轨道交通行业数字化工厂规划研究 .pdfVIP

1建设目标

通过智能制造新模式的应用，建成转向架数字化、智能化检修生产线，打造转向

架检修数字化车间；实现生产效率提高20%以上，运营成本降低20%以上，产

品研制周期缩短30%以上，产品不良品率降低20%以上，能源利用率提高10%

以上的目标；数字化生产线的建设与公司技术体系规划、经营管理体系优化、标

准化推进和精益管理等工作紧密结合，促进公司技术水平与管理水平双提升；通

过智能检测技术对转向架检修质量进行在线监测、在线检测，对产品生产质量信

息进行追溯，逐步建立检修质量管控新模式。

2技术方案

2.1系统架构

按照总体规划、分步实施的原则，逐步推进数字化工厂的建设，公司数字化工厂

的总体架构如下图）：

数字化工厂系统架构

2.2方案概述

为实现数字化车间的目标，满足车间信息化要求，针对检修信息化的特点，重点

配置设备层（转向架车间DNC系统、转向架数字化车间工业网络建设以及5条

数字化生产线），针对业务层配置资产管理系统，针对企业层配置健康大数据管

理硬件平台，与既有的信息化系统构建功能较为完善的数字化车间。

通过健康大数据平台建设采用大数据和数据挖掘技术，对转向架预警、趋势、状

态及故障等进行分析挖掘和探索，为列车安全运行和故障诊断提供保障，提升技

术服务水平，同时为列车故障预测与健康管理进行探索和研究。

通过DNC系统建设将数控设备进行联网，实现数控程序的集中管理与推送；实

现数控系统数控加工程序数据自动备份；实现数控加工程序的比较与优化。

通过资产管理系统建设将车间设备作为重要资源进行管理，优化设备配置，提高

使用效率，建立以全寿命周期管理为主线的资产管理体系，实现资产价值管理与

实物形态管理的统一，建立数字化信息平台，改善与优化资产资源，提升资产管

理和智能制造水平。

通过车间工业网络建设建立车间互联互通的网络架构，保证数据的可靠和快速传

输。

2.3主要实施内容

（1）健康大数据管理硬件平台

数据采集后使用大数据挖掘技术，对转向架预警、趋势、状态及故障等进行分析

挖掘，为列车安全运行和故障诊断提供保障，在分析挖掘中有以下几个功能：

数据源采集：基于车地数据，智能转向架数据、MRO数据、服务终端采集数据

等其他数据。

数据处理：主要包括数据获取、数据核验、数据清洗和数据预处理，在顺利接收

数据的前提下，清洗异常数据，并对数据进行加工，保证数据的质量，为后续分

析挖掘提供数据支撑。

分析挖掘：结合业务理解和需求理解，并结合数据的支撑粒度，选择不同的算法

和模型，解决业务问题，例如数据分析、特征提取、机器学习等。

通过大数据平台实现健康诊断、专家与技术支持、模型库完善，并在客户端展示

分析挖掘的结果，为运营监控诊断提供数据支撑。

（2）转向架车间DNC系统

通过实施DNC系统，将数控设备进行联网，根据计划排程，实现数控程序的集

中管理与推送；实现数控系统数控加工程序数据自动备份；实现数控加工程序的

比较与优化；通过不同CNC控制器的连接，实现信息通讯；实现数控加工编程

系统的连接。

DNC系统的实施，NC程序的传输更加方便、安全、快捷、稳定，对设备状态生

产计划执行状态、进度、质量等情况均了如指掌，减少生产准备时间，大大提高

生产效率和设备利用率，规范了车间管理，实现车间的精益化生产。

（3）资产管理系统（EAM）

通过资产管理系统（EAM）建设，将企业资产作为重要资源进行管理，优化资产

配置，提高使用效率，追求投资回报的最大化；建立以全寿命周期管理为主线的

资产管理体系，实现资产价值管理与实物形态管理的统一；建立数字化信息平台，

改善与优化资产资源，提升资产管理和智能制造水平。

[1]

（4）数字化车间工业网络建设

未来各种各样的设备车间级以太网系统采用环形以太网结构，网络结构如下图所

示。整个转向架数字化车间工业网络可分为三层，分别是办公网络、车间环形以

太网、此层设备的现场总线[2]。

（5）生产线控制系统

生产线控制系统需完成将各个生产区域进行系统集成，实现统一调度，统一管理，

实现实时监控、作业智能调度、物料生产信息跟踪采集、生产计划创建、设备管

理等。生产线控制系统功能包括：实现在线系统监测、线内作业的智能调度、故

障诊断、集成条码系统、设备利用率分析，并利用大数据技术，对生产线各数据

进行统计积累，形成生产信息基础数据库，通