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2024年01月17日

借力数据 奔着“数字孪生”去

高速运转的机械臂、四处穿梭的AGV小车(自动导引运输车)……这是大多数人眼中的数字化。“其实这只是一个自动化的场景。”成都动车段动车转向架车间主任谌伟认为,数字化分为看得见和看不见的部分,“看不见的部分”替代的是脑力劳动,“数据的流动互通,建立起精准高效、科学实时的决策系统,保证准确的数据在准确的时间,以正确的方式传递给正确的人和机器。”

成都动车段的数字化探索正是从这“看不见的部分”开始破题。“也就是从顶层设计上‘搭架子’。”集团公司车辆部副主任苗海介绍。

按照构想,该段通过云计算、大数据和人工智能技术,顶层设计1个“数字孪生”动车段数据前端、6大数字化业务模块、N个业务子系统及数字产线和1个大数据分析系统,逐步建立起“1+6+N+1”数字化建设架构。

驱动数字资源发挥价值要先“垒台”。“就是先打好数据基础。”该段动车技术创新中心主任严皓说,“但这并非简单的数据集成,而是把杂乱的数据分门别类,将原始数据不断精加工。”

6个月内,该段采集各类数据5500余万条、建立各专业领域主题库894个、融合1065项数据至车组一张图,与集团公司数据中台交互1700余万条……“海量数据只有通过采集、整理、聚合、分析,才能成为具备使用价值的数据资源。”苗海说。

无以待之,则十百而乱;有以待之,则千万若一。夯实数据底座、做好顶层设计是这场数字化“马拉松”的必然之举。

“垒台”更要“立柱”。打好数据基础后,围绕数据有效利用,该段开展数据分析系统建设,为数据处理提供一整套专业化工具,在统一的平台架构下搭建各子平台,通过搭建起的互联互通“立交桥”,实现业务系统、智能装备、台账报表等数据的整合、治理、应用,加强数据高质量供给,让数据成为资产,推动“底座”支撑日益牢固。

在电脑上打开数据分析系统管理驾驶舱,指标走势清晰、数据来源可查……各项数据清晰呈现。“每点击一项内容,数据还能够不断‘穿透’。”在严皓看来,探索大数据使用的工作是“哑巴型”,在系统中呈现出来简洁明了的界面只是“前端”,是可视化“查阅平台”,后端是数据整理处理平台,开发人员做了大量繁杂的工作。严皓打了一个比喻,“就像是餐厅的前厅和后厨,最终前厅呈现出来的只是‘冰山一角’。”

宝贵的数据资源能发挥什么作用?该段研究团队一直在琢磨。在大家看来,不仅要让数据替人多跑路,还要让数据会说话,用数据决策指导生产。

通过对数据的分析,该段在数据多维度的综合运用上也有了“肉眼可见的成效”——

通过自动采集动车组一级修作业时间节点数据,将检修进度、故障处置、异常情况等可视化显示,单组车检修作业时间压缩48分钟,全年可压缩132小时,检修生产效率提高40%,全年可多提供33组次动车上线;

作为高级修数字化产线的开山之作,数字化牵引电机线投产后人均日产能提升225%,单台电机分解检修有效修时从11.6小时直接压缩至8.3小时,各型号周转电机的采购投入按年均100组产量初步估算,全年可节支达2400余万元,预计1年半可收回产线投资成本;

对镟轮车床升级改造,形成数字化产线后,每组车作业时间可节约2小时,全年可节约990小时,相当于多提供120组次动车上线;

……

“数字孪生”是数字化建设中的一个热词。

那么,何为“数字孪生”?

“简单来说,就是利用电脑技术在虚拟世界里建造了一个成都动车段的‘孪生兄弟’。”严皓解释,这一数字孪生模型不仅要外观长得像,连里面的“神经”和“血管”都能够清楚展现。

然而,成都动车段占地2000余亩,细数“巨无霸”的“家底”,再把它搬上“云端”,难度可想而知。

目前,以“数字孪生”的方式,全段被映射到了数字化平台上。段内主要生产场所已实现全覆盖,在“数字孪生”三维全景平台上,建筑内的水电网走向、设备状态等清晰可见,具备“数字资产”特性的建筑“数字孪生体”初具雏形。

数字孪生,不仅是把生产流程数字化后“搬”上云端,其搭建过程,也是对生产流程的再造。

通过数字孪生系统,动车组一级修作业已经实现了数字化管控,动车停放位置、生产设备的实时运行状态、作业“进度条”等内容清晰可见。

设备健康管理系统是数字孪生系统的子系统之一,该系统可以将数字化智能设备用以作业安全控制,对检修设备运行数据进行动态采集,出现异常及时报警、指导处置,“就像红绿灯和监控探头,只有以数据为前提,我们才知道谁闯了红灯,哪里出现的故障影响了生产。”严皓说。

“我们现在只能说是奔着数字孪生去。”苗海直言,虽然工作取得很大进展,但距离真正的“数字孪生”还有很长的路要走。

过去一年,在数字化转型的“赶考”路上,“数字成动”答卷沉甸甸、成色足。“大家干得很辛苦,但让人骄傲的是,很多以前敢想不敢做的事都实现了。”苗海如是说。

数字化转型是一场破旧立新的求索之旅,属于长跑项目,其建设具有长期性和持续性,需要有更多的耐心和更强的毅力。“数字经济时代,数据是‘燃料’,算力是‘引擎’。”车辆部主任张甬成表示,下一步,车辆系统将以“数字成铁”现场会为起点,立标打样,带动其他车辆段复制推广,由点及面逐步形成体系,按照十年三个阶段推动车辆系统数字化建设,实现数字化整体赋能。