行业案例4——中车青岛四方机车车辆有限公司
中车青岛四方机车车辆股份有限公司以高速动车组核心部件——转向架车间为实施载体，以关键制造环节智能化为核心，以网络互联为支撑，研发适用于轨道交通装备行业的先进制造技术和装备，实现了高速动车组转向架的智能制造。通过智能装备、智能物流、制造执行系统（MES）、运营决策系统的集成应用，实现转向架生产过程的优化控制、智能调度、状态监控、质量管控，增强生产过程透明度，提高生产效率、提升产品质量，打造生产效率高、产品质量好、制造柔性高且满足多品种并行生产、个性化产品定制的转向架智能制造模式。
一、企业基本情况
中车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称中车青岛四方）是中国中车股份有限公司下属的控股子公司，是中国高速动车组产业化基地、国内地铁/轻轨车辆定点生产厂家、铁路高档客车的主导设计制造企业、国家轨道交通装备产品重要出口基地、中国高速动车组产业技术创新联盟主发起单位和国家级高新技术企业。
中车青岛四注册资本为40.04亿元，现有总资产519亿元，2019年销售收入442亿元。中车青岛四方的主营业务包括高速列车、地铁/轻轨车辆、高档铁路客车和内燃动车组等高端轨道交通客运装备产品的研发、制造、检修和服务。
中车青岛四方现拥有生产线40余条，主要生产设备3200余台，大型数控设备330余台。目前，中车青岛四方已具备年产高速动车组1440辆、检修高速动车组2400辆、地铁/轻轨车辆800辆、高档客车及内燃动车组300辆的生产能力。
二、所属行业及特点
按照我国国民经济行业分类（GB/T4754—2017）标准，中车青岛四方属于铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业大类（代码37），铁路运输设备制造中类（代码371），高铁车组制造小类（代码3711）。高速动车组的研制是一项庞大而复杂的系统工程，涉及信息通信、电力电子、材料化工、机械制造、自动控制等多个技术领域，具有技术含量高、知识技术密集，体现多学科和多领域高精尖技术等特点，具有高附加值，处于价值链顶端。
高速动车组采用订单式、中小批量生产方式，其结构非常复杂，主要由车体（起承载作用）、走行装置（如转向架）、动力装置（如牵引、制动、电气装置）、空调、设备、辅助供电等多个部分组成。其中，转向架是高速动车组的核心部件，也是体现技术创新和能力水平的关键零部件。转向架由构架、轮轴、车轮、一系悬挂、二系悬挂、轴箱等部分组成。除一系悬挂等部件需要第三方提供之外，构架、轮轴、车轮、二系悬挂、轴箱等部分都由主机厂生产。衡量高速动车组研制水平的关键指标是安全性、平稳性、舒适性和可靠性等，而转向架的制造能力是决定高速动车组研制水平的关键。
三、智能制造亮点及模式总结
01、应用大型高档数控机床和重载机器人，提升关键零部件制造水平
为解决传统制造模式下转向架关键零部件——构架和轮轴产品质量一致性差、制造成本高等问题，中车青岛四方通过分析主要工艺流程，对关键工序进行了智能化改造。
通过研发自动组焊、打磨、加工、喷涂、人机交互、条码技术、自动异常监控等工艺，实现构架和轮轴的自动化上下料、加工、焊接、喷涂，生产效率提升20%~30%。在轴承压装、转向架装配工序，研制应用精密重载装配机器人、六轴搬运机器人，攻克了机器人吊装与精准移送、部件自寻位精确定位、自动检测与调整等难题，实现了基于机器人的零部件精准自动装配，生产效率提升约60%。
02、研发智能传感与控制装备，提高关键装备利用率
为了降低构架焊缝打磨、构架清洗、轴承压装等工序的制造成本，改善作业环境，中车青岛四方研制了多种智能传感与控制装备，包括11套焊接工序、32套加工组装工序、65套轮轴工序、73套检修工序，通过智能传感与控制装备替代人工完成复杂的生产作业。
为了提高构架加工设备利用率，将数控龙门加工中心、检测设备联网集成，应用 RFID 实现构架型号自动识别，研发数据采集与控制系统控制数控程序自动下载及删除，工作台自动交换、设备自动启停，实时监测主轴负载，出现异常实时报警，实现了构架加工一人多机控制，生产效率提高10。
03、研制智能检测与装配装备，全面提升关键工序的效率和质量
为了解决装配和检测工序工作量大、检测结果易受测量人员技能水平影响的问题，中车青岛四方开展了智能检测及装配装备的研制。
通过智能装备集成视觉识别技术，轴承检测、转向架落成工序实现轴承自动抓取、转向架自动落成，生产效率提高约10%；基于传感器、工业网络，转向架螺栓扭矩、齿轮箱轴承温度、转向架关键尺寸检测等工序实现了检测结果在线实时监控、系统自动防错技术的全面应用，切实提升产品质量保障能力。
轴承检测工序采用激光测试、视觉识别、振动频谱和大数据分析技术，配合智能装备应用，改变了传统人工检测、人工识别缺陷、人工装配方式，实现轴承故障诊断精准度提升60%、装配效率提升30%以上。
附：内容来源于《智能工厂案例集》装备工业一司，侵权删。
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