軌道交通裝備的智能化、綠色化設計及制造

劉福貴

中車齊齊哈爾車輛有限公司 黑龍江齊齊哈爾 161002

1 序言

軌道運輸對國民經濟起到了重要的支撐作用，軌道交通裝備被稱之為“國之重器”，當前軌道交通裝備制造業(yè)已經被高度關注。在“互聯(lián)網+”和一系列產業(yè)轉型與升級政策的推動和引導下，鐵路行業(yè)的高鐵、機車及貨運車輛等制造業(yè)紛紛借助物聯(lián)網技術進行產品智能化提升。隨著信息化技術的快速發(fā)展和國家對綠色環(huán)保的重視，軌道交通裝備智能化和綠色環(huán)保技術也成為新的發(fā)展需求，貨運裝備產品逐漸把綠色環(huán)保意識融入到設計、制造和運用等環(huán)節(jié)中。我公司圍繞軌道交通裝備智能化和綠色環(huán)保技術，不斷創(chuàng)新，推出新技術、新產品、新服務，持續(xù)引領鐵路貨運裝備技術發(fā)展方向。

2 軌道交通裝備的智能化、綠色化產品設計

2.1 智能軌道交通裝備技術

隨著互聯(lián)網、大數(shù)據等技術的快速發(fā)展，國家及行業(yè)政策均提出了貨運智能化的長遠發(fā)展要求，智能貨車技術已成為新的發(fā)展趨勢和研究方向。運用現(xiàn)代信息技術和大數(shù)據分析技術，開展機車車輛等設備故障預測與全壽命周期健康管理技術研究，已經被確定為鐵路貨車產品的發(fā)展方向之一。我公司適應智能化、智慧化的發(fā)展趨勢，以神華鐵路KM82型漏斗車項目為切入點，聯(lián)合中車長江公司等單位，突破貨運裝備供電系統(tǒng)、車載傳感及監(jiān)測系統(tǒng)關鍵技術，深入開展鐵路智能貨車產品研發(fā)。已經開展制動性能監(jiān)測、頂蓋和底門狀態(tài)監(jiān)測等車輛智能監(jiān)測技術研究及應用，并且獲得良好效果。啟動開展車輛安全監(jiān)測及預警技術、貨物安全狀態(tài)和車內環(huán)境監(jiān)測等智能技術研究，進一步推進貨車產品智能化研發(fā)。借助物聯(lián)網技術，開展鐵路救援起重機產品智能化研究，搭建遠程監(jiān)控及維護系統(tǒng)，對位置信息、狀態(tài)信息及故障信息實行遠程動態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)對鐵路救援起重機的遠程定位、設備狀態(tài)實時運行監(jiān)控和遠程故障診斷等功能。

2.2 貨運裝備綠色環(huán)保技術

隨著國家對環(huán)境保護的重視和國民環(huán)保意識的增強，貨運裝備也將綠色環(huán)保意識融入到設計和制造等過程中。

近年來，煤炭運輸更多采用鐵路運輸方式，如日夜穿梭的大秦線運煤列車，采用敞車進行煤炭運輸雖然采取了噴灑抑塵劑、苫蓋篷布等一些防護措施，但仍不可避免地存在煤炭揚塵拋灑的問題（見圖1），既造成了煤炭資源的浪費，也污染了鐵路沿途的大氣以及水和土壤，持續(xù)地產生環(huán)境污染。針對煤炭運輸防塵問題迫切需要解決的現(xiàn)狀，國內積極研究煤炭運輸防塵環(huán)保技術，以適應綠色環(huán)保運輸需求。我公司與國家能源公司研制出25t軸重環(huán)保型煤炭運輸車（見圖2），在傳統(tǒng)運煤敞車結構基礎上，大膽創(chuàng)新，增設防塵環(huán)?；顒禹斏w，采取根治措施，通過運用考驗，有效地解決了多年困擾煤炭運輸?shù)膿P塵問題，減少甚至杜絕了煤炭運輸過程中所造成的煤炭資源浪費和環(huán)境污染問題，目前該技術處于國際先進、國內領先地位，必將為推動綠色發(fā)展做出貢獻。

圖1 鐵路運輸煤炭揚塵拋灑現(xiàn)象

圖2 25t軸重環(huán)保型煤炭運輸車

3 軌道交通裝備的智能化、綠色化制造工藝

3.1 智能化技術

智能化技術是當今制造業(yè)的一個重點發(fā)展方向，如在鐵路貨車制造領域中焊接機器人、搬運機器人和涂漆機器人大量應用在焊接生產線、造型生產線和涂漆生產線等，將人工勞動從重復的、繁雜的作業(yè)中最大程度地解放出來，通過精準的程序化、自動化獲得了優(yōu)質高效的貨車產品，同時很大程度上降低了人工成本。企業(yè)一般選取重點生產線推進智能化技術應用，我公司選取貨車轉向架組裝生產線實施智能化生產線建設（見圖3），引入自動識別技術、精準定位技術、智能檢測技術和網絡技術等新技術，實現(xiàn)三大件式轉向架組裝少人化生產，推進了智能化生產作業(yè)，顯著提高了生產效率和產品制造質量，極大地降低了制造成本。

圖3 轉向架生產線

3.2 綠色環(huán)保技術

推行先進的焊接工藝，減少焊接煙塵污染。鐵路貨車制造過程中焊接作業(yè)非常多，多年來，企業(yè)一直致力于焊接煙塵的治理。近年來，攪拌摩擦焊技術獲得廣泛應用，焊接作業(yè)時將攪拌頭插入工件待焊接部位，通過攪拌頭高速旋轉與工件之間的攪拌摩擦產生熱量，使該部位金屬處于熱塑性狀態(tài)，并在攪拌頭壓力下使焊接件壓焊在一起。攪拌摩擦焊作業(yè)不存在射線和電磁輻射危害，無焊接煙塵產生，無需煙塵治理及操作人員個人防護。通過在160km/h快速棚車全側開門鋁合金側門焊接作業(yè)等場合廣泛應用（見圖4），獲得良好效果。工件焊接質量良好，操作人員可以在良好的環(huán)境里進行焊接作業(yè)，實現(xiàn)了清潔文明生產。

圖4 160km/h快速棚車全側開門鋁合金側門攪拌摩擦焊作業(yè)

推行先進的涂漆工藝，減少漆霧排放污染。鐵路貨車制造過程中涂漆作業(yè)較多，多年來，企業(yè)一直致力于漆霧的治理，配備了成套的漆霧處理系統(tǒng)裝備，為此耗費了大量的資金。近年來，公司積極推行水性預涂底漆及清漆在鐵路貨車上的研究應用，目前已經完成在整車和零部件的生產應用。由于水性涂料揮發(fā)性有機化合物含量大大降低，屬于低污染的材料，極大地改善了作業(yè)環(huán)境，有利于防止火災的發(fā)生，大幅降低了環(huán)保投入，實現(xiàn)了清潔文明生產，保障了員工健康安全，體現(xiàn)了企業(yè)防治污染的社會責任。

4 結束語

把握國家交通強國，鐵路貨運增量行動歷史機遇，響應借助物聯(lián)網技術與應用進行產品智能化提升、推動綠色發(fā)展以及促進人與自然和諧共生等戰(zhàn)略部署，大力發(fā)展智能化技術、綠色軌道交通裝備產品技術，是滿足我國經濟社會高質量發(fā)展需求的重要手段。同時智能化技術、綠色制造技術的工藝應用，在降低產品制造成本、提高產品質量、提高生產效率、充分解放勞動力、降低人工成本、保障職業(yè)健康安全、實現(xiàn)節(jié)能減排及體現(xiàn)綠色環(huán)保等方面充分體現(xiàn)出諸多的優(yōu)越性。智能化、綠色環(huán)保的軌道交通裝備和與之配套的工藝智能化技術、綠色制造技術正成為我國軌道交通裝備發(fā)展的一個重要方向。