曹曉明,吳澤霖,劉海艷

(中車青島四方車輛研究所有限公司 智能裝備事業(yè)部,山東 青島 266031)

制動閥作為鐵路客車制動系統(tǒng)中的核心部件,其檢修具有潔凈、高效和可靠等要求,體現(xiàn)著客車檢修水平的高低,每個車輛段都十分重視。目前,檢修工藝和手段相對落后,檢修過程和質(zhì)量控制不夠精細(xì),檢修履歷不全,信息追溯困難,現(xiàn)場與上層管理脫節(jié),缺少可視化引導(dǎo)、精細(xì)化規(guī)范、電子化記錄和網(wǎng)絡(luò)化管理,信息化程度較低。

鐵路客車制動閥信息化檢修系統(tǒng)應(yīng)融合RFID 識別、條碼識別、人員識別、設(shè)備物聯(lián)、智能扭矩、可視化和軟件等技術(shù),實現(xiàn)制動閥的分解、檢修、組裝和試驗等檢修過程的信息化管控,對關(guān)鍵工序進(jìn)行精確控制,過程數(shù)據(jù)實時記錄,實現(xiàn)檢修過程“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”各要素的科學(xué)管理和有效銜接,形成檢修電子履歷,實現(xiàn)檢修生產(chǎn)和管理的信息化[1]。

1 系統(tǒng)介紹

客車制動閥檢修系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)邏輯分為分解區(qū)、清洗區(qū)、研磨區(qū)、組裝區(qū)和試驗區(qū)五部分(圖1)。制動閥置于托盤內(nèi)在產(chǎn)線上依次流轉(zhuǎn)。

圖1 客車制動閥檢修系統(tǒng)分區(qū)

(1) 分解區(qū)進(jìn)行制動閥分解作業(yè),配備分解工作臺、讀卡器和手持終端等。員工開工打卡,記錄開工信息,通過手持終端對制動閥進(jìn)行登記認(rèn)證,將閥號和托盤號關(guān)聯(lián)。

(2) 清洗區(qū)進(jìn)行制動閥清洗作業(yè),清洗設(shè)備為全自動超聲波清洗機(jī),制動閥借助托盤依次從清洗機(jī)的入口處進(jìn)入清洗機(jī),進(jìn)行鼓泡、粗洗、精洗、漂洗和烘干作業(yè)。

(3) 研磨區(qū)進(jìn)行制動閥的滑閥和滑閥座的研磨作業(yè)。研磨后,采用通路吹掃設(shè)備對閥內(nèi)部通路進(jìn)行吹掃,有效清洗和吹掃殘留在孔路暗道內(nèi)的積液、雜物和粉末等,提高制動閥的檢修工藝水平和質(zhì)量。

(4) 進(jìn)入組裝區(qū)前,通過固定工位安裝的工業(yè)相機(jī)對制動閥進(jìn)行拍照和記錄[2]。組裝過程中,工位觸控一體機(jī)實時顯示組裝工藝、圖片或視頻以指導(dǎo)組裝作業(yè)。

(5) 組裝質(zhì)檢完畢,制動閥流轉(zhuǎn)至試驗區(qū)。試驗設(shè)備通過智能網(wǎng)關(guān)接入信息化系統(tǒng),試驗完畢,試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果自動上傳系統(tǒng)進(jìn)行存儲和展示。

2 信息化建設(shè)

2.1 RFID識別

在傳輸流水線上進(jìn)行電子標(biāo)簽建設(shè),對托盤進(jìn)行唯一編碼[3]。托盤側(cè)面和底面各設(shè)置電子標(biāo)簽一枚(圖2),側(cè)面可以方便手持終端進(jìn)行手動掃碼,底面標(biāo)簽通過RFID 讀寫器自動進(jìn)行信息讀取。

圖2 RFID標(biāo)簽安裝位置

2.2 人員識別

系統(tǒng)能夠?qū)z修人員進(jìn)行識別、記錄和分析。工作臺、試驗臺和工位機(jī)等能夠識別員工卡,對作業(yè)人員、登錄時間和作業(yè)時間等信息進(jìn)行記錄、分析和展現(xiàn)(圖3)。

圖3 現(xiàn)場人員識別方式

2.3 智能扭矩

智能組裝工作臺配備有線和無線兩種智能扭矩扳手(圖4)。系統(tǒng)能夠通過使用套筒選擇器切換緊固程序,下達(dá)不同的扭矩參數(shù),扭矩結(jié)果會自動回傳系統(tǒng)進(jìn)行記錄,實現(xiàn)有效防錯和追溯。

圖4 智能扭矩扳手

2.4 設(shè)備物聯(lián)

通過智能網(wǎng)關(guān)將現(xiàn)場設(shè)備接入系統(tǒng),實現(xiàn)編號和參數(shù)自動下傳、數(shù)據(jù)和結(jié)果自動上傳和記錄等功能,能夠?qū)崿F(xiàn)試驗人員、試驗狀態(tài)等的統(tǒng)計、分析和展示。

2.5 條碼識別

對彈簧物料盒進(jìn)行條碼建設(shè),具體方式見圖5。彈簧試驗時,通過掃碼槍掃描對應(yīng)的物料盒,試驗數(shù)據(jù)信息自動關(guān)聯(lián)條碼。檢修組裝時,掃描對應(yīng)的條碼,制動閥和彈簧數(shù)據(jù)信息自動關(guān)聯(lián)。

圖5 掃碼槍及帶條碼彈簧物料盒

2.6 可視化建設(shè)

檢修線設(shè)置展示大屏,能夠展現(xiàn)檢修生產(chǎn)狀態(tài),如任務(wù)量、完成率、工位生產(chǎn)和試驗數(shù)據(jù)等,還可以展示生產(chǎn)工藝文件和視頻[4]。

2.7 檢修履歷建設(shè)

通過信息化建設(shè),能夠生成制動閥檢修電子履歷,包括各工序操作人員、檢修時間、完成情況、具體的過程數(shù)據(jù)、扭矩記錄和照片等。

3 軟件建設(shè)

系統(tǒng)軟件基于C/S+B/S構(gòu)建管理平臺[5],工位端采用C/S架構(gòu),管理部分采用B/S架構(gòu),滿足性能、維護(hù)以及使用的便利性。系統(tǒng)采用三層業(yè)務(wù)架構(gòu),分為業(yè)務(wù)平臺層、產(chǎn)線管理層和控制層(圖6)。平臺層主要負(fù)責(zé)基礎(chǔ)信息、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理的維護(hù)等功能;產(chǎn)線管理層獲取上層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和配置信息,下發(fā)控制層和上傳數(shù)據(jù)給平臺層;控制層負(fù)責(zé)對接工位設(shè)備,如讀卡器、掃碼槍、PLC 等基礎(chǔ)硬件,實現(xiàn)底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和具體的檢修業(yè)務(wù)。三層業(yè)務(wù)架構(gòu)明確,責(zé)任清楚,具備極高的可用性和穩(wěn)定性。

圖6 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)環(huán)境為mysql 8.0;管理后臺采用asp.net開發(fā)框架,開發(fā)工具為Vs2017。圖7為系統(tǒng)軟件界面。

圖7 系統(tǒng)軟件界面

工位機(jī)端軟件采用wpf運行環(huán)境,開發(fā)工具為Vs2017。圖8為工位機(jī)前端界面。

圖8 工位機(jī)前端界面

系統(tǒng)展示前端采用vue開發(fā)框架,開發(fā)工具為vscode。圖9為系統(tǒng)展示前端界面。

圖9 系統(tǒng)展示前端界面

手持終端采用html 5 混合開發(fā),開發(fā)工具為vscode和android studio。圖10為手持終端界面。

圖10 手持終端界面

4 結(jié)束語

鐵路客車制動閥信息化檢修系統(tǒng)結(jié)合車輛段實際檢修工藝,優(yōu)化系統(tǒng)布局,對檢修過程進(jìn)行了信息化軟硬件建設(shè),實現(xiàn)了檢修過程的作業(yè)管控、可視引導(dǎo)和電子記錄,形成檢修電子履歷,實現(xiàn)了檢修過程透明化、信息化和全檢修數(shù)據(jù)的可追溯,提高了檢修效率和檢修質(zhì)量。