走进“灯塔工厂”③｜52秒下线一片车轮！领跑全球轨道交通行业

工人日报-中工网记者 刘建林 李彦斌 通讯员 郭倩

操作工人轻点鼠标，一块块重达数百公斤的钢锭，就自动进入车轮生产线，通过预成型、成型、轧制、压弯冲孔、打标、测量等工序，只需52秒，就变成时速350公里高速列车的合格“跑鞋”——一片片闪着镜面光泽的车轮。

太重轨道公司10月16日举行了全球轨道交通行业首座“灯塔工厂”发布仪式。该公司总经理赵兴龙说，公司通过采用人工智能和柔性自动化技术，不断提高生产效率和产品质量，将缺陷率降低了33%，将单位成本降低了29%，将产量提高了33%。

近日，《工人日报》记者来到位于山西太原的太重轨道公司采访，在巨大的厂房里见到一台台重型设备组成钢铁巨龙，蜿蜒百米。架在厂房腰部的走廊沿墙伸展，串联起几间“玻璃房”。房间里，电子屏幕上实时反映产品生产进度的数字持续跳动。从物料投放到在线检测，再到生产节拍提升全过程，全部实现了实时监测，实时动态调整。

环形炉变“聪明”了

一块块特定尺寸钢锭，在大型环形加热炉里接受1200℃高温煅烧，再送上轧机经过多重淬炼，就锻造出列车车轮。

“以前，在环形炉加热过程中，工人频繁地设定和调整炉温，不仅耗时耗力，而且难以确保温度精准、加热均匀。”太重轨道公司设备能源室技术主办宋志伟介绍，现在有了智能燃烧控制系统的加持，环形炉能自动精准地控制每一块钢坯的加热温度。

在电脑屏幕的跟踪界面上，记者看到许多代表钢坯的“小点”，这些“小点”随着加热过程而不断变化。用鼠标单击每一个“小点”，都能直观地显示出“小点”对应的钢坯上、中、下部的温度以及加热过程变化曲线。

通过每块钢坯的数字化温度云图，工人能够一目了然地监控整块钢坯出炉时的温度及均匀性，保证了钢坯的质量。“不仅大幅提高了加热的精准性和均匀性，还让能源消耗降低了17%。”宋志伟说。

在推动生产线智能化改造升级时，宋志伟曾大胆提出设想：淬火炉和回火炉结构存在差异，生产节奏不匹配，成本损耗巨大，应该将回火炉内的单层结构改为双层。

当时的两台设备均为德国制造，难度最大的就是改写原系统的控制程序。控制程序涉及几百个控制程序块、上千页电气图，且关键工艺参数属于技术秘密已经被统统隐去，改造难度之大不亚于重建。

历时1年多，宋志伟带领团队成功改造了回火炉。车轮入炉等待时间从2小时缩短至半小时，大幅提升了工作效率，同时实现了回火炉“一用一备”，每年节约成本超600万元。

设备有了“心脏监测器”

在太重轨道公司车轮锻轧生产线，很多设备都外挂了一个黑色的小盒子。“这是振动检测器，相当于设备的‘心脏监测器’，能根据轴承、齿轮、联轴器等设备的振动频率，实时监测并判定设备是否有异常。”该公司技术主管闫俊峰介绍说，通过振动检测器进行实时监测，可以提前维护设备，有效避免非生产性停机。

目前，太重轨道公司在5台核心设备的核心传动部件上，总共安装了200余个振动检测器，实现了对设备状态的全面实时监测。

“自振动检测器投入使用以来，整线设备非计划停机时间减少了29%，故障率下降了70%。”闫俊峰说，以前人工监测设备运行状态效率低下、精度有限。一旦某一台设备的某个环节出了问题，就可能导致整条生产线停运。

这条世界上最先进、自动化程度最高的智能化车轮生产线，最初从国外引进。“10年前，经国外技术专家调试投产后，这条生产线月产能只有5000余片。这些年，我们勇闯智造‘无人区’，不断进行升级改造，现在生产高峰期，月产能可以达到4.3万片。”宋志伟骄傲地告诉记者。

2021年，老厂区的车轮生产线需要“退城入园”。宋志伟全程参与了全线自动化方案设计，并负责编制自动化联调方案。

宋志伟带领团队既借鉴了前期成熟稳定的技术框架，也探索采用当下最先进的人工智能技术，逐项梳理技术难点。经过数十轮技术方案交流和研讨，他们最终制定了详细的自动化系统方案，为20多岁“高龄”的生产线装上了“智慧大脑”。

工人成为管理机器人的人

“生产线经过智能化改造后，实现了有人值守、无人操作。工人们只需坐在控制室盯紧屏幕上各项生产数据，随时微调即可。”宋志伟告诉记者，现在，工人们从生产一线走进调度室，成为管理机器人的人，激发出更大的劳动创造性，自然带来了更高的效益。

作为全球轨道交通用车轮、车轴、齿轮箱及轮对的全谱系全系列全流程研发制造基地，太重轨道公司车轮年产量高达70万片，生产效率领先世界。

“改造是个循序渐进的过程，从一个应用场景进入另一个应用场景，最终实现由自动化改造向全流程数据驱动的全面跃升。”太重轨道公司副总经理芦树成介绍，经过数年的数字化发展，太重轨道公司管理中枢及各生产单元在作业过程中逐渐积累了大量数据。轨道交通实验中心科研团队通过对几十万条资源数据的深入分析和总结，归纳出一系列实操案例，这些案例能够快速复制到生产基地，从而显著提升生产制造水平、产品品质和生产效率。这些数据为打造“灯塔工厂”奠定了坚实基础。

“经过10余年的不断升级完善，我们才有了今天的成果。”赵兴龙说，除了智能制造，太重轨道公司还建立了碳排放管理平台，即时收集和分析碳排放数据，准确识别生产过程中的碳排放热点和瓶颈，不断优化生产流程和生产节拍，显著减少能源消耗与碳排放强度，以“绿色指数”持续点亮“灯塔工厂”。