□ 本報(bào)記者 葉真 實(shí)習(xí)生 王鄒紅
高鐵在夜間停止運(yùn)營(yíng)后,，需要進(jìn)行全方位的“體檢”。當(dāng)運(yùn)行到不同的公里數(shù)時(shí),，高鐵列車需要進(jìn)行不同類型的檢修,。
由于高鐵維修的工作時(shí)間長(zhǎng)、工作強(qiáng)度大,，技術(shù)隊(duì)伍“老齡化”和人力成本成為高鐵檢修的痛點(diǎn),。如今，越來(lái)越多的鐵路局機(jī)務(wù)段正引進(jìn)數(shù)字技術(shù),，為高鐵配上“手術(shù)機(jī)器人”,。在上海鐵路局動(dòng)車段，一些勞動(dòng)力高聚集性的檢修工序正在展開(kāi)自動(dòng)化,、智能化技術(shù)改革,，引進(jìn)由鹽城工學(xué)院與合作公司自主研發(fā)的“手術(shù)機(jī)器人”。
“手術(shù)機(jī)器人”如何工作,，解決了哪些問(wèn)題,，如何提高生產(chǎn)效率？近日,，記者前往鹽城工學(xué)院探訪“高鐵動(dòng)車檢修后市場(chǎng)智能化改造服務(wù)與應(yīng)用”技術(shù)團(tuán)隊(duì),，專訪該院數(shù)字孿生與智能制造研究所教授盧倩。
1號(hào)“手術(shù)機(jī)器人”：
遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障智能診斷系統(tǒng)
提升效率：330%
每天晚上,，高鐵會(huì)沿著軌道進(jìn)入檢修車間,。在這里，軌道兩側(cè)豎立著三層高鐵檢修平臺(tái),，相當(dāng)于施工腳手架,。檢修人員可以順著階梯分別前往三層平臺(tái)。第一層的高度大概到高鐵車廂的窗戶,，第二層到車頂,，第三層更高，離地大概20米,，方便檢修車頂受電弓,。
由于腳手架的位置離車廂很近，在高鐵列車開(kāi)進(jìn)來(lái)時(shí),，需要讓這些“腳手架”的翻板垂直,，防止碰觸到車體,。等車輛停穩(wěn)后，再把翻板歸位到水平位置,，技術(shù)人員可以站上去檢修,。一般情況下，動(dòng)車所需檢修平臺(tái)長(zhǎng)達(dá)432米,，共有196塊翻板,。在以往，技術(shù)人員會(huì)按動(dòng)按鈕控制這些翻板,，但是時(shí)間長(zhǎng)了難免出現(xiàn)設(shè)備老化,，無(wú)法確保每一次都能夠百分之百翻轉(zhuǎn)成功。然而,，當(dāng)翻板沒(méi)有全部翻下來(lái),，設(shè)備會(huì)采取保護(hù)機(jī)制，工人無(wú)法立刻開(kāi)始維修,，這就需要技術(shù)人員從車頭走到車尾,，尋找到哪一塊翻板出現(xiàn)了問(wèn)題，排除故障后才可以工作,，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,。
為了及時(shí)查看這些翻板的狀態(tài)，“高鐵動(dòng)車檢修后市場(chǎng)智能化改造服務(wù)與應(yīng)用”技術(shù)團(tuán)隊(duì)為它們裝上了“眼睛”與“大腦”,?！笆紫龋覀?cè)诿恳粋€(gè)翻板上都安裝了非侵入式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，通過(guò)數(shù)據(jù)模型分析出故障報(bào)警原因,，看看是零件損壞或是線路短路等問(wèn)題。而一旦出現(xiàn)哪一塊翻板翻轉(zhuǎn)不成功的情況,，可以迅速定位,，實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)和故障診斷?！北R倩介紹,。
目前，三層檢修平臺(tái)智能化系統(tǒng)已成功應(yīng)用于上海動(dòng)車段,、南京動(dòng)車段,，原本需要3—4個(gè)工人完成平臺(tái)的巡視和檢修，現(xiàn)在已不需要人工巡視,，年均節(jié)約人力成本80萬(wàn)元,，檢修效率提高330%?！澳壳?，團(tuán)隊(duì)正根據(jù)新的需求對(duì)這套系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)器視覺(jué)自動(dòng)對(duì)接和算法優(yōu)化,。”盧倩說(shuō),。
2號(hào)“手術(shù)機(jī)器人”：
物聯(lián)網(wǎng)智能探傷機(jī)
提升效率：400%
高鐵動(dòng)車每天日曬雨淋，難免會(huì)產(chǎn)生裂紋,，影響行車安全,。但是，這些裂紋在初期并不明顯,，特別是在貨運(yùn)車輛連接兩節(jié)車廂的輪軸處,，尤其需要注意。防患于未然,，我國(guó)鐵路規(guī)定,，輪軸輪對(duì)上的裂紋不能超過(guò)1.5毫米。多年來(lái),，尋找車輛是否存在裂紋十分重要,，這項(xiàng)工作被叫作“探傷”。
以前,，“探傷”需要工作人員噴涂磁粉后拿熒光燈照射,，再拿著放大鏡尋找。如此一來(lái),，不僅會(huì)損傷工作人員的視力,，也會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期接觸磁粉和熒光影響他們的身體健康。一般情況下,，一個(gè)輪軸輪對(duì)探傷大概是30分鐘,，也就是一個(gè)小時(shí)只能看2—3條，8個(gè)小時(shí)也就只能查看20條輪軸輪對(duì),。
在這樣的情況下,，利用視覺(jué)技術(shù)代替人眼做“探傷”，十分緊迫,。2021年,，“高鐵動(dòng)車檢修后市場(chǎng)智能化改造服務(wù)與應(yīng)用”技術(shù)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了初代產(chǎn)品——將輪軸輪對(duì)放置在檢修平臺(tái)上，用高清分辨率攝像頭代替人眼反復(fù)查看,，一分鐘即可檢測(cè)一個(gè)輪軸輪對(duì),，將效率提高30倍。
2023年,，團(tuán)隊(duì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí),，直接在檢修平臺(tái)上安裝12個(gè)特殊的高清攝像頭拍照，只要10秒就完成一條輪軸輪對(duì)的檢查,。
“拍照只是第一步,，之后需要利用人工智能對(duì)可能存在的裂紋進(jìn)行識(shí)別,。”盧倩告訴記者,，當(dāng)前,，物聯(lián)網(wǎng)智能探傷機(jī)已經(jīng)取代了過(guò)去工人的工作，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的智能電流跟蹤算法也將探傷磁化時(shí)間縮短了80%,，實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)電流追蹤,，年均人力成本節(jié)約160萬(wàn)元。
3號(hào)“手術(shù)機(jī)器人”：
高鐵轉(zhuǎn)向架拆裝數(shù)字孿生系統(tǒng)
提升效率：300%
高鐵列車運(yùn)行約120萬(wàn)公里后,，就需要進(jìn)行三級(jí)維修,。這時(shí)，需要將高鐵的車廂與下面的部分分離,，即轉(zhuǎn)向架的拆裝,。如何將這個(gè)重達(dá)3噸的“大家伙”從高鐵上卸下來(lái)？
盧倩介紹,，以往,，轉(zhuǎn)向架的拆除與小汽車裝卸輪胎有些類似，需要使用液壓系統(tǒng)慢慢頂起高鐵車廂,，讓車輪露出,，之后，工作人員鉆到高鐵下面進(jìn)行卸螺絲等工作,，再借助人力與吊裝器具,，將整個(gè)轉(zhuǎn)向架平移出來(lái)進(jìn)行檢修。這一拆一裝,，需要6人次的技術(shù)人員工作4小時(shí),。
現(xiàn)在，依靠物聯(lián)網(wǎng)和人工智能,、安裝機(jī)械臂等工作,，全新的數(shù)字孿生系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于轉(zhuǎn)向架拆裝。
“現(xiàn)在的工作流程是,，只需要1名技術(shù)工人點(diǎn)擊pad屏幕后,，就可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)的頂起車廂、卸下螺絲等全過(guò)程,。在pad的屏幕上,，工作人員可以清晰地看到動(dòng)畫(huà)模擬的現(xiàn)場(chǎng)裝卸全過(guò)程。由此一來(lái),，拆裝時(shí)間減少至半個(gè)小時(shí),，拆裝效率提高300%，年均人力成本節(jié)約100萬(wàn)元?！北R倩告訴記者,。
高鐵檢修后市場(chǎng)是高鐵產(chǎn)業(yè)鏈中至關(guān)重要的一環(huán)，隨著高鐵網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展和技術(shù)的不斷創(chuàng)新,，高鐵檢修后市場(chǎng)的規(guī)模和需求將持續(xù)增長(zhǎng),，為高鐵產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展提供有力支撐。
31c4280c-908f-4389-a72c-3711e90bf63f.pdf《新華日?qǐng)?bào)》2024.6.12
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