基于数字化的转向架组装落成流程改进分析

转向架作为轨道交通车辆的走行部，肩负着车辆载重、牵引、制动以及导向等关键功能，其组装质量对车辆运行的安全性、稳定性还有舒适性有着直接的影响。在以往传统的转向架组装落成流程当中，存在不少问题，如人工操作依赖程度颇高、信息传递不够及时等情况，极大地制约了生产效率的提升以及产品质量的提高。而借助引入数字化技术，如物联网、大数据以及人工智能等技术，能够实现转向架组装过程的智能化、自动化与信息化，切实有效地对组装流程加以优化，促使生产效率和质量得以提升，并且可以降低成本，让企业在市场当中的竞争力得以增强。因此，针对基于数字化的转向架组装落成流程改进展开研究，有着极为重要的现实意义。

一、转向架组装现有流程存在的问题

在转向架的组装过程里，对人工操作有着大量的依赖情况。工人方面，其疲劳状态、技能水平上存在的差异以及工作时所持的态度等诸多因素，都有引发操作失误的可能。比如，可能出现螺栓拧紧力矩不足或者过大的情况，也可能发生零部件安装位置不够准确等类似问题，而这些情况进而会对转向架的组装质量产生影响。在各组装环节之间，信息的沟通大多是依靠人工去进行记录以及口头来传达。如此一来，信息传递就容易出现不及时、不准确的状况，这便很容易致使生产进度被延误，而且在出现质量问题后进行追溯时也会面临困难。在传统的流程当中，各工序相互之间的衔接并非十分紧密，是存在等待时间。并且，人工操作的速度相对来讲较慢，很难满足大规模且高效率的生产需求。在质量检测方面，主要依靠人工进行抽检以及借助传统的检测设备来开展。这样检测所能够实现的覆盖范围以及其准确性都是较为有限，难以做到全面且及时地去发现潜在的质量问题。对于一些极为关键的组装参数，如螺栓拧紧力矩的一致性、轮对的动平衡性能等等，目前缺乏能够实时且有效地进行监测的手段。

二、基于数字化的转向架组装落成流程改进策略

2.1 构建数字化管理平台

建立一个能把转向架组装全过程都涵盖在内的数字化管理平台，此平台汇聚生产计划管理、物料管理、质量管理以及设备管理等诸多模块。以生产计划管理模块为例，要依照订单的具体需求去拟定详尽的生产计划，还得把任务细致地拆分到各个不同的工序与工位上，借助该平台对生产进度予以实时追踪，以便能适时地对计划做出调整。物料管理模块能够达成对零部件入库、出库以及库存盘点等方面的信息化管控，通过和供应商的信息系统相互对接，促使物料可以准时配送到位。质量管理模块会针对组装过程里产生的质量数据展开实时的采集、分析以及处理工作，进而构建起质量追溯体系。设备管理模块则会对组装设备的运行状况实施实时监测，提前发出设备故障的预警信息，同时安排好设备维护保养方面的计划。

2.2 引入自动化与智能化设备

在螺栓连接的具体工序方面，选用自动化拧紧设备来取代人工所用的扳手。这些自动化设备能够依照预先设定好的拧紧程序，十分精准地把控螺栓的拧紧力矩以及角度，以此保证每一个螺栓的拧紧质量都能达到一致的标准，并且还会自动对拧紧数据加以记录，从而方便后续进行质量方面的追溯工作。在零部件和半成品于各工位之间的搬运事宜上，利用自动导引车（AGV）来实现自动搬运操作。AGV 能够按照预先设定的路径去行驶，精准无误地停靠在各个工位处，这样一来，物料搬运的效率得以提升，其准确性也能有所提高，同时还能降低在人工搬运过程当中可能出现的碰撞以及损坏等风险。至于关键的组装环节还有质量检测环节，则引入机器视觉检测系统。就比如，在零部件完成安装后，借助机器视觉系统针对安装位置、尺寸精度等等方面迅速展开检测，将检测结果与标准模型进行对比，进而自动判定其是否合格。要是出现不合格产品的情况，便会及时发出警报，而且还会做好标识，以便于后续开展返工处理相关的工作。

2.3 应用虚拟装配技术

在真正开展组装工作前，先借助虚拟装配技术针对转向架的组装流程实施模拟操作。具体做法是构建转向架各个零部件的三维数字化模型，接着在虚拟的环境当中依照实际的组装工艺来开展装配仿真活动。如此一来，便能提前察觉出在设计环节以及工艺方面所存在的各类问题，如零部件相互之间存在干涉情况、装配的顺序安排不够合理等等，进而对这些问题加以优化处理。此外，虚拟装配这项技术还能够运用到员工的培训工作当中，让员工在虚拟的环境里面去熟悉组装的具体流程以及操作方面的关键要点，以此提升员工在实际进行组装过程中的操作熟练程度以及操作的准确性。

2.4 建立质量大数据分析与预警系统

收集并整合在转向架组装整个过程里的各类有关质量数据，如零部件的质量数据、组装过程当中的参数数据、质量检测所得到的数据等等。运用大数据分析技术针对这些数据展开较为深入的挖掘以及细致的分析操作。通过建立质量相关的模型，从而找出那些会对质量产生影响的关键要素以及潜藏着的质量风险所在之处，以便能够提前给出质量方面的预警信息。

结论

数字化促使转向架组装落成流程发生改变，其改进已然成为轨道交通制造业发展的一种必然走向。通过构建数字化管理平台、引进自动化还有智能化设备、对虚拟装配技术加以应用，并且建立起质量大数据分析以及预警相关的系统等一系列策略，能够切实解决传统组装流程里所存在各类问题，提高生产效率，提升产品质量，实现信息实时共享以及可追溯的效果，还能对生产管理予以优化。伴随数字化技术持续地发展以及不断地被应用，转向架组装落成流程也会持续地趋向完善，进而为轨道交通行业达成高质量发展给予颇为有力的支撑。

参考文献：

[1] 朱志民 , 张鹏 , 李立 , 等 . 基于 5G 技术的转向架组装数字化产线建设方案研究 [J]. 大连交通大学学报 , 2021, 42(1):5.DOI:10.13291/j.cnki.djdxac.2021.01.024.

[2] 李冉 , 付建林 , 杨龙 , 等 . 基于 DELMIA 的转向架数字化装配仿真 [J].制造业自动化 , 2019, 41(12):5.DOI:CNKI:SUN:JXGY.0.2019-12-019.