淺談機(jī)器人技術(shù)設(shè)備與鐵路企業(yè)的融合發(fā)展

　　摘要：隨著機(jī)器人技術(shù)裝備的飛速發(fā)展，其在鐵路行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛和深入。本文對(duì)機(jī)器人技術(shù)裝備在故路行業(yè)的應(yīng)用做簡(jiǎn)要的綜述。重點(diǎn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人在哈爾濱局集團(tuán)公司的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，并結(jié)合鐵路行業(yè)的相關(guān)工作，提出了機(jī)器人技術(shù)裝備與鐵路企業(yè)融合發(fā)展的若干思考和建議。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)器人技術(shù)裝備;鐵路;應(yīng)用

　　1引言

　　近年來，伴隨著人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)快速發(fā)展和日臻成熟，為鐵路事業(yè)的發(fā)展注人了新動(dòng)力，目前國鐵集團(tuán)非常重視智慧鐵路建設(shè)。通過智能系統(tǒng)的整合集成運(yùn)用，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能與鐵路企業(yè)深度融合，利用其更透徹的感知和度量、互聯(lián)互通和更深人的智能化等特點(diǎn)，不斷提升中國鐵路智能化水平。因此，全面推進(jìn)新興信息技術(shù)在鐵路科技創(chuàng)新中的應(yīng)用，加快智能化鐵路進(jìn)程，是鐵路企業(yè)以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重要課題。

　　2機(jī)器人技術(shù)裝備在鐵路行業(yè)的應(yīng)用

　　隨著機(jī)器人技術(shù)裝備的快速發(fā)展，其在汽車制造、機(jī)械加工、焊接、流水線上下料、磨削拋光、搬運(yùn)碼垛、裝配、噴涂等作業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人作為高端制造裝備的重要組成部分，是我國先進(jìn)制造業(yè)的重要技術(shù)裝備，將對(duì)未來生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展及增強(qiáng)軍事國防實(shí)力都具有十分重要的意義，有望成為繼汽車、飛機(jī)、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的又一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)m。隨著中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向“融合發(fā)展、深化應(yīng)用”的不斷推進(jìn)，在鐵路行業(yè)也涌現(xiàn)出了一大批智能機(jī)器人。無論是在站車服務(wù)還是檢修、監(jiān)測(cè)、檢測(cè)方面，它們都發(fā)揮了重要作用。

　　(1)成都供電段應(yīng)用的機(jī)器人“成成”，來自成都供電段的“成成”是西成高鐵全線首個(gè)智能巡檢機(jī)器人。“成成”的左眼裝有紅外熱成像儀，右眼裝有可見光攝像機(jī)，在巡視鐵路供電線路時(shí)，眼里不同顏色代表不同的溫度，反映了設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。此外，“成成”還會(huì)通過發(fā)出連續(xù)均勻的“嗡嗡”聲或發(fā)出異常聲響對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并在電腦端顯示原因，為無人值守變電所的推廣應(yīng)用創(chuàng)新了技術(shù)檢測(cè)手段，進(jìn)一步提高了變配電所巡檢的可靠性和安全性。

　　(2)成都動(dòng)車段應(yīng)用的機(jī)器人“聰聰”和“強(qiáng)強(qiáng)”，機(jī)器人“聰聰”和“強(qiáng)強(qiáng)”灰色的身體是它的控制中心，兩支黃色的檢測(cè)手臂是它的圖像采集機(jī)構(gòu)�？刂浦行呢�(fù)責(zé)收集整理采集的圖像、調(diào)整整個(gè)檢查工作過程;圖像采集機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)采集動(dòng)車組底部各部分的檢測(cè)信息。機(jī)器人“聰聰”和“強(qiáng)強(qiáng)”的應(yīng)用可使動(dòng)車檢測(cè)更加穩(wěn)定、可靠，并可大幅縮短作業(yè)耗時(shí)，有效節(jié)省了人力資源。

　　(3)臨沂工務(wù)段應(yīng)用的機(jī)器人“小坦克”，履帶式橋梁檢查機(jī)器人，搭載了旋轉(zhuǎn)高清攝像頭和三軸穩(wěn)定云臺(tái)，通過搖控可在橋梁鋼梁之間來回穿梭，輕松跨過7厘米的橋梁角鋼，使鐵路鋼橋底部檢查無死角，大大提高了檢查效率和精準(zhǔn)度。此外，全自動(dòng)機(jī)器人在鐵路貨車輪對(duì)噴涂中的應(yīng)用，成功解決了清漆利用率低、漆膜厚度不均、噴漆場(chǎng)所環(huán)境污染嚴(yán)重、人工噴漆對(duì)工作者身體健康存在危害等問題[21。焊接機(jī)器人在鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架焊接過程中的應(yīng)用，為提高焊接質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率、保證運(yùn)輸生產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用131。

　　3機(jī)器人技術(shù)裝備在哈爾濱局集團(tuán)公司的應(yīng)用

　　3.1鐵路車輛減速頂維修機(jī)器人技術(shù)裝備

　　鐵道車輛減速頂(簡(jiǎn)稱減速頂)是以液壓油和彈性體為介質(zhì)，安裝在鋼軌上，通過滑動(dòng)油缸帽頭與車輪接觸對(duì)車輛起制動(dòng)減速作用的一種調(diào)速設(shè)備。自1973年中國第一臺(tái)減速頂在哈爾濱局集團(tuán)公司誕生以來，哈爾濱局集團(tuán)公司研制的減速頂調(diào)速設(shè)備已廣泛應(yīng)用在18個(gè)局集團(tuán)公司的200多個(gè)車站和冶金、礦山、電力、化工、港口等專用鐵道及專用線的站、線，并遠(yuǎn)銷波蘭、俄羅斯、美國等國家。減速頂在調(diào)車調(diào)速、提高作業(yè)效率、保證運(yùn)輸作業(yè)和人身安全方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，定期及時(shí)養(yǎng)護(hù)維修減速頂，保證減速頂良好的運(yùn)用狀態(tài)，對(duì)保證運(yùn)輸生產(chǎn)安全至關(guān)重要。

　　3.1.1傳統(tǒng)減速頂養(yǎng)護(hù)維修存在的問題

　　傳統(tǒng)的減速頂日常及大修期的維修作業(yè)各環(huán)節(jié)全部依靠人工完成，主要存在以下幾方面亟待解決的突出問題：(1)人工維修效率低人工完成一臺(tái)減速頂維修的平均作業(yè)時(shí)間約為半個(gè)小時(shí)，而哈南站每年大修期約有2500多個(gè)減速頂需要維修、換油。由于人工維修效率低，造成年均大修周期都維持在三個(gè)月左右，漫長(zhǎng)的大修周期對(duì)站組人員調(diào)配和車站運(yùn)輸安全都帶來了極大的考驗(yàn)。(2)人工維修質(zhì)量差減速頂維修中，清洗、組裝、注油、充氮等若干環(huán)節(jié)對(duì)作業(yè)精度有非常高的要求。而人工操作中采用的用毛刷清洗、憑感覺裝配、靠手眼配合注油、充氮的“原始”、“粗放”型維修方式，無法做到“精準(zhǔn)維修”，難以保證成品減速頂?shù)母黜?xiàng)性能指標(biāo)。

　　(3)人工維修成本高人工維修作業(yè)的主體是維修人員，為保證維修任務(wù)的順利完成，必須配備足夠的維修人員。相應(yīng)的人員工資、社保繳納、福利待遇等都在無形中增加了維修成本。另外，人工清洗必須采用專用洗油，不僅污染環(huán)境，而且成本高昂。(4)作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大減速頂?shù)膯误w平均重量約為13公斤，維修期間對(duì)十多公斤的減速頂數(shù)次搬轉(zhuǎn)挪移，拆解、清洗、組裝、打壓、注油注氮等一套工序多次重復(fù)進(jìn)行下來，對(duì)維修作業(yè)人員的體力造成巨大消耗。

　　3.1.2引人機(jī)器人技術(shù)裝備維修減速頂方案

　　按照國鐵集團(tuán)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Q/CR462-2017《鐵道車輛減速頂安裝、運(yùn)用、維修要求》、哈爾濱局集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)Q/HBT0038-2011《減速頂檢查與修理》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，減速頂室內(nèi)檢修流程從拆解到組裝流水線作業(yè)需要9道工位、21道工序。鐵路車輛減速頂維修引入機(jī)器人技術(shù)裝備，就傳統(tǒng)減速頂維修中存在的突出問題，優(yōu)化減速頂維修流程，將現(xiàn)有的21道工序、9個(gè)工位進(jìn)行優(yōu)化重組為4個(gè)工位。節(jié)省實(shí)際作業(yè)人員4~5名，并有針對(duì)性的解決了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中存在的突出問題。主要具有以下特點(diǎn)：(1)采用先進(jìn)技術(shù)，切實(shí)提高生產(chǎn)效率。通過“六軸工業(yè)機(jī)械手”輔以專門研發(fā)的“自動(dòng)化拆裝夾具”，配合高潔凈度清洗效果的“超聲波清洗機(jī)”，使一臺(tái)減速頂?shù)钠骄�維修時(shí)間壓縮到10分鐘以內(nèi)。(2)保證維修品質(zhì)，全面提升組裝合格率。

　　利用“超聲波”的強(qiáng)大滲透力保證清洗不留死角;通過對(duì)現(xiàn)有減速頂實(shí)驗(yàn)臺(tái)的改造升級(jí)，加人“數(shù)顯式”注油、充氮儀器儀表，確保油缸注油誤差小于0.1ml，充氮誤差小于O.OIMPa;借助“六軸工業(yè)機(jī)械手”和“自動(dòng)化拆裝夾具”的配合保證安裝精度;借助壓力傳感器與定制化設(shè)計(jì)的具有數(shù)顯及存儲(chǔ)功能檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)減速頂?shù)膲毫�檢測(cè)，確保每臺(tái)減速頂?shù)母黜?xiàng)性能指標(biāo)“可視”、“可調(diào)”、“可控”。(3)減速頂?shù)霓D(zhuǎn)移換位通過“六軸工業(yè)機(jī)械手”、高精度傳感器、傳送帶等實(shí)現(xiàn)，全程不需要人工參與，大大降低維修人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　3.2鐵路檢修作業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)引入機(jī)器人技術(shù)裝備，鐵路機(jī)車、車輛、工務(wù)等檢修流水線上，體力勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、檢修標(biāo)準(zhǔn)高、效率要求高的環(huán)節(jié)，機(jī)器人技術(shù)裝備需求非常廣泛而且迫切。我們有針對(duì)性的開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研工作，組建項(xiàng)目攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，保持定力持續(xù)開展科技創(chuàng)新，解決安全、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)中突出的關(guān)鍵問題，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的支撐引領(lǐng)作用，助推企業(yè)快速發(fā)展。

　　4機(jī)器人技術(shù)裝備與鐵路企業(yè)融合發(fā)展的若干思考

　　4.1深化機(jī)器人技術(shù)裝備在鐵路行業(yè)的應(yīng)用

　　加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)裝備在鐵路固定、移動(dòng)設(shè)備檢修作業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的應(yīng)用，從而改善作業(yè)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率、效益，逐步適應(yīng)修程修制改革。(1)鐵路車輛輪對(duì)自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器人利用機(jī)器人系統(tǒng)圖像識(shí)別、激光掃描定位檢測(cè)等功能，模擬人工作業(yè)方式對(duì)車輛輪對(duì)尺寸進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。從而解決人工檢測(cè)存在的漏檢、工作效率底、操作不便等問題。(2)鐵路貨車承載鞍檢測(cè)機(jī)器人利用機(jī)器人系統(tǒng)的激光傳感器對(duì)承載鞍進(jìn)行檢測(cè)，通過主控計(jì)算機(jī)將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳入鐵路貨車技術(shù)管理信息系統(tǒng)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)與鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T3267—2011《鐵道貨車承載》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)后，使用機(jī)械臂系統(tǒng)抓取合格的承載鞍替換掉不合格的承載鞍。此項(xiàng)應(yīng)用將有效提高作業(yè)效率和準(zhǔn)確度。(3)鐵路貨車轉(zhuǎn)向架拆解機(jī)器人通過主控計(jì)算機(jī)控制機(jī)械臂系統(tǒng)將貨車轉(zhuǎn)向架進(jìn)行拆解，替代人力拿取枕簧、斜楔等較重的配件。此項(xiàng)應(yīng)用能夠?qū)⒆鳂I(yè)人員從負(fù)荷大的工作中徹底解放出來，杜絕人身傷害的發(fā)生。

　　4.2開展高寒地區(qū)高速鐵路檢測(cè)、監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究

　　基于時(shí)速250公里高寒型中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組，重點(diǎn)研究列車走行部的車輪、軸承、電機(jī)、齒輪箱、閘瓦、車頂及受電弓、車內(nèi)電氣柜及電路線路，應(yīng)用多傳感器融合技術(shù)、力學(xué)、聲學(xué)、紅外、5G數(shù)據(jù)傳輸、機(jī)器視覺、光學(xué)測(cè)量等技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，開展高寒地區(qū)動(dòng)車組安全運(yùn)行技術(shù)研究。

　　4.3依托“產(chǎn)學(xué)研”加快先進(jìn)技術(shù)與鐵路企業(yè)的融合發(fā)展

　　高校和科研院所是企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的生力軍，“產(chǎn)學(xué)研”合作是推動(dòng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工作的重要手段和途徑。為促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)與鐵路裝備制造業(yè)深度融合，我們積極探索與哈爾濱工業(yè)大學(xué)、大連交通大學(xué)等高等院校戰(zhàn)略合作途徑，在材料科學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境與生態(tài)學(xué)、人工智能、軌道交通、列控技術(shù)等方面，結(jié)合哈爾濱局集團(tuán)公司運(yùn)輸安全生產(chǎn)市場(chǎng)需求，整合校企優(yōu)質(zhì)資源，積極探索“產(chǎn)學(xué)研”緊密結(jié)合創(chuàng)新模式，搭建校企協(xié)同戰(zhàn)略平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)充分發(fā)揮校企雙方市場(chǎng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利用國家、國鐵集團(tuán)、黑龍江省促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化優(yōu)惠政策，促進(jìn)科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展動(dòng)力。充分發(fā)揮校企雙方資源和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建“資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相互促進(jìn)、共同提高”的校企合作發(fā)展新格局。

　　4.4完善科技創(chuàng)新政策環(huán)境

　　依據(jù)國鐵集團(tuán)科技創(chuàng)新政策，結(jié)合哈爾濱局集團(tuán)公司實(shí)際，優(yōu)化科技創(chuàng)新管理流程，明晰科技創(chuàng)新管理職責(zé)，明確科技創(chuàng)新管理標(biāo)準(zhǔn)，完善科技創(chuàng)新管理制度辦法，營(yíng)造良好科技創(chuàng)新環(huán)境。

　　4.5培養(yǎng)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科技創(chuàng)新關(guān)鍵在人才，大力培養(yǎng)和吸引科技人才是企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。大力推進(jìn)科技人才隊(duì)伍建設(shè)要以推進(jìn)高層次創(chuàng)新型人才隊(duì)伍建設(shè)為著力點(diǎn)，加快培養(yǎng)大批青年科技英才，全面帶動(dòng)科技人才發(fā)展。要堅(jiān)持以人才為本，研究型人才和實(shí)用型人才的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。牢固確立人才是第一資源的戰(zhàn)略地位，逐步建立與完善人才培養(yǎng)機(jī)制，圍繞人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)，以科技項(xiàng)目為落腳點(diǎn)、出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)具有自主創(chuàng)新能力的高水平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

　　5結(jié)束語

　　隨著《鐵路“十三五”發(fā)展規(guī)劃》的全面實(shí)施，鐵道行業(yè)和鐵路企業(yè)的科技創(chuàng)新在引領(lǐng)、支撐企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中的作用越來越突出。在我國鐵路技術(shù)從“先進(jìn)”到“引領(lǐng)”的進(jìn)程中，人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息化技術(shù)的引人發(fā)揮了重要作用。其中，機(jī)器人技術(shù)裝備在鐵路行業(yè)的深人應(yīng)用為改變鐵路現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)模式、提高作業(yè)效率、改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境、提高安全可靠性能、節(jié)省人力資源等方面發(fā)揮了重要作用。加強(qiáng)機(jī)器人技術(shù)裝備研發(fā)，推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)裝備與鐵路行業(yè)的融合發(fā)展將為加強(qiáng)現(xiàn)代化鐵路建設(shè)，構(gòu)建現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系具有十分重要的意義。

　　參考文獻(xiàn)

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　　相關(guān)論文投稿刊物：《中國設(shè)備工程》曾用刊名：(中國設(shè)備管理;設(shè)備管理)1985年創(chuàng)刊是中國工業(yè)領(lǐng)域的國家級(jí)宣傳平臺(tái)，國家一級(jí)刊物。以宣傳報(bào)道國家工業(yè)發(fā)展工作的戰(zhàn)略、政策、法規(guī)，關(guān)注全球工業(yè)、設(shè)備管理等全面解決方案的專業(yè)載體。它憑借提供準(zhǔn)確、客觀、專業(yè)性的信息，服務(wù)于中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。雜志充分依托國家發(fā)改委、工信部等平臺(tái)資源優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)搭建政策與市場(chǎng)機(jī)會(huì)的平臺(tái)，為企業(yè)提供展示優(yōu)勢(shì)和對(duì)接服務(wù)的平臺(tái)，搭建企業(yè)與政府互動(dòng)的平臺(tái)，推動(dòng)中國工業(yè)綠色發(fā)展，推動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)，建設(shè)生態(tài)文明。

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