軌道交通：數(shù)字化管理確保運行安全

孫剛

進行生產(chǎn)車間改造，提高生產(chǎn)效率

開發(fā)智能業(yè)務(wù)系統(tǒng)，增強管理水平

提供車輛遠程運維，確保運行安全

軌道交通行業(yè)具有安全性能要求嚴格、產(chǎn)品種類多、專業(yè)化程度高的行業(yè)特征，面臨資源調(diào)配效率低下、車輛運維困難、客戶需求不斷提高等痛點，亟須加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，提升企業(yè)綜合實力。中車四方、中車株機、中車浦鎮(zhèn)等企業(yè)正以車輛遠程運維為切入點，加速推動軌道車輛向研發(fā)設(shè)計數(shù)字化、生產(chǎn)制造柔眭化、產(chǎn)業(yè)鏈管理一體化、車輛運維智能化等方向轉(zhuǎn)型?；诖?，我們深人剖析了軌道交通行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案，希望對行業(yè)發(fā)展有借鑒意義。

軌道交通生產(chǎn)制造向

柔性化方向轉(zhuǎn)變

（一）研發(fā)設(shè)計從實驗驗證向平臺仿真轉(zhuǎn)變

軌道車輛行業(yè)傳統(tǒng)研發(fā)設(shè)計是基于實地實驗驗證，耗費大量的人力、物力、財力，且效率較低?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建虛擬仿真環(huán)境，在賽博空間通過工況設(shè)置、參數(shù)輸入等進行虛擬仿真，不斷迭代優(yōu)化，將持續(xù)推動產(chǎn)品研發(fā)完善，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

（二）生產(chǎn)制造從大批量向柔性化轉(zhuǎn)變

近年來，我國軌道車輛行業(yè)正處在快速發(fā)展時期，軌道車輛供應(yīng)商規(guī)模持續(xù)擴大、供給能力不斷提升。但是，隨著市場趨向飽和，軌道車輛的產(chǎn)業(yè)需求逐漸升級，倒逼軌道車輛供應(yīng)商積極尋求轉(zhuǎn)型，探索車輛制造車間智能化改造，加速向柔眭化生產(chǎn)的方式轉(zhuǎn)變。

（三）業(yè)務(wù)管理從以人為主向精益化轉(zhuǎn)變

軌道車輛行業(yè)傳統(tǒng)的管理模式以^、為主，具有變動性太大、作業(yè)管理混亂、管理無法落地且追溯性差等弊端?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對業(yè)務(wù)流程進行實時把控，有利于打通部門之間、人機之間、設(shè)備之間的數(shù)據(jù)壁壘，推動生產(chǎn)制造透明化、部門合作協(xié)同化、資源調(diào)配高效化。

（四）設(shè)備運維從定時維修向按需維修轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的高速鐵路車輛運維按照里程數(shù)定時維修，大大增加了運維的時間成本、經(jīng)濟成本?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在線采集車輛運行實時數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過算法統(tǒng)計和模型分析，有利于發(fā)現(xiàn)車輛運行過程中的健康狀態(tài)和存在的問題，智能化安排維修計劃，保障車輛運行效率。

虛擬仿真平臺實現(xiàn)研發(fā)

設(shè)計迭代式優(yōu)化

（一）虛擬仿真

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建虛擬仿真平臺，在線上虛擬空間中進行工況模擬，實現(xiàn)研發(fā)設(shè)計迭代式優(yōu)化。一是建立仿真模型。通過賽博空間和物理空間的映射，展示車輛系統(tǒng)實時狀態(tài)。二是進行工況模擬。設(shè)立不同的線路，輸入工況參數(shù)，進行虛擬空間實驗，為物理實體提供參照。三是進行設(shè)計優(yōu)化。依托虛擬仿真得到的大量數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計分析，促進研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)迭代更新。

（二）協(xié)同制造

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通人與機器之間、機器與機器之間、產(chǎn)線與產(chǎn)線之間的信息壁壘，實現(xiàn)生產(chǎn)過程協(xié)同平衡。一是人機協(xié)同。對機器設(shè)備進行遠程監(jiān)測、指揮、維護，實現(xiàn)人機協(xié)同作業(yè)。二是設(shè)備協(xié)同。采集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)信息，通過大數(shù)據(jù)分析，對生產(chǎn)線進行智能化改造，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備最優(yōu)布局。三是產(chǎn)線協(xié)同?；谄脚_數(shù)據(jù)的計算分析、智能決策，統(tǒng)一調(diào)配生產(chǎn)要素，推動跨產(chǎn)線協(xié)同制造。

（三）產(chǎn)業(yè)鏈管理

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的有效管理，促進軌道交通行業(yè)資源配置優(yōu)化、服務(wù)能力提升。一是供應(yīng)鏈管理。建立供應(yīng)商關(guān)系維護、對接、交流平臺，嚴密把控市場動向，確保零部件高效供應(yīng)。二是制造鏈管理。加強生產(chǎn)制造過程的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、智能分析，提高生產(chǎn)車間的洞察力。三是服務(wù)鏈管理。根據(jù)客戶不斷升級的需求推出個性化產(chǎn)品，提高企業(yè)服務(wù)能力，塑造綜合競爭力。例如，中車信息技術(shù)有限公司建設(shè)“中車購”供應(yīng)鏈電子商務(wù)協(xié)同平臺，截至2017年7月，平臺交易總規(guī)模超過640億元，合格供應(yīng)商用戶總數(shù)超過2萬家。

（四）設(shè)備健康管理

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對軌道車輛設(shè)備進行深刻洞察、設(shè)備故障精準預(yù)測、事故風(fēng)險有效評估，按需安排維修計劃。

一是狀態(tài)監(jiān)測。通過傳感器等感知設(shè)備，采集車輛運行過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，實時進行狀態(tài)監(jiān)測。二是建模仿真。利用虛擬仿真平臺，進行不同工況的狀態(tài)模擬，從而不斷優(yōu)化車輛性能。三是大數(shù)據(jù)分析。結(jié)合工作日志、歷史故障、運行軌跡、實時位置等海量數(shù)據(jù)進行挖掘分析，判斷可能出現(xiàn)故障的時間和部位，實現(xiàn)預(yù)測性維護。

提高生產(chǎn)效率

確保運行安全

（一）進行生產(chǎn)車間改造，提高生產(chǎn)效率

一是依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，對車間全要素進行連接，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)過程透明化的制造全過程動態(tài)管控。二是基于大數(shù)據(jù)分析，對生產(chǎn)車間資源進行智能化調(diào)配，實現(xiàn)產(chǎn)線協(xié)同，提高生產(chǎn)資源利用率。三是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，對車間進行智能化改造，提高生產(chǎn)制造數(shù)字化水平。

（二）開發(fā)智能業(yè)務(wù)系統(tǒng)，增強管理水平

一是生產(chǎn)安全管理，對生產(chǎn)車間進行實時監(jiān)測，排查安全隱患，提供安全報警服務(wù)。二是質(zhì)量管理，利用傳感器、攝像頭等設(shè)備，對各工序進行質(zhì)量數(shù)據(jù)采集，進行質(zhì)量分析、售后質(zhì)量信息處置等工作。三是業(yè)務(wù)管理，開發(fā)基于平臺的—體化管理系統(tǒng)，打通供應(yīng)商、服務(wù)商、經(jīng)銷商等合作伙伴間的信息壁壘，提高管理效率。

（三）提供車輛遠程運維，確保運行安全

一是建立實時狀態(tài)感知系統(tǒng)，采集車輛運行過程中的參數(shù)信息，將收集的數(shù)據(jù)進行有效轉(zhuǎn)換和傳輸。二是建立車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)，直觀展示線上所有運行列車的速度、狀態(tài)、運營等參數(shù)，有效提升車輛的統(tǒng)籌、調(diào)度、管理效率。三是建立故障預(yù)警系統(tǒng)，進行健康狀態(tài)判斷、趨勢分析與異常情況自動報警。