軌道交通行業(yè)具有安全性能要求高、集約化管理、供應(yīng)鏈系統(tǒng)相對獨立、產(chǎn)品種類多、專業(yè)化程度高的行業(yè)特征，面臨資源調(diào)配效率低下、車輛運維困難、客戶需求不斷提高等痛點，亟需加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，提升企業(yè)綜合實力。中車四方、中車株機、中車浦鎮(zhèn)等企業(yè)正以車輛遠程運維為切入點，加速推動軌道車輛向研發(fā)設(shè)計數(shù)字化、生產(chǎn)制造柔性化、產(chǎn)業(yè)鏈管理一體化、車輛運維智能化等方向轉(zhuǎn)型?；诖?，本文深入剖析了軌道交通行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案。

　　軌道交通行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢分析

　　研發(fā)設(shè)計從實驗驗證向平臺仿真轉(zhuǎn)變遙軌道車輛行業(yè)傳統(tǒng)研發(fā)設(shè)計是基于實地實驗驗證的，每種新的零部件都需要經(jīng)過大量的實際線路試驗檢測、數(shù)據(jù)提取、統(tǒng)計分析來確定它的安全性、可靠性，期間耗費大量的人力、物力、財力，且效率較低?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建虛擬仿真環(huán)境，在賽博空間構(gòu)建軌道車輛數(shù)字孿生體，通過工況設(shè)置、參數(shù)輸入等進行虛擬仿真，不斷迭代優(yōu)化，將持續(xù)推動產(chǎn)品研發(fā)完善，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

　　生產(chǎn)制造從大批量向柔性化轉(zhuǎn)變遙近年來，我國軌道車輛行業(yè)正處在快速發(fā)展時期，國內(nèi)的需求量猛增、訂單量巨大，軌道車輛供應(yīng)商規(guī)模持續(xù)擴大、供給能力不斷提升。但是，隨著市場趨向飽和，地鐵等多樣性城市軌道交通的興起，軌道車輛的產(chǎn)業(yè)需求逐漸升級，倒逼軌道車輛供應(yīng)商積極尋求轉(zhuǎn)型，從單純的車輛制造商逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛谲囕v制造的服務(wù)商，探索車輛制造車間智能化改造，加速向柔性化生產(chǎn)的方式轉(zhuǎn)變。

　　業(yè)務(wù)管理從以人為主向精益化轉(zhuǎn)變遙軌道車輛行業(yè)傳統(tǒng)的管理模式以人為主，具有變動性太大、作業(yè)管理混亂、管理無法落地且追溯性差等弊端，管理效率較低。基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對業(yè)務(wù)流程進行實時把控，有利于打通部門之間、人機之間、設(shè)備之間的數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)以節(jié)拍式拉動、看板式管理、流水化作業(yè)和標準化工位等精益化管理模式，推動生產(chǎn)制造透明化、部門合作協(xié)同化、資源調(diào)配高效化，節(jié)約管理成本、提高管理效率。

　　設(shè)備運維從定時維修向按需維修轉(zhuǎn)變遙軌道交通行業(yè)的車輛設(shè)備安全性能要求高，必須嚴格保障車輛運行過程中的健康水平。傳統(tǒng)的高速鐵路車輛運維建立了一套按照里程數(shù)維修的制度，每當車輛運行到標準里程數(shù)，必須進行健康水平檢測，大大增加了運維的時間成本、經(jīng)濟成本?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在線采集車輛運行實時數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過算法統(tǒng)計和模型分析，有利于發(fā)現(xiàn)車輛運行過程中的健康狀態(tài)和存在的問題，安排維修計劃，保障車輛運行效率。

　　工程機械行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用場景及實踐

　　虛擬仿真遙軌道交通行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建虛擬仿真平臺，構(gòu)建車輛數(shù)字孿生體，在線上虛擬空間中進行工況模擬，可以實現(xiàn)研發(fā)設(shè)計迭代式優(yōu)化。一是建立仿真模型。通過賽博空間和物理空間的映射，構(gòu)建車輛系統(tǒng)虛擬模型，用來展示車輛系統(tǒng)實時狀態(tài)。二是進行工況模擬。設(shè)立不同的線路，輸入工況參數(shù)，進行虛擬空間實驗，確定數(shù)字孿生體的車輛性能，為物理實體提供參照。三是進行設(shè)計優(yōu)化。依托虛擬仿真得到的大量數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計分析，可以促進研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)迭代更新。

　　例如，中車株洲機車使用ESI 集團IC. IDO 3D 仿真分析平臺進行實時優(yōu)化設(shè)計，為客戶提供1∶1 3D 虛擬樣機審查設(shè)計并實時傳達修改，節(jié)省了大量的開發(fā)時間和成本。中車四方基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺協(xié)同仿真，提升資源利用率和研發(fā)仿真驗證效率。

　　協(xié)同制造遙基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈連接能力，打通人與機器之間、機器與機器之間、產(chǎn)線與產(chǎn)線之間的信息壁壘，實現(xiàn)生產(chǎn)過程最大化的協(xié)同平衡。一是人機協(xié)同?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，對機器設(shè)備進行遠程監(jiān)測、指揮、維護，實現(xiàn)人機協(xié)同作業(yè)。二是設(shè)備協(xié)同。基于平臺采集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)信息，通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，對生產(chǎn)線進行智能化改造，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備最優(yōu)布局，讓設(shè)備發(fā)揮最大效能。三是產(chǎn)線協(xié)同。基于平臺數(shù)據(jù)的計算分析、智能決策，統(tǒng)一調(diào)配生產(chǎn)要素，推動跨產(chǎn)線協(xié)同制造。

　　例如，中車株機基于軌道交通行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，建設(shè)轉(zhuǎn)向架智能制造車間，實現(xiàn)人員、AGV 設(shè)備、物料、產(chǎn)線全部數(shù)字化對接，解決了智能制造產(chǎn)線之間的協(xié)作問題。11 條子生產(chǎn)線可達到最大化的協(xié)同平衡，轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架、車輪和車軸3 條生產(chǎn)線之間的相互等待時間基本為零。同時，基于平臺開展柔性化生產(chǎn)，使小批量試制與大批量投產(chǎn)同步進行，推動人員成本減少50%，生產(chǎn)效率提升30.1%。

　　產(chǎn)業(yè)鏈管理遙軌道交通作為一個綜合性產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)業(yè)鏈十分豐富，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的有效管理，將促進軌道交通行業(yè)資源配置優(yōu)化、服務(wù)能力提升。一是供應(yīng)鏈管理。建立供應(yīng)商關(guān)系維護、對接、交流平臺，嚴密把控市場動向，確保零部件高效供應(yīng)，保障生產(chǎn)維修需求。二是制造鏈管理。加強生產(chǎn)制造過程的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、智能分析，提高生產(chǎn)車間的洞察力。三是服務(wù)鏈管理。建立客戶對接平臺，積極交流，根據(jù)客戶不斷升級的需求推出個性化產(chǎn)品，提高企業(yè)服務(wù)能力，塑造綜合競爭力。

　　例如，中車信息技術(shù)有限公司結(jié)合中國中車供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)升級需求，優(yōu)化整合中車電商平臺和中車供應(yīng)鏈采購管理資源，建設(shè)“中車購”供應(yīng)鏈電子商務(wù)協(xié)同平臺，加強供應(yīng)鏈管理。截止到2017 年7 月，平臺交易總規(guī)模超過640 億元，合格供應(yīng)商用戶總數(shù)超過2 萬家。

　　設(shè)備健康管理?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對軌道車輛設(shè)備進行深刻洞察、設(shè)備故障精準預測、事故風險有效評估，按需安排維修計劃。一是狀態(tài)監(jiān)測。通過傳感器等感知設(shè)備，采集車輛運行過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，實時進行狀態(tài)監(jiān)測，確保車輛安全運行。二是建模仿真。利用虛擬仿真平臺，進行不同工況的狀態(tài)模擬，從而不斷優(yōu)化車輛性能。三是大數(shù)據(jù)分析。結(jié)合工作日志、歷史故障、運行軌跡、實時位置等海量數(shù)據(jù)進行挖掘分析，判斷可能出現(xiàn)故障的時間和部位，實現(xiàn)預測性維護。

　　例如，中車株機使用先進的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)，搭建數(shù)據(jù)采集和分析平臺。及時了解機車的健康參數(shù)，確保車輛在安全可控的狀態(tài)下運行。中車四方和國信會視合作，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)了軌道交通裝備智能運維平臺，實現(xiàn)列車狀態(tài)數(shù)據(jù)的實時采集和處理。對列車狀態(tài)進行監(jiān)控和故障快速告警，降低列車運維成本，保障列車的健康安全運行。

　　推進應(yīng)用場景落地的著力點

　　進行生產(chǎn)車間改造袁提高生產(chǎn)效率遙一是依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，對車間全要素進行連接，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)過程透明化的制造全過程動態(tài)管控。二是基于大數(shù)據(jù)分析，對生產(chǎn)車間資源進行智能化調(diào)配，實現(xiàn)產(chǎn)線協(xié)同，提高生產(chǎn)資源利用率。三是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，結(jié)合5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，對車間進行智能化改造，提高生產(chǎn)制造數(shù)字化水平。

　　開發(fā)智能業(yè)務(wù)系統(tǒng)袁增強管理水平遙一是生產(chǎn)安全管理，對生產(chǎn)車間進行實時監(jiān)測，對歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，對應(yīng)參照，排查安全隱患，提供安全報警服務(wù)。二是質(zhì)量管理，利用傳感器、攝像頭等設(shè)備，對各工序進行質(zhì)量數(shù)據(jù)采集，進行數(shù)據(jù)分析，完善不合格品處理、質(zhì)量分析、售后質(zhì)量信息處置等工作，三是業(yè)務(wù)管理，開發(fā)基于平臺的一體化管理系統(tǒng)，打通供應(yīng)商、服務(wù)商、經(jīng)銷商等合作伙伴間的信息壁壘，提高管理效率，降低管理成本。

　　提供車輛遠程運維袁確保運行安全遙一是建立實時狀態(tài)感知系統(tǒng)，利用各種傳感器探測、采集車輛運行過程中的參數(shù)信息，將收集的數(shù)據(jù)進行有效轉(zhuǎn)換和傳輸。二是建立車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，直接展示線上所有運行列車的速度、狀態(tài)、運營等參數(shù)，有效提升車輛的統(tǒng)籌、調(diào)度、管理效率。三是建立故障預警系統(tǒng)，依據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立各參數(shù)變化與故障損傷的概率模型，結(jié)合當前車輛運行參數(shù)，進行健康狀態(tài)判斷、趨勢分析與異常情況自動報警，降低運維成本。

關(guān)注讀覽天下微信， 100萬篇深度好文， 等你來看……