中国轨道交通车辆制造企业智能制造发展方向和建设思路探索

艾龙

摘要：轨道交通是我国极具发展前景的高端产业，智能制造的发展，使得我国的轨道交通开始面临新一轮的机遇。本文基于智能制造，结合以中国中车为代表的轨道交通车辆制造现状，对轨道交通车辆制造企业实行智能制造的方向与思路进行探索。

关键词：轨道交通；车辆制造；智能制造；发展方向；建设思路

1智能制造

智能制造这一概念源于对人工智能的研究，一般认为智能制造是一种人类专家与智能机器共同组成的人机一体化智能系统。基于智能机器的设计理念，智能制造在实现的过程中能够进行诸如分析、判断、推理、决策等智能活动，在实践中不断扩充知识库，收集周围的环境信息与自身的状态信息，利用自学功能实现行为规划与分析决策。从某种意义上来说，智能制造是对自动化制造的一种扩展，使得制造过程更加智能化和集成化。

智能制造自问世以来就在世界范围内兴起。1989年日本提出了智能制造系统，并于五年后启动了先进制造国际合作研究项目；1994年欧洲联盟启动了新的R&D项目，选择了39项核心技术，其中三项突出了智能制造的位置。上世纪80年代末，我国也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题。智能制造是制造技术发展的必然，是自动化、集成技术深度发展的结果。美国的工业互联网、德国的工业4.0以及中国制造2025等一系列智能制造战略，都说明了未来制造业的发展方向——智能制造。

2智能制造走向轨道交通

2.1轨道交通的新机遇

当前形势下社会经济发展迅猛，但各类问题的出现在一定程度上阻碍了绿色可持续发展进程，如环境污染、资源紧缺、交通拥堵等。问题凸显的同时，世界各国也都将发展高效、绿色、安全的新型轨道交通作为公共交通发展的主导方向，全球正出现以新能源、新材料、网络技术、智能制造为代表的新一轮技术革命。近几年来，全球轨道交通技术不断创新，轨道交通装备市场增长态势迅猛。

我国在经历60余年的发展后，已形成自主研发、配套完整、设备先进、规模经营的轨道交通装置制造体系，集研发、设计、试验、制造、服务于一身。在高速、便捷、环保、重载技术路线的推进下，我国高速动车组已经取得了辉煌成就，但我国的轨道交通装备制造仍然还存有短板，与世界先进水平的差距依然存在，轴承系统、信号系统仍然需要依靠国外的先进技术。要缩小轨道交通车辆制造的技术差距，抓住智能制造这一新的机遇，提升轨道交通装备整体制造水平是有效途径和重点方向。

2.2轨道交通的智能制造

结合“中国制造2025”中我国制造业智能化、绿色化、服务化、国际化的发展趋势，轨道交通的发展必须推进数字化、智能化制造，实现轨道交通车辆智能制造。在研发过程中，坚持自主创新，激发产学研合作，以基础零部件、核心装备、关键材料、系统软件等关键领域为重点，突破和掌握一批关键核心技术；在制造过程中，借助大数据系统和云服务技术促进生产制造、检测检验等环节朝着数字化和智能化的方向发展。与此同时，推广智能制造的关键技术和核心支撑软件，不断提升轨道交通车辆制造的智能化水平。

3中车集团的智能制造

驱动高铁飞速行驶的秘密在于列车的变流器，这枚小小的IGBT芯片相当于高铁的大脑，能够处理超高电压，在极短的时间内实现数十万次电流开关动作。但这项技术自诞生以来一直被德国、日本等把控。2008年，株洲中车时代电气股份有限公司成功收购英国DynexSemiconductor的75%股权，并于英国成立海外研发中心，成为我国首家全面掌握IGBT芯片技术研发、模块封装、测试、系统应用的企业。2014年，我国首条8英寸IGBT专业芯片生产线于株洲投产，打破了国外对IGBT技术的垄断。中车集团用了不到8年的时间达到国外同行30年的水平，通过技术创新形成了自己的特色。

在实现智能制造的过程中，中车集团推出了自己的智慧代表作——“复兴号”，受到社会各界的称赞。列车安装的2500余个传感器实现了列车运行状况的智能化监测；融合诸如卫星技术等先进技术实现了用户的智能化体验；基于人工智能的实时决策、分析系统实现了驾驶行为的自主分析与异常状态的报警。此外，2017年推出的智轨列车实现了虚拟轨道上的无人驾驶。

株洲中车时代电气股份有限公司拥有全球最大的轨道交通电传动生产制造车间，生产列车的核心部件，其中包含我国首条轨道交通智能制造生产线，以人、机高度协同的方式作业。除了车间的智能制造，中车集团还配备了大型的物流车间实现原材料的供应，指挥中心实时显示物流车间的所有数据，方便各个部门进行调用。

4对轨道交通车辆制造企业智能制造发展的思考

4.1智能制造的发展方向

就现阶段我国轨道交通车辆制造企业的制造水平而言，尚且存在较大的差异。传统的制造型企业所使用的机械设备相对独立，所使用的制造技术也基本是可以实现的电子化技术，企业的网络也基本采用常见的办公网络，整个企业的管理遵循基本的财务流程以及网上办公流程。而制造企业要向智能制造的方向发展，就必须摒弃传统制造型，向精细制造型转变，并逐步实现数字化和智能化，走向智能制造。

精细制造型企业应当初步具备网络数据与设备互联互通网络体系，所使用的网络应当是安全的，具有较为完善的信息安全机制；使用的软件应当基本实现三维技术，同时具备利用网络取样数据、软件技术取代实体模型验证的能力；对整个企业的管理，应当具有较为完善的管理流程，实现良好的衔接。

数字化制造型企业应当实现网络数据与设备的贯通，基本实现对生产环境的数据收集与监控；所使用的应当是端到端的网络数据收集体系；对企业的管理应当实现全生命周期的可视化监控体系以及业务安全管理体系。

智能制造型企业所使用的设备应当完全具备自我感知、自我分析与自我决策的能力；具备大数据的收集、分析能力，能够运用云计算、物联网及全感知系统处理技术；所用的网络应当能够实现云端网络、工业网络的无缝衔接；对企业的管理应当实现全业务集成协调控制管理、多业务自我优化管理。

4.2智能制造的建设思路

结合目前轨道交通车辆制造企业的发展现状，实行智能制造的首要任务是探究智能制造的顶层规划思路，其次是对实施过程的标准体系的建立，对下属企业进行评估并选取试点开展智能制造的示范工作，结合示范结果对部分智能制造的方法、技术进行逐步推广。

由于轨道交通车辆制造企业的部分资源由集团进行统一管控，要实现智能制造就需要构建与集团发展相适应的多企业型智能制造顶层构架，面向所有制造企业以及相关社会群体。顶层构架主要思路建议设置资源聚合层、研发管控层、实施层。资源聚合层实现生产制造资源的统筹，统一管理市场需求、网络订单、使用情况、反馈问题等，资源需求数据交由资源规划与调度中心进行协调调度；研发管控层包括生产制造工业网的管控、研发协同管理，管控轨道交通车辆制造的全过程，提供设计需求、技术与资源的支持；实施层则是轨道交通车辆的生产制造单元，包括制造实施工厂以及各检修维保服务中心。

轨道交通车辆的智能制造与其他行业类似，在完成数字化、信息化、标准化后实现智能化，将设计、生产、物流、服务等环节有机结合，使企业智能制造得以落地实施。

结语

轨道交通是我国的高端产业，要缩小我国轨道交通车辆制造企业与国外企业的差距，实施智能制造是重要途径。在建立企业智能制造顶层规划的基础之上，建立实施的标准体系，以保证车辆制造企业的智能制造落地实施，提高轨道交通车辆的整体制造水平。

参考文献：

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