我国高速铁路智能制造技术发展实践以及展望浅谈

孟范鹏

摘要：智能制造是电子信息时代背景下，各个行业领域发展的必然趋势。本文阐述了“车体长大部件工装系统”、“车体端墙智能化生产线”、“焊缝质量智能检测系统”三个我国高速铁路智能制造技术的应用实践，凸显出智能制造技术在高速铁路制造领域的应用价值，并从技术内涵的转变和总体布局的转变两个角度，对未来我国高速铁路智能制造技术的发展进行展望。

关键词：高速铁路;智能制造技术;发展实践

全球信息化发展浪潮下，将人工智能制造技术引入我国高速铁路制造领域，提升我国高速铁路制造智能化、数字化、自动化水平，对于提升推动我国高速铁路建设行业发展，从今国家经济腾飞具有重要的意义。因此，行业企业和相关技术人员应主动了解现阶段我国高速铁路智能制造技术的发展实践，并明确未来的发展趋势，这样才能更好促進我国高速铁路智能制造技术的发展。

一、 我国高速铁路智能制造技术的发展实践

（一）车体长大部件工装系统的研发

高速列车的车体长大部件主要指的是车顶、侧墙、底架等部件。长大部件铝合金焊接加工工装是其制造工艺过程中的关键性技术装备。目前，依托于电子信息技术、柔性技术、伺服技术、测量技术等前沿性科技，我国已经研发出相应高速车车体长大的数字化、柔性化工装，包括车顶、侧墙、底架等关键部件的柔性化、智能化工装系统以及适用于车体弧形截面长大部件多点支撑焊接的智能化工装系统。其中，以点阵式支撑原理为基础，采用运动/联动控制方法的多点支撑式智能化焊接工装系统，能够在三维空间内，自由变换支撑仿形和位置，不仅可以实现现有高速车车顶、侧墙正装/反装不同截面曲线的自由转换，还能够满足未来同类型高速车车体，类似长大部件的焊接工装需求。

上述高速铁路智能制造技术的研发与应用，帮助我国有效解决了高速车车体长大部件加工、焊接等制造工艺实施过程中，数字化水平低、智能化水平低、车型兼容性差、柔性化程度低、转产效率低等问题，有效推动了我国高速铁路制造行业领域的智能化发展[1]。

（二）高速车车体端墙智能化生产线的应用

基于端墙自动化焊接技术、机器人自动化装配技术、信息及系统集成技术、自动化柔性化工装技术等智能制造技术的支持，目前我国已经成功研发出高速车车体端墙智能化生产线以及铝合金部件智能化组焊工装。此智能制造技术的研发与应用，不仅改变了以往我国高速车车体端墙板部件只能手工制造的弊端，显著提升了部件制造的效率和精密度，还能够实时收集生产制造过程中产生的数据，并将数据上传至上位系统，从而提升高速车车体的整体制造水平。

高速车车体端墙智能化生产线的应用，有效消除了产品调修量大、产品一致性差、生产制造强度大等生产制造问题，切实加快了我国高速铁路制造领域制造技术相可视化、智能化、精益化发展的步伐[2]。

（三）焊缝质量智能检测系统的应用

高速车车体主要由多组铝合金部件焊接焊接而成，因此，焊缝质量是确保高速铁路车辆安全性和整体性能的重要因素，也是高速铁路制造领域，人们最为关注的制造技术控制指标。目前，依托于机器视觉技术、激光传感技术等智能技术的支持，我国已成功研发出高速车车体铝合金部件焊缝质量智能检测技术，其主要包含焊接表面质量实时监测系统、焊接速度参数实时修正系统以及焊缝跟踪系统。在焊缝质量智能检测技术的支持下，高速车车体焊接过程中，焊缝跟踪准确性明显提升，使得工人能够从恶劣的环境中解脱出来。焊接速度是影响焊接质量和效果的重要因素，焊接速度参数实时修正系统能够通过激光数据反演技术手段，实现焊接速度参数的实时调整，从而最大程度保证焊接质量。而焊接表面质量实时监测系统则能够实时更新国家最新焊缝质量检测标准，并严格按照标准对未填满、余高过大等焊缝表面问题进行实时检测，在实现焊缝检测技术的智能化、自动化、可视化发展的同时，为焊缝质量控制和焊接数据溯源奠定良好基础。

上述智能制造技术的应用，实现了高速铁路制造领域焊接参数和焊接熔池的在线实时监控，显著提升了焊缝质量检测的智能化水平，促进了我国高速铁路制造领域的智能化、自动化发展[3]。

二、我国高速铁路智能制造技术的发展展望

（一）技术内涵的转变

未来，智能制造技术将会呈现“大系统”化发展，即由智能服务、智能生产、智能产品三大功能系统和工业智联网、智能制造云两大支撑系统集合构建的综合化、系统化智能技术。随着电子信息、人工智能等技术的不断发展，下一代智能制造技术应具备以下三个基本需求：（1）传感，即智能制造系统在制造产品时能够实时收集产品数据和生产技术数据，感知外部变化情况，并将所收集的全部信息上传至云端，为后续制造工序或技术改良提供数据依据（2）计算，即将大数据技术、人工智能技术与智能制造系统深度融合，全面提升智能制造系统的计算能力，进一步提升制造系统的智能化、数字化、自动化水平，提高制造精密度（3）联网，在“万物互联”的网络时代，智能制造技术应具备云计算、边缘计算、雾计算互联的功能[4]。

（二）总体布局的转变

未来，我国高速铁路智能制造的总体布局应呈现出以下转变形式：（1）大力推进具有自适应功能，自主学习能力以及感知、决策、执行能力的新一代智能制造技术的研发工作，打造基于单机装备智能化和互联化而形成的新型智能化生产线，全面推进高速铁路制造领域的自动化、智能化、产业化发展（2）大力推行基于“BIM+”技术支持的智能制造管理平台的应用和普及。在“BIM+”技术的支持下，实现高速铁路智能制造的表转化、流程化、网络化、体系化管理，从而进一步推动智能制造技术的发展（3）加大智能机器人制造技术的研发与推广利用。通过提升和推广机器人制造技术，提升关键制造环节的制造效率和精密度;基于人机交互技术，实现机械化制造与智能化制造的有效融合，全面提升制造过程的安全性、稳定性以及效率[5]。

结语：

综上所述，在智能制造技术的支持下，我国高速铁路制造领域已经成功研发出车体长大部件工装系统、高速车车体端墙智能化生产线、焊缝质量智能检测系统等多种先进的制造工艺技术，有效推动了我国高速铁路行业发展。但这仅仅是一个开端，随着时代的发展、科学技术的不断进步，人们还应准确把握发展趋势，促进高速铁路智能制造技术的稳定发展。

参考文献：

[1]王明慧，王剑，孟庆斌，张桥，李开兰，蒋树平.高速铁路双块式轨枕智能制造技术[J].铁路技术创新，2020（04）：101-106.

[2]吴祖楠，李泽祎，刘蓟南.智能制造技术的发展与应用[J].湖北农机化，2020（13）：62-63.

[3]李雨菲.智能制造技术的研究现状与发展趋势[J].内燃机与配件，2020（07）：241-242.

[4]梁建英.开启智能化轨道交通装备新时代[J].科学，2020，72（02）： 17-22+64+4.

[5]王峰.我国高速铁路智能建造技术发展实践与展望[J].中国铁路，2019（04）：1-8.