探訪中車四方所:為軌道車輛裝上“動力心臟”和“智慧大腦”
高鐵是中國裝備制造一張亮麗名片,而牽引系統是它的“發動機”,制動系統是它的“安全閥”,列車運行系統是它的“大腦”……為中國數量龐大的高鐵、城軌等軌道交通車輛提供核心系統和關鍵產品、裝上“動力心臟”和“智慧大腦”的,是坐落在青島的企業——中車青島四方車輛研究所有限公司(簡稱“中車四方所”)。
9月25日,中國中車啟動“走進新國企探秘火車頭”五周年全球開放日活動。記者走進此次開放日分會場之一中車四方所,探訪軌道車輛核心系統和關鍵產品的研發和生產現場,近距離了解其在中國軌道交通產業發展過程中所扮演的角色、起到的作用。
央企底色,軌道交通"中國方案"出口全球50多個國家和地區
作為中國中車集團旗下的一級子公司,央企基因,是中車四方所最鮮明的底色。
在記者探訪的第一站“中車四方所融合創新中心”,中車四方所的歷史傳承得到清晰展現:中車四方所始建于1959年,2000年由科研事業單位轉制為企業,隸屬中國北車。2015年,中國北車和中國南車合并為中國中車股份有限公司,中車四方所成為中國中車全資子公司。2018年9月,中車四方所首次參股海外并購,成功收購研發下一代顯示技術的芬蘭倍耐克公司。
自誕生之初,中車四方所就肩負著推動軌道交通行業技術進步的重任——從全國第一部鐵道車輛整車標準到成為國際鐵路標準單位;從新中國第一輛地鐵列車,到自主研發中國標準地鐵核心技術;從歷次鐵路大提速及青藏列車到和諧號、復興號、時速600公里磁浮等關鍵核心系統,從坦贊鐵路“中國方案”制動機到技術產品服務出口世界50多個國家和地區......在各個歷史時期,中車四方所都為我國軌道車輛行業發展做出了重要貢獻。
砥礪奮進60余年,如今的中車四方所,已成為中國軌道交通核心系統和關鍵產品的主要研發生產基地和重要供應商。從“和諧號”到“復興號”,從京張高鐵到京雄高鐵,中車四方所積極參與和引領高速動車組關鍵技術自主創新,自主核心技術已達到國內領先、國際先進水平。
不僅如此,中車四方所還將高鐵技術移植到城軌領域,強化技術融合創新,在國內首次實現牽引、網絡、制動三大系統一體化運用,提升了核心系統之間的協同。目前,中車四方所牢牢掌握軌道車輛制動系統核心技術研發能力,是國家發改委批準的具有城軌制動系統研發生產和推廣運用資質的2家單位之一,多譜系的產品廣泛應用于各型軌道交通車輛,其中減震系統、鉤緩系統市場占有率超過70%。
值得一提的是,中車四方所加快推進城際動車組牽引傳動系統核心技術研發,已經全面掌握核心技術,形成了具有完全自主知識產權的軌道列車牽引變流系統技術平臺。目前研發、生產、供貨的城際市域軌道牽引變流器設備已在成都、重慶、吉隆坡、安哥拉等國內外多地投入運營使用,并正在為臺州市域鐵路S1線、廣州地鐵18與22號線等城際動車組提供產品和服務,助力當地城際軌道交通發展。與此同時,中車四方所長期研究軌道交通信號技術,掌握CBTC等信號系統核心產品設計開發能力及產品集成能力,為國內多個城市城軌及單軌列車提供性能優良得信號系統。
目前,中車四方所已經形成“1+6+N”的核心業務體系:1,即技術研究,包括行業技術服務、基礎技術研究;6,即電氣業務、電子業務、鉤緩業務、減震業務、制動業務、智能裝備六大核心業務;N,即高效節能技術、新一代信息技術等新興產業。
智能轉型,構建全壽命周期智能化整體解決方案
“這塊大屏幕上,顯示的是上海地鐵的實時運行狀況,每輛車所處的位置,是否發生故障,以及能耗、晚點、救援、投訴等情況,都看的清清楚楚。”在中車四方所融合創新中心,以一塊電子大屏形式顯示的上海地鐵智能運維大數據平臺,展示出中車四方所智能化轉型的探索成果。
作為國家認定企業技術中心,中車四方所的智能化項目早已在謀劃、布局和實施之中。近年來,中車四方所加速智能化轉型,利用在軌道交通行業掌握的大數據和融合創新優勢,提升自主核心技術創新能力,占領行業制高點,在軟件與信息技術研發水平發力,打造自主核心技術為中國軌道交通高端裝備制造業提供軟件支撐和相關服務——獲得列車自主運行系統(TACS)、智能運維、智能檢修機器人等7個國家示范項目,打造了軌道交通裝備軟件測評實驗室,為用戶提供高質量軟件測評服務,2019年入選“全國軟件和信息技術服務綜合競爭力百強企業”。
中車四方所的智能轉型,不是局限在某個環節,而是涵蓋智能設計、智能制造、智能運維、智能檢修等軌道交通全鏈條,努力構建全壽命周期的智能化整體解決方案:
在智能運行領域,中車四方所堅持技術融合創新和研發手段創新,憑借雄厚技術實力和豐富的牽引網絡制動一體化應用經驗,將車載關鍵系統與車下信號系統充分融合,基于此開發出TACS,讓列車從此有了智慧。圍繞車載裝備和運維系統兩大業務板塊建設一體化仿真平臺,將研發過程的試驗驗證放在計算機上,充分驗證,充分優化迭代,不把問題帶上實車,樹立了行業引領標桿。
在智能維保領域,中車四方所從智能檢修、智能運維等多角度布局發力,強化技術融合創新,助力軌道車輛檢修效率提升。自主研發在地鐵檢修庫應用的智能檢修機器人具備自動導航和深度學習能力,能夠在工作中“邊干邊學”,不斷降低誤報率,真正成為好“醫生”,好“助手”,配合軌旁檢測系統后,檢修范圍可達車側、車下大部分,極大提高檢修效率。智能運維系統主要為用戶提供有價值的核心服務,可提供列車狀態遠程監控、故障診斷等列車運維業務應用服務;可挖掘數據潛在價值,開展列車狀態預警、系統故障預測和列車健康評估模型訓練,支持車輛全壽命周期健康管理,目前該系統已在上海地鐵進入工程應用。
在智能制造領域,中車四方所確立并實現了以關鍵制造環節智能化為核心、以生產車間為主要實施載體,通過智能設計、智能經營、智能裝備、智能物流與倉儲、制造執行系統的集成應用,打造智能工廠的總目標。
此次探訪過程中,記者換上防靜電服、帶上鞋套,走進了中車四方所電子事業部SMT生產現場。在這里,軌道交通車輛用的核心電路板,從一枚枚元器件變成了精致的產品。從全自動印刷機,到全自動多功能貼片機;從全自動熱風回流焊爐,到全自動光學檢測設備、全自動測試設備,一座座高精度設備,大部分都是“全自動”。
在位于青島市高新區的中車四方所產業園鉤緩事業部,智能制造更是實現了全面場景化落地。這里所承擔的工信部示范項目“高鐵核心機電系統產品智能制造新模式應用”,于今年6月正式通過驗收。該項目建成鉤緩裝置智能制造產線,融合信息豐富、直觀有效的智能MES系統,配套“指哪打哪”、快速運轉的智能倉儲系統,往來穿梭、搬運不停的AGV智能物料小車,全球首創的全自動連掛試驗臺……這條全智能化的產線,使得車間生產效率提高63%,運營成本降低26%,產品升級周期縮短39%,產品不良率降低26%,單位產值能耗降低12%。
記者在探訪中感受到,中車四方所這些充滿著科技元素的軌道交通核心系統和關鍵產品,看似高精尖、高大上,實際上卻和百姓日常生活息息相關——長途出行時,它們保證了急速奔馳的高鐵安全可靠、便捷舒適,通勤上下班時,它們則是人們所乘坐地鐵安全、準時運行的最強保證。
不久前,中車四方所負責技術總牽頭和系統集成的青島地鐵6號線列車自主運行系統(TACS)通過了工程應用前專家評審,拿到了工程應用“通行證”。這標志著,智慧列車即將駛入島城人民的日常生活,屆時,不同地鐵車輛的進站出站、停車啟動,不再需要等待人工指令,它們將用“地鐵一族”獨有的新一代信息技術語言,實現自主“對話”、自主調控、自主運行。(大眾報業·大眾日報客戶端記者 肖芳 通訊員 趙鵬)
青島地鐵6號線列車