轨道车辆生产制造研究

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随着现代城市公共交通的发展，轨道交通由于具有节能、省地、运量大、全天候、无污染（或少污染）以及安全性高等特点，因此大中城市对轨道交通的需求日益增多，伴随而来的对轨道车辆质量的要求也在逐渐提高。而我国大多数的轨道车辆制造企业在生产组织过程中仍使用传统的管理方法，已不能满足发展需求。随着现代通信技术、计算机网络技术以及现场总线控制技术的飞速发展，数字化、网络化和信息化正日益融入各个行业中，并提出了新的管理系统——智能化管理系统。智能化管理系统与传统轨道车辆制造管理方法相结合，使原有的车辆生产管理弊端逐步得到解决，并扩展了新的管理思路。上海阿尔斯通交通设备有限公司在轨道车辆生产制造中，合理运用可视化智能管理系统，逐渐摒弃传统生产制造过程中的弊端，使轨道车辆的质量稳步提高，并节约了大量的生产成本。

一、轨道车辆制造传统生产流程及智能管理的基本概念

1.轨道车辆制造传统生产流程。传统的工艺流程主要是利用人工手写的统计方式进行数据汇总，并需要每时每刻在现场收集大量的数据，不仅消耗大量的人力、物力、时间，而且数据的准确性也存在很大的偏差，生产效率不高。例如，生产计划人员或涉及到的人员没有足够的信息，导致花费很多的时间在整理收集数据、验证数据及后期调整；传统的生产控制不能提供直接可利用的信息和指示，不能帮助人员有针对性地对周期、脱期、库存和产出率等目标进行管理和控制；传统的生产流程中没有一个跨部门信息交流、交互的公共平台，各个职能部门都只能以开会、或者在生产现场指导的方式进行信息交流，信息流通慢、不及时，通过几次传递后信息存在误差；人工手写纸质的车辆质量制造的记录信息在可追溯性方面存在很大的困难，如翻阅查找麻烦、信息保存难度大、消耗大量纸质耗材等，也导致产品的质量难以得到保障。2.智能管理的基本概念。智能管理（IntelligentManagement，IM）是人工智能与管理科学、知识工程与系统工程、计算技术与通信技术、软件工程与信息工程等多学科、多技术相互结合、相互渗透而产生的一门新技术、新学科。它主要研究如何提高计算机管理系统的智能水平，以及智能管理系统的设计理论、方法与实现技术。智能管理是现代管理科学技术发展的新动向。智能管理系统是在管理信息系统（ManagementInformationSystem，MIS）、办公自动化系统（OfficeAutomationSystem，OAS）、决策支持系统（DecisionSupportSystem，DSS）的功能集成、技术集成的基础上，应用人工智能专家系统、知识工程、模式识别、人工神经网络等方法和技术，进行智能化、集成化、协调化，设计和实现的新一代的计算机管理系统。

二、可视化管理系统在轨道交通制造业中的应用

为了更形象地阐明可视化管理系统在轨道交通制造业中的应用，笔者以上海阿尔斯通交通设备有限公司的实际工作阐述如何将传统的车辆制造流程和智能管理系统进行充分的有机结合，提出并产生了适合企业的智能化管理系统——SATCO可视化管理系统（SIMS），来满足市场的需要及乘客本身对车辆质量不断提高的要求。1.可视化智能管理的定义及分类。可视化智能管理系统就是用人的视觉对现场数据信息进行及时、有效管理的一种方法。可视化管理系统分为目视显示和目视控制，即利用人的视觉优势，在计算机系统数据上围绕各个方面的信息进行一定程度的展示与共享，也可及时修改信息数据，以最佳时间和方式达到让人一清二楚、减少差错的目的，进而全方位提高质量、效率，并降低运营成本等。（1）可视化目视显示的作用：展示历史及现在的状况；展示管理层希望了解的信息；推动现状保持；让接触的相关人员产生兴趣。（2）可视化目视控制的作用：提供现有的及更新过的信息；提供把事情做成功所需的信息；清晰易懂地展示非正常情况，及时并相互推动改善；能起到警示、预防、防错的作用。基于可视化智能管理的分类及作用，可视化智能管理形成了六大核心要素：人员、机器、材料、方法、环境、信息。上海阿尔斯通交通设备有限公司正是基于上述的可视化管理的分类、作用及核心要素，稳而有序地开展了一系列可视化智能管理系统开发、使用前的信息采集及系统的编程等工作，并将可视化智能管理系统成功地运用到生产现场实际。2.可视化信息采集、编程及功能。上海阿尔斯通交通设备有限公司根据可视化智能管理的特性与要素，对生产现场各种数据进行了采集，以便为可视化智能系统开发提供显示、操作、使用和分析的基础数据。常用的现场采集内容主要包括：工位信息采集；工具、设备运行状态采集；物料信息采集；生产环境数据采集；生产产品位置数据采集。而可视化智能管理系统的数据主要来源于上海阿尔斯通交通设备有限公司已有的SAP系统（企业管理系统），也是一种物料、计划管理系统。上海阿尔斯通交通设备有限公司经过数据的采集，不断与软件开发商讨论，经过漫长的编程后，SATCO可视化管理系统正式在生产现场中应用。其主要功能包括实时生产信息与产品、工艺质量管控及跟踪信息等。（1）实时生产信息包括：实时产量信息（生产现场各个工位的作业产量、整条产线的产量等）；生产效率统计信息（工位生产效率的统计、生产效率统计分析信息、人员绩效（盖亚系统内部统计）；产线异常通知信息（物料异常、设备异常、质量异常情况等）；异常状况统计信息（各类异常状况次数及时间统计与归类归部门的分析信息）。（2）产品、工艺质量管控及跟踪信息包括：实时显示工位操作信息的合格率（工位管理系统）、超出工艺标准值及时报警、质量统计分析、质量追溯、质量管控。3.可视化智能化管理系统可视化具体应用。（1）可视化智能管理系统可视化界面。上海阿尔斯通交通设备有限公司的智能化管理系统的可视化界面包含很多可视化管理的核心要素：人员技能（显示出人员的技能、资格等）；工器具（显示工具、工装及设备统计和维护保养情况）；物料管理（显示在制车辆物料情况及物料申请信息）；生产、试验及转向架管理（显示出生产过程中的问题、车辆状态、移车等信息）；质量管理（显示车辆的质量问题、NCR物料等信息）。如图1所示。在可视化智能管理系统的界面还可以很直观地看到任意一节在制车辆的基本情况，如选中的车辆为P-SH6804项目609列车MP42车型，界面可显示它具体所在车间的工位位置信息，以及这节车所发生的生产问题、质量问题以及物料信息。如点击其它车型，也可按照相同的显示方式进行目视化管理。（2）可视化智能管理系统问题处理及控制应用模块。在可视化智能管理系统中主要是通过问题处理及控制应用模块，对各部门的问题进行记录，其包含每一个问题各个环节的情况（问题提出人、提出时间、责任人、需求解决时间、解决的方式等），这有助于对各个部门与各个项目所提问题进行追踪，责任明确，同时也有助于避免同样的问题多次发生，避免造成不必要的生产浪费。以上海阿尔斯通交通设备有限公司在制项目上海浦东线四期的609列动车为例，包含了问题清单、生产质量问题、NCR信息以及车辆在制造过程中的一些工位变更详细记录（可输入、可编辑）等信息。而这些信息都可在可视化系统内显示出来，同时，所有以往的列车详细信息内容都可以得到便捷、准确的追溯。（3）可视化智能管理系统通知模块。在可视化智能管理系统中还有通知模块，通过该模块当生产现场出现生产、质量等问题时，可视化管理智能系统会第一时间自动发出问题通知，通知相关人员的同事，并在可视化系统中自动显示出相关生产问题，可以使相关人员快速、有效地处理各类生产、质量等问题。4.可视化智能管理系统对生产制造过程的影响。上海阿尔斯通交通设备有限公司结合自身生产实际开发的可视化智能管理系统，进行生产过程的控制、人员信息及设备管控等，已经取得了较好的效果。在制造过程中，人力、物力、时间利用率大大提高；在数据统计上，实现了自动汇总统计，很好地协调了各部门之间的协作能力。可视化智能管理系统可以依据主生产计划，自动生成各个节点的在制车辆的统计情况，并生成相关图表，通过该图表可以对生产情况有较为详细的掌握，在便于能及时调整生产计划的同时，也为生产现场实时的资源调配提供了强大的依据。如图2所示。图2为公司内部对于生产问题汇总及解决问题效率的示意图。图中包含了各个部门生产中存在的问题数目和解决问题的效率，是由系统自行统计出的一个图表，有利于各个部门了解本部门还未解决的生产问题，督促各部门第一时间去处理各项问题，进而提高工作效率。图3为车辆试验状态及交车统计表。可以看出，上海阿尔斯通交通设备有限公司内部的生产部在制车辆的交车情况和在试验节点的车辆情况，显示出各个项目在哪些时间段内交付了哪些项目车辆，交付车辆与在制车辆的百分比，由此可以更好地了解公司运营计划节点是否已经满足要求。上海阿尔斯通交通设备有限公司通过可视化智能管理系统对生产实际的管控，能很好地了解整个生产过程，并为后续新项目的生产准备提供大量的具有实际意义的数据及经验，为提升企业的现代化管理水平提供了很好的空间和场地。

三、结语

当今社会是现代化信息化时代，轨道交通生产制造系统结合这一时代潮流，利用显示器、电话、互联网等设备和技术，快速有效地传播信息、存储信息、分析信息，解决生产制造过程中存在的问题。上海阿尔斯通交通设备有限公司根据现代生产现场信息量大、技术含量增大等特点，实现对企业的业务、产线管理等更新升级，给技术进步带来了成本变化，也对生产制造管理进行了新的变革，由此可见，可视化智能管理系统在轨道车辆生产制造中具有广阔的应用前景和重大的工程意义。

作者:谢琨 单位:上海阿尔斯通交通设备有限公司