軌道交通：數字化管理確保運行安全

孫剛

進行生產車間改造，提高生產效率

開發智能業務系統，增強管理水平

提供車輛遠程運維，確保運行安全

軌道交通行業具有安全性能要求嚴格、產品種類多、專業化程度高的行業特征，面臨資源調配效率低下、車輛運維困難、客戶需求不斷提高等痛點，亟須加快基于工業互聯網平臺的數字化轉型步伐，提升企業綜合實力。中車四方、中車株機、中車浦鎮等企業正以車輛遠程運維為切入點，加速推動軌道車輛向研發設計數字化、生產制造柔眭化、產業鏈管理一體化、車輛運維智能化等方向轉型。基于此，我們深人剖析了軌道交通行業數字化轉型趨勢、平臺應用場景以及業務落地解決方案，希望對行業發展有借鑒意義。

軌道交通生產制造向

柔性化方向轉變

（一）研發設計從實驗驗證向平臺仿真轉變

軌道車輛行業傳統研發設計是基于實地實驗驗證，耗費大量的人力、物力、財力，且效率較低。基于工業互聯網平臺構建虛擬仿真環境，在賽博空間通過工況設置、參數輸入等進行虛擬仿真，不斷迭代優化，將持續推動產品研發完善，縮短研發周期，降低研發成本。

（二）生產制造從大批量向柔性化轉變

近年來，我國軌道車輛行業正處在快速發展時期，軌道車輛供應商規模持續擴大、供給能力不斷提升。但是，隨著市場趨向飽和，軌道車輛的產業需求逐漸升級，倒逼軌道車輛供應商積極尋求轉型，探索車輛制造車間智能化改造，加速向柔眭化生產的方式轉變。

（三）業務管理從以人為主向精益化轉變

軌道車輛行業傳統的管理模式以^、為主，具有變動性太大、作業管理混亂、管理無法落地且追溯性差等弊端。基于工業互聯網平臺對業務流程進行實時把控，有利于打通部門之間、人機之間、設備之間的數據壁壘，推動生產制造透明化、部門合作協同化、資源調配高效化。

（四）設備運維從定時維修向按需維修轉變

傳統的高速鐵路車輛運維按照里程數定時維修，大大增加了運維的時間成本、經濟成本。基于工業互聯網平臺在線采集車輛運行實時數據信息，經過算法統計和模型分析，有利于發現車輛運行過程中的健康狀態和存在的問題，智能化安排維修計劃，保障車輛運行效率。

虛擬仿真平臺實現研發

設計迭代式優化

（一）虛擬仿真

基于工業互聯網平臺搭建虛擬仿真平臺，在線上虛擬空間中進行工況模擬，實現研發設計迭代式優化。一是建立仿真模型。通過賽博空間和物理空間的映射，展示車輛系統實時狀態。二是進行工況模擬。設立不同的線路，輸入工況參數，進行虛擬空間實驗，為物理實體提供參照。三是進行設計優化。依托虛擬仿真得到的大量數據，經過統計分析，促進研發設計環節迭代更新。

（二）協同制造

基于工業互聯網打通人與機器之間、機器與機器之間、產線與產線之間的信息壁壘，實現生產過程協同平衡。一是人機協同。對機器設備進行遠程監測、指揮、維護，實現人機協同作業。二是設備協同。采集生產過程數據信息，通過大數據分析，對生產線進行智能化改造，實現生產設備最優布局。三是產線協同。基于平臺數據的計算分析、智能決策，統一調配生產要素，推動跨產線協同制造。

（三）產業鏈管理

基于工業互聯網平臺實現產業鏈的有效管理，促進軌道交通行業資源配置優化、服務能力提升。一是供應鏈管理。建立供應商關系維護、對接、交流平臺，嚴密把控市場動向，確保零部件高效供應。二是制造鏈管理。加強生產制造過程的實時監測、數據采集、智能分析，提高生產車間的洞察力。三是服務鏈管理。根據客戶不斷升級的需求推出個性化產品，提高企業服務能力，塑造綜合競爭力。例如，中車信息技術有限公司建設“中車購”供應鏈電子商務協同平臺，截至2017年7月，平臺交易總規模超過640億元，合格供應商用戶總數超過2萬家。

（四）設備健康管理

基于工業互聯網平臺對軌道車輛設備進行深刻洞察、設備故障精準預測、事故風險有效評估，按需安排維修計劃。

一是狀態監測。通過傳感器等感知設備，采集車輛運行過程中的狀態數據，實時進行狀態監測。二是建模仿真。利用虛擬仿真平臺，進行不同工況的狀態模擬，從而不斷優化車輛性能。三是大數據分析。結合工作日志、歷史故障、運行軌跡、實時位置等海量數據進行挖掘分析，判斷可能出現故障的時間和部位，實現預測性維護。

提高生產效率

確保運行安全

（一）進行生產車間改造，提高生產效率

一是依托工業互聯網平臺，對車間全要素進行連接，實現生產數據可視化、生產過程透明化的制造全過程動態管控。二是基于大數據分析，對生產車間資源進行智能化調配，實現產線協同，提高生產資源利用率。三是基于工業互聯網平臺，對車間進行智能化改造，提高生產制造數字化水平。

（二）開發智能業務系統，增強管理水平

一是生產安全管理，對生產車間進行實時監測，排查安全隱患，提供安全報警服務。二是質量管理，利用傳感器、攝像頭等設備，對各工序進行質量數據采集，進行質量分析、售后質量信息處置等工作。三是業務管理，開發基于平臺的—體化管理系統，打通供應商、服務商、經銷商等合作伙伴間的信息壁壘，提高管理效率。

（三）提供車輛遠程運維，確保運行安全

一是建立實時狀態感知系統，采集車輛運行過程中的參數信息，將收集的數據進行有效轉換和傳輸。二是建立車輛實時監控系統，直觀展示線上所有運行列車的速度、狀態、運營等參數，有效提升車輛的統籌、調度、管理效率。三是建立故障預警系統，進行健康狀態判斷、趨勢分析與異常情況自動報警。