高速鐵路動車組的柔性制造探究

王顯習(xí) 于新成 劉云龍

摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，我國在鐵路機(jī)車的制造方面有了重大突破，真正做到與時代接軌，甚至超過世界先進(jìn)水平。在這種大環(huán)境下，不同軌道交通裝備柔性制造已經(jīng)得到當(dāng)前社會的廣泛關(guān)注。本文主要探討了動車組柔性制造的優(yōu)勢以及未來的設(shè)計(jì)方向，以期能為后續(xù)研究提供理論上的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 高速鐵路;動車組;柔性制造

【中圖分類號】F532 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.152

隨著我國高速鐵路的大面積使用，動車組必將會發(fā)展成為日后鐵路建設(shè)的核心。動車組的推廣使用能夠密切我國與其他國家之間的聯(lián)系，切實(shí)解決公共交通與鐵路產(chǎn)業(yè)運(yùn)營之間的矛盾，進(jìn)一步優(yōu)化我國的鐵路產(chǎn)業(yè)。

柔性制造已經(jīng)發(fā)展成為判斷系統(tǒng)對于市場適應(yīng)程度的主要依據(jù)，能夠有效增強(qiáng)企業(yè)的競爭實(shí)力。就我國高速鐵路事業(yè)而言，要想在激烈的國際競爭中獲得主動地位，就必須以更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝。所以動車組的柔性制造定會發(fā)展成為我國動車組制造的終極目標(biāo)。

1 我國鐵路機(jī)車發(fā)展現(xiàn)狀

面對日益增長的鐵路運(yùn)輸要求，我們主要采用兩種方式：①從國外引入電機(jī)車和客車，并引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)車車輛技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備。②加大對于機(jī)車車輛事業(yè)的資金投入力度，拓寬技術(shù)改造范圍。隨著動車組的推廣使用，大大提升了我國的客運(yùn)實(shí)力。但在面臨競爭激烈的旅客運(yùn)輸市場時，高速鐵路動車組應(yīng)重點(diǎn)提升列車的安全行駛速度及旅客乘車舒適度，來緩解來內(nèi)外部壓力。

2 動車組設(shè)計(jì)的商品化、國際化

在選擇高速鐵路車輛時，一般要遵循以下原則：①足夠大的牽引功率。②良好的經(jīng)濟(jì)性。③較高的安全性。④環(huán)保設(shè)計(jì)。動車組是使用額定的功率及加速力等方式牽引車輛，與普通用機(jī)車而牽引的列車相比具有突出優(yōu)勢。目前我國投入運(yùn)營的不同高速列車的結(jié)構(gòu)及參數(shù)都各不相同，形成這些差別的主要原因是：①我國動車企業(yè)在引進(jìn)高速鐵路車輛技術(shù)時所選擇的技術(shù)平臺各不相同。②國內(nèi)各動車組主機(jī)廠主要以之前的制造技術(shù)為基礎(chǔ)，自主研發(fā)了一系列不同速度車型的動車組產(chǎn)品。所以，在動車組的制造過程中，不可能采用統(tǒng)一的參數(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來開展生產(chǎn)工作。這不僅會大大延長部件制造周期，還會在很大程度上增加投資成本。面對越來越激烈的國際競爭環(huán)境，我國的動車組制造行業(yè)必須根據(jù)客戶的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，選擇科學(xué)的制造技術(shù)與參數(shù)，縮短制造周期與成本，努力占據(jù)市場的主動地位。

為滿足當(dāng)前的國際化制造要求，我國動車組制造行業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注以下問題：①速度問題。速度是動車組設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該重點(diǎn)考慮的關(guān)鍵性因素，需要全面了解當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候條件，切實(shí)滿足動車組的時速要求。②車體設(shè)計(jì)?？紤]訂單要求，設(shè)計(jì)出滿做客戶要求的車體設(shè)計(jì)方案。③成本要求。動車組制造的投入成本，將直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量，需要綜合考慮各方面因素。④機(jī)車安全性能要求。這是生產(chǎn)過程中最為重要的關(guān)鍵性因素，將直接影響到乘客的生命與財(cái)產(chǎn)安全，需要科學(xué)計(jì)算各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，切實(shí)保障產(chǎn)品質(zhì)量。

3 柔性化動車組的設(shè)計(jì)與制造

我國的動車制造企業(yè)應(yīng)以當(dāng)前的國際市場需求為依據(jù)，制定針對性設(shè)計(jì)方案與制造體系。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路已經(jīng)不符合現(xiàn)代綠色制造，低碳環(huán)保的時代要求，所以要摒棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路對于現(xiàn)代化制造的影響，進(jìn)一步提升動車設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性，合理安排設(shè)計(jì)制造周期，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

柔性制造系統(tǒng)是指適用于多品種、中小批量生產(chǎn)的具有高柔性化且自動化程度高的制造系統(tǒng)。柔性式提升競爭實(shí)力的關(guān)鍵因素，當(dāng)面對要求繁多的制造訂單時，企業(yè)可根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求將訂單進(jìn)行分類處理，還可利用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，在最短時間內(nèi)迅速反應(yīng)出合理的設(shè)計(jì)方案，計(jì)算出準(zhǔn)確的制造周期，并對生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)進(jìn)行任務(wù)分配。

柔性制造理念是集成制造與項(xiàng)目管理思想的結(jié)合，將生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化分配，密切各部門之間的溝通，真正做到分工明確，交流暢通，有效控制動車組生產(chǎn)進(jìn)度。與此同時，還要提升動車組各部件的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，加大成本控制力度，全面管理生產(chǎn)預(yù)算，優(yōu)化生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理和企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)集成。從生產(chǎn)設(shè)計(jì)各個環(huán)節(jié)的點(diǎn)，到生產(chǎn)線及產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期的管理的線，最后到生產(chǎn)物流及項(xiàng)目預(yù)算管理的面，柔性制造能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義的立體化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益。

4 柔性制造與機(jī)車安全性能

柔性制造已經(jīng)成為我國未來動車組制造的主要方向，同時也順應(yīng)了當(dāng)前國際自動化的發(fā)展潮流。進(jìn)行動車組的柔性制造可以對多品種、小批量生產(chǎn)方式進(jìn)行統(tǒng)一，有效提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。從產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值角度而言，柔性化制造能夠及時加工并生產(chǎn)動車組所需的零部件，在很大程度上降低使用毛坯量，減少資金投入成本。企業(yè)還可以充分使用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造與信息系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，大大提升機(jī)械設(shè)備利用率，縮短動車組制造整體周期，真正實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量生產(chǎn)。動車組的柔性制造還應(yīng)重點(diǎn)考慮車輛的安全性能，充分利用現(xiàn)有的制造經(jīng)驗(yàn)對實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行全面分析，利用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)搭建模型，并對其進(jìn)行深入探究，了解實(shí)際制造過程中可能存在的問題并提前做好補(bǔ)救方案，避免意外情況的發(fā)生，有效提升動車組制造質(zhì)量，確保機(jī)車車輛安全性能。

5 柔性制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展

目前，柔性制造系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為國際制造自動化技術(shù)的前沿科技，將為各生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益。主要包括安裝作業(yè)配套需求，及時開展零部件加工任務(wù)，減少毛坯量和庫存量，降低相應(yīng)流動資金所占比例，縮短整體制造工期，有效提升機(jī)械設(shè)備利用率，控制設(shè)備數(shù)量，縮小占地面積，可實(shí)現(xiàn)“無人化生產(chǎn)”，減少人力勞動，大大提升產(chǎn)品質(zhì)量。使動車組制造行業(yè)朝著高性能、優(yōu)品質(zhì)的方向發(fā)展，大大提升動車組設(shè)計(jì)制造水平，使我國動車組制造行業(yè)在激烈的國際競爭形勢中占據(jù)主動地位。

結(jié)束語：動車組的柔性制造是我國之后鐵路機(jī)車行業(yè)的主要發(fā)展方向，可以有效提升動車組生產(chǎn)質(zhì)量，確保其安全性能，降低生產(chǎn)周期與成本，充分展現(xiàn)綠色生產(chǎn)理念，有效解決我國鐵路產(chǎn)業(yè)與公共運(yùn)輸行業(yè)間存在的矛盾，切實(shí)提升我國鐵路機(jī)車企業(yè)在現(xiàn)代化制造行業(yè)中的市場競爭力，使我國鐵路產(chǎn)業(yè)真正走上了資源優(yōu)化利用的國際化發(fā)展道路。

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