中控制和事后分析与反馈；（４）企业管理的信息化。构建及时的、完整的、准确的、统一的企业数据源，重组客户、供应商以及企业内部组织的关系，重构生产体系中信息流、产品流的运行模式。为实现建设目标，可通过３个方面实施转向架生产智能化生产线建设：集成化生产管控系统建设；机械化、自动化、数字化生产线建设；精益一体化物流系统建设。

2.转向架生产智能化产线建设总体特征

2.1集成化生产管控系统

以制造执行系统（ＭＥＳ）为核心，集成产品数据管理、资源优化、计划调度、生产管理、现场管理、物流管理、质量控制、信息追溯、智能故障诊断等功能，实现整流程最优化生产，协同制造及产品质量的可追溯，全面提高制造过程竞争力。ＭＥＳ作为以生产制造环节为主要管理方向的信息系统，专注计划下达执行、生产过程的管理控制、质量管控、数据采集、快速响应，以及物流配送环节，能够显著提高车间生产过程管理水平。建立 ＭＥＳ系统与已有系统集成的信息平台，实现企业及车间信息流、物流有效集成，实现物流管理及生产管理有效交互，提高生产过程管理效率，协助企业建立以生产计划为驱动，以物料库存为核心，以条码为实物载体，以 ＭＥＳ系统为统一信息平台的高效生产过程管理机制，达到帮助企业解决现场管理薄弱环节，优化作业管控流程，提高生产过程信息采集效率，实现产品质量追溯，保证产品质量，降低制造成本的目的。

2.2先进信息采集及质量追溯手段

全面推行一维条码、二维条码、 ＲＦＩＤ等自动识别手段，为转向架每个零部件分配唯一标识号，建立产品电子履历，以方便产品追溯和识别，从而有效防止错装、漏装等现象的发生，提高产品质量控制水平。

（１）通过条码识别技术应用，结合 ＭＥＳ系统功能应用，实现加工制造过程的数字化管理。

（２）以数字化手段、 ａｎｄｏｎ技术实现生产现场的快速响应及管理。

（３）以信息化手段管理计划的制定、评审、下达、执行、反馈，计划排程，物料齐套性分析。

2.3机械化、自动化生产线

数字化车轴生产线、车轮生产线、轮对组装生产线、轮轴组装生产线、摇枕组装生产线、侧架组装生产线以及转向架组装生产线。实现生产机械加工自动化、装配过程自动化、物料传送自动化、过程检测自动化，提高了转向架制造装备机械化、自动化、数字化水平。

（１）转向架生产机械化、自动化、数字化产线总体设计、分步实施，采取点、线、面三步走的方式进行建设。

（２）充分运用精益管理相关理念进行产线设计，实现产线的工位制节拍化生产，实现产线的一个流作业，从源头上减少产线上各种浪费的产生。

（３）充分发挥信息化系统的互联互通作业，实现机器之间、机器与系统之间、机器与产线之间、产线之间、车间之间的互联互通。

2.4精益一体化物流系统

通过精益物流拉动系统的建设，固化精益生产理念，降低库存量，提高物料周转率，提升集约物流与生产车间的物料交接及时率和准确率，推动精益化生产

水平。转向架物流系统建设包含物流系统和物流设备集成两部分。物流系统包含供应链协同平台建设、仓库管理系统（ＷＭＳ）和物流执行系统（ＬＥＳ）等系统，物流设备集成 包 含 自 动化 立体仓库、标 准 包 装 与 器 具、ＡＧＶ、 ＲＧＶ等设备。

3.转向架生产线智能化成果

3.1车轴生产线

车轴自动生产线柔性化程度高，可以实现对各类车轴的加工和自动传输，完全实现无天车作业；配置了机器视觉系统，对车轴编号自动识别，融入ＭＥＳ系统，实现无纸化作业；车轴自动生产线其布局和设计理念先进，工作环境简洁开阔，传输快速高效，信息化程度高，特别是车轴机械手为自主开发研制，高度自动化、信息化、具有记忆和提示等人机功能，在业内技术领先。

3.2侧架组成、摇枕组成组装生产线

侧架组成、摇枕组成组装生产线采取流水线的形式布置，随行夹具夹持工件逐工位流转；传输线采用地坑回转的方式循环流转，不占用地面空间；上、下料配置了自动机械手，具有升降、旋转、夹持和正反走行的自动和手动功能；配备了摇动座自动组装机器人，配置永磁电磁铁吸持工装，配置视觉系统，实现了摇动座自动组装，机械手与侧架组装流水线联网，确保自动控制，安全可靠。

3.3转向架组装生产线

转向架组装生产线采取流水线的形式布置，传输线采用地坑回转的方式循环流转，柔性化组装思维，实现了转Ｋ５型和转Ｋ６型转向架快速转型生产；摇枕组装、侧架组装生产线下料控制系统与转向架组装生产线自动连接，采用步进式自动同步传送装置和ＲＧＶ传送装置，由转向架生产信息化系统集中控制，实现了转向架组装工序自动传输、自动转序，实现了侧架组装、摇枕组装、转向架组装生产线的“三线合一”。

4.结语

公司在实施生产线智能化建设后，整个转向架车间焕然一新，环境整洁卫生；产线布置合理有序，生产节拍匹配率大幅提升；人流、物流、工艺流相互融合，生产顺畅；用工人数大幅减少，经济效益显著。可见，实施智能化产线建设，不仅能有效降低企业运营成本、产品不合格品率，还能有效缩短产品研制周期，同时提高生产效率和能源利用率，对企业来说是一举多得的好事。智能化产线建设还将在其他车间实施，后续应持续开展自动化生产线、自动化物流技术、信息化管理系统工艺研究，做到苦脏累的工作机械化、简单重复的工作自动化。以补齐生产短板、优化工艺、提高生产效率、提高产品质量、降低工人劳动强度为基本原则，优先选取体现典型结构和工艺的项目示范应用，探索适合铁路货车智能化产线建设的模式和方法。

参考文献