
總裝分廠的工人在車前端組裝。姜 超 攝

車體分廠生產(chǎn)線。趙妮娜 攝

轉(zhuǎn)向架分廠輪對組裝完成后的初檢作業(yè)。姜 超 攝
在確保新冠肺炎疫情防控到位的前提下,復工復產(chǎn)關(guān)系到為疫情防控提供有力物質(zhì)保障,關(guān)系到民生保障和社會穩(wěn)定,關(guān)系到經(jīng)濟社會發(fā)展目標的實現(xiàn)。
記者的采訪始于2月8日,以大型高鐵制造企業(yè)為切入點。多家高鐵制造企業(yè)的復工復產(chǎn)準備工作啟動于2月5日,復工復產(chǎn)過程縝密,目前生產(chǎn)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定,彰顯了鐵路和相關(guān)企業(yè)服務(wù)經(jīng)濟社會大局的一貫精神。
復工復產(chǎn)事關(guān)中國經(jīng)濟社會大局,2月下旬以來,與鐵路密切相關(guān)的各高鐵制造企業(yè)相繼全面復工復產(chǎn)。高鐵列車制造企業(yè)是怎么復工復產(chǎn)的?高鐵列車特別是復興號動車組是怎么制造出來的?
高鐵車間的“彩排”
復工復產(chǎn),對于制造業(yè)不是按下啟動開關(guān)那么簡單。
像高鐵列車制造這樣高技術(shù)含量的大型裝備制造業(yè),新冠肺炎疫情后的復工復產(chǎn)在制造現(xiàn)場進行得縝密,一如這個行業(yè)一貫細致、嚴謹?shù)男惺嘛L格。
2月5日前后,中國高鐵列車制造企業(yè)多數(shù)已經(jīng)開始了復工復產(chǎn)準備。居家隔離的工藝人員、管理人員在電腦上形成復工復產(chǎn)方案,包括防疫措施、生產(chǎn)線工作量安排、制造流程、標準考核等多個方面的電子文檔。這是復工復產(chǎn)的“設(shè)計圖紙”,在網(wǎng)上傳遞、修改,最后經(jīng)過多次網(wǎng)絡(luò)會議討論后方案定稿。
接下來是模擬演練。小部分人員組成演練小分隊,在實地一次一次按方案演練。這個過程很像彩排,但是目標明確——發(fā)現(xiàn)方案中的漏洞以及可操作性不強的項點,強化、細化方案。
復工復產(chǎn)中防疫是核心,事關(guān)全局,而所有的企業(yè)都沒有經(jīng)歷過,在沒有經(jīng)驗可以依靠的時候,模擬推演是最快速有效的方法。
不同高鐵制造企業(yè)都不約而同地將復工復產(chǎn)分為兩個階段:過渡復工和全面復工。
過渡復工多在2月10日后開始,為小范圍復工,每日逐步增加工作人員數(shù)量,檢驗員工個人軌跡管控、個人防護、用餐、現(xiàn)場消毒以及應(yīng)急處置等措施是否完善。措施的補強和完善每天都持續(xù)進行,比如現(xiàn)場消毒的最佳時間、進出餐廳的分流方法、物資配送怎么實現(xiàn)零接觸……
2月20日前后,復工穩(wěn)妥運行后,各高鐵制造企業(yè)進入全面復工階段。
復工復產(chǎn)了,又一批高鐵列車正在被制造出來……
3個核心標配
21世紀工業(yè)企業(yè)的廠房是相同的味道,多是鋼結(jié)構(gòu)和彩鋼板的組合,通常主體色是白色。大工業(yè)之下的新式廠房,外表平實,整齊統(tǒng)一,不追求特點。但是,在沒有視覺特點、外表普普通通的廠房里,代表“中國制造”名片的高鐵列車正在生產(chǎn)。
那些車間大門緊閉著,并有人嚴格檢查進出人員身份。高鐵列車制造屬于國家級保密項目,制造現(xiàn)場的安保在裝備制造業(yè)一直屬于最高級別。
高鐵列車到底是怎么造出來的?
在中國也是世界高鐵列車產(chǎn)量最大的企業(yè)——中車青島四方機車車輛股份有限公司一個個制造現(xiàn)場,答案以鋼鐵材質(zhì)展示出來。
放下那些高深的技術(shù),直觀簡單地說,高鐵列車在制造中由四大部分組裝而成:車體、轉(zhuǎn)向架、車上下大部件、車內(nèi)設(shè)施。
高鐵列車的制造中,從時間上看,車體、轉(zhuǎn)向架兩部分同步進行,車上下大部件、車內(nèi)設(shè)施同步進行。
車體制造在車體分廠進行,轉(zhuǎn)向架制造在轉(zhuǎn)向架分廠進行。車上下大部件、車內(nèi)設(shè)施兩部分常常被稱為“總組裝”,包括了檢測和調(diào)試的內(nèi)容,在中車四方股份公司這里,這項工作在總裝分廠進行。
車體分廠、轉(zhuǎn)向架分廠、總裝分廠3個分廠,是所有高鐵列車制造企業(yè)的標配,也是制造的核心部分。
3個分廠有各自成排的車間廠房,各自治理。但“三兄弟”總是盡量靠攏在一處,主要是為了方便成品的運輸,因為他們制造的產(chǎn)品最終會集合在列車上。
車體分廠和轉(zhuǎn)向架分廠因為都是以鋼鐵為原材料生產(chǎn),這兩個地方的制造場面都很“重工業(yè)”,天車和電焊火花讓初來者一時難以適應(yīng)?傃b分廠就安靜許多,幾乎聽不到噪音,是“白領(lǐng)環(huán)境”級的制造現(xiàn)場。
輕量化之“骨”
車體是個什么東西?車體就像是房子的框架,是高鐵列車之“骨”,是高鐵列車整車制造的核心技術(shù)之一。
在高鐵列車的制造現(xiàn)場,車體的制造感最強。長達20多米的銀色鋁合金車體材料在各種工裝上被不同角度地固定后,工人們穿著灰色的連體衣,戴著防護面具進行焊接。
鋁合金是一種銀灰的色彩,被切割后切口處有刀刃的光澤。世界高鐵列車集體性地選擇了這樣的材料作為車體材料。
一個胖子想要跑得快會比一個瘦子困難一些。人們降低高鐵列車重量的愿望越來越強烈,設(shè)計師們不由自主地想到了鋁。鋁的重量只有鋼的1/3左右,可惜的是鋁的硬度卻低,這也是早期的高鐵列車采用耐候鋼材料的主要原因。
鋁合金的出現(xiàn),讓鋁不再“文弱”。鋁合金是既瘦又強壯的“漢子”,這一材料迅速被用在高鐵列車上。
高鐵列車的重量降低,在行業(yè)語言里稱為輕量化。
輕量化后不但利于提高速度,而且更為節(jié)能:因為重量輕可以少用電,因為重量輕也減少了對軌道的磨耗。
輕量化還有利于降低噪聲,讓高鐵列車運行更為安靜。
當初這些材料是進口的,現(xiàn)在高鐵制造企業(yè)和國內(nèi)鋁型材專業(yè)廠家聯(lián)合設(shè)計,全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。在車體分廠門口,記者看到裝載著不同鋁合金型材的汽車在送貨。
兩車交會時會產(chǎn)生巨大的空氣壓力波,這個壓力波主要由車體來承受。這時,車體首先要保證安全,還要保證氣密性。
氣密性的好壞,乘坐者會有直接的感受,飛機起落時內(nèi)外壓力差給乘坐者所帶來的耳鳴和不適感,就與氣密性直接相關(guān)。
高速下會車和出入隧道時,高鐵列車容易面臨氣密性問題。為追求舒適,中國高鐵目前的氣密性指標設(shè)定為車內(nèi)壓力波動小于每秒200帕。這個數(shù)值小于飛機艙內(nèi)的指標。
車體是列車的骨骼,是列車的主體,所有的部件都固定或懸掛在車體上。高速運行中,它不光承載旅客,它的強度還可以保護旅客。
一節(jié)車體上有70多種不同斷面的鋁合金型材,最薄的地方為1.5毫米,最厚的地方為4毫米。這種截面改變而強度不變的設(shè)計,不僅實現(xiàn)了減重,而且將車體氣密強度提高到時速380公里時的6000帕。
下料,組合,成形。在3D打印到來之前,人類的所有工業(yè)品的產(chǎn)生都或明或暗地遵守這一思維方式和規(guī)則,這是現(xiàn)代制造的基本流程。
車體生產(chǎn)的過程是這樣的:先將購進的鋁合金原材料按尺寸切割,之后加工焊接成不同部件,這些部件被組合,最終組焊成一個車體。
中車四方股份公司車體分廠的動車組流水線廠房,銀色的車體在這里一個一個地有序“出生”。在這里,每4小時完成1輛車體的生產(chǎn)。目前,中車四方股份公司有3條這樣的生產(chǎn)線。
進門處你看不到生產(chǎn)線的布局,它們太為龐大了,而如果從高處俯瞰,會看到它是U型布局,自動化焊接機器人是生產(chǎn)線上的主力設(shè)備。車體中地板的組焊,由焊接機器人完成,機器人們平均每分鐘焊接700米的總長度。
焊接機器人,看不到人的造型,只看到一臺設(shè)備上多個焊槍在同時工作,而工人在觀察和巡視。
在這里,車體加工的長焊縫全部由機器人完成,小的部位由人手工焊接。
焊接機器人的焊花,不是人操作時的斷續(xù)狀,而是持續(xù)地保持著強烈的、均勻的焊花,自動平穩(wěn)向前移動。
焊接質(zhì)量標準執(zhí)行歐洲最嚴格的EN15085 CL1級焊標準,焊接機器人的焊接質(zhì)量由激光檢測器同步跟蹤。
鋁合金焊接比其他焊接難度高,對焊接環(huán)境有恒溫恒濕的高要求。為了保護操作者的健康,這里的廠房,頂部有數(shù)量驚人的空氣凈化設(shè)施。
每跨廠房之間有一個一米寬的通道,在這里,密集出現(xiàn)大量空氣凈化系統(tǒng)的送風口。形狀不同、數(shù)量巨大、功用不同的這些出入風口,改善著制造現(xiàn)場的空氣狀態(tài),對人對產(chǎn)品皆為有益。在老的火車制造現(xiàn)場,這種設(shè)施不多甚至是不存在的。
車體按結(jié)構(gòu)形式分中間車和帶駕駛室的頭車兩種。
中間車為基礎(chǔ)車型,被分為底架、側(cè)墻、車頂、外端墻、內(nèi)端墻等幾大部件分別焊接,這幾部分基本同步開始制作,最后組焊成形。
底架就是列車地板處的那一部分鋼結(jié)構(gòu)。底架先進行正面焊接,之后是打磨,然后是底架反面焊接打磨。
端墻是車體的兩端,塊頭最小,但是焊接量不小。車頂要先正面焊接,再反面焊接,主要由焊接機器人來擔當。
側(cè)墻是安裝窗戶的部位,面積不小,預(yù)留安裝窗戶的地方比較難操作。
將上面這些組合焊接在一起,一個車體就出現(xiàn)了。它是鋁合金材質(zhì),體形巨大,那色彩和體形,有后現(xiàn)代的感覺。
最難的車體制造應(yīng)該是頭車的車體,也就是有駕駛室的車體。它主要是手工組焊,工藝更為復雜,尺寸要求更為苛刻……
在這里,雙工位數(shù)控加工中心長60米,很容易吸引到你的注意力。這個用于車體側(cè)墻和地板整體加工的裝備,加工定位精度達到微米級,以保證車體的整體加工精度。
車體總組成焊接機器人,用于車體總組成時長直焊縫的焊接,同時兼具打磨、銑削、壓緊等輔助功能。類似的許多非標設(shè)備都是中車四方股份公司自己研制開發(fā)的。
對于現(xiàn)代制造企業(yè)的實力考核,面積、產(chǎn)量、技術(shù)等級是考核之一,另有一個獨特的測評指數(shù):自制大型工裝設(shè)備有多少?技術(shù)和工藝水準是什么?
私家秘制工裝,已是企業(yè)之間比拼的秘密武器,制造現(xiàn)場拒絕拍攝。工裝的技術(shù)保密被高鐵列車制造企業(yè)看得很重。
車體焊接完成后,甚至是在焊接的過程中都在不斷地進行調(diào)直打平,可以理解為對這個鋼鐵大家伙的精細修整,用的是打磨的方法。打磨幾乎和焊接一樣重要,目的在于消除應(yīng)力,保證車身的平整度。
在車體分廠,最大的噪音來自于打磨工具啟動后,砂輪和鋁合金對撞時產(chǎn)生的聲音。而且此時也有火花,這個火花常常比焊花噴射得更遠。
整個車體分廠在視覺和聽覺上,都是“火熱”的場面:鋁合金的長大部件在空中吊運,長達幾十米的裝備、焊花、噪音、穿著如太空服一樣的防護服的工人們……
這個空間看上去并不整齊劃一,卻隱含著如齒輪咬合一樣明確的次序與流程。
人在其中,因無法聽清別人的話語而自然減少交談,所以在絕大多數(shù)時候,是你一個人在獨自感受。大工業(yè)的強硬、操作者的辛勞、中國制造的優(yōu)勢和氣場……林林總總,慢慢過來深重地包裹你。
當車體制作完成后,涂裝工藝開始。車體前后要多次上膩子,底漆和面漆的噴涂也是多次,最后全身白色的車體呈現(xiàn)。那個銀色的車體看不到了,變成了我們在站臺上看到的那些白色的列車車身。
這時候,車體還是沒有輪子,它被氣墊船送進總裝分廠。
車輪的力量
另一側(cè)的廠房是轉(zhuǎn)向架分廠,轉(zhuǎn)向架的制造在同步進行。
轉(zhuǎn)向架是列車的“腳”,對于以運送為天職的列車來說,它的重要性不言而喻。這是一個外形很像小車的部件,主體是4個車輪2根軸1個鋼鐵框架,這個框架的行業(yè)名稱是“搖枕”或“側(cè)架”,總體稱為“構(gòu)架”。
轉(zhuǎn)向架分廠的工業(yè)氣勢一點不比車體分廠弱,雖然轉(zhuǎn)向架的體形要比車體小了太多,但它的確是太關(guān)鍵了。
高鐵列車車軸是空心的。那么高速之下,這個快速旋轉(zhuǎn)并承載列車的部件竟然是空心的,的確是讓人吃驚。
車軸生產(chǎn)采用中央控制模式,自動上料、加工、檢測、下線,中心孔偏移量誤差小于等于0.1毫米。加工線整線封閉,加工的過程中看不到鋼屑飛濺的現(xiàn)象。中車四方股份公司的空心車軸自動化生產(chǎn)線,僅有2名操作工人。
車軸加工完成后,與車輪組裝成輪對。
轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架,好比是整個轉(zhuǎn)向架的“骨架”,其重要性如同人體的軀干一樣,制動系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)均安裝在構(gòu)架上。
從高處向下拍攝轉(zhuǎn)向架構(gòu)架自動焊接生產(chǎn)線,會為其密集有序而驚嘆,它的規(guī)則與細致,又讓你懷疑是否身處在一個焊接生產(chǎn)廠房中。
全長120米的生產(chǎn)線,5臺焊接機器人、2條自動運輸線,重量不輕的構(gòu)架在流水線上如同一個小玩具一樣被傳送、焊接、翻轉(zhuǎn)、輸出。
每天,這里出品的構(gòu)架,多數(shù)焊縫都是由焊接機器人自動焊接完成,焊縫的一次探傷合格率可以達到98%以上。
構(gòu)架焊接完成后有復雜的涂裝過程,也就是油漆。
沿著設(shè)定的軌道,一個個構(gòu)架像一件件工藝品陳列在吊架上,從入口進去,穿過U形通道,在完成一個個自動進行的復雜工序后,出來時已做好了防銹和表面涂裝,構(gòu)架很光鮮漂亮了。
之后開始轉(zhuǎn)向架的組裝,即制動裝置、電機和各種管線的安裝。高鐵列車的電機等重要部件也會安裝在轉(zhuǎn)向架上。
組裝中,在專用工藝裝備的幫助下,構(gòu)架分正反兩面安裝。這邊安裝完畢,被快速準確地翻轉(zhuǎn)180度。因為使用全套的定制工具,部件的安裝有序、精準。最后,安裝了多種部件的構(gòu)架,被吊起落在輪對上,轉(zhuǎn)向架裝配完成。
組裝完成的轉(zhuǎn)身架,要進入綜合試驗平臺,在那里接受各項檢測,數(shù)據(jù)合格后等待裝車。
安靜的總組裝
總裝分廠比前面兩個分廠的廠房面積更大,卻十分安靜,高端大裝備工業(yè)的氣息在這里強烈呈現(xiàn)。
這里廠房連著廠房,一列列白色的動車組車體在這里排列,黃色的安裝臺位包圍著它們。在這里,車體、轉(zhuǎn)向架及高鐵列車車上車下大部件、車內(nèi)設(shè)施,即對每列車的4萬余個零部件進行集成及調(diào)試。這里,是高鐵列車制造的核心之地。
相對于轉(zhuǎn)向架、車體的自動加工、自動焊接,總裝的大部分工作需要人工或半人工方式完成。工人的操作技能對于保證總裝質(zhì)量至關(guān)重要?傃b分廠的員工一年中要多次接受培訓。
在總裝分廠,工作者的面孔都很年輕,30歲左右的占絕大多數(shù)。他們多是在2004年后進入這里,10多年中與高鐵一起成長。
組裝現(xiàn)場有成排的黃色工作臺位,它們是總裝分廠里色彩最為醒目、數(shù)量最多的設(shè)施。每個臺位的端部都有一個顯示生產(chǎn)狀態(tài)的LED顯示屏,顯示綠色表示生產(chǎn)正常,顯示紅色表示異常。
動車組電線下料區(qū)是讓人印象深刻的地方,因為這里是“抽象畫”工作區(qū)。動車組每列車約1萬多根電線電纜,必須準確無誤地可靠連接。電線下料區(qū),以白色背板模擬現(xiàn)實車輛按1∶1下線,然后對電線電纜成束捆扎。日常生活里一個耳機線也能亂成一團的情形常常出現(xiàn),1萬多根電線電纜在這里卻整齊有序,配線的錯誤率僅為0.025‰。一束一束的電纜,之后被安裝在車上。
在總裝分廠,白色的車體被架在臺位上,自然地分為車上、車下和車頂3個工作區(qū),一節(jié)車上有多個部門的人員在同時工作。
車上安裝的是防寒材料、地板、風道、車窗、座椅、裝飾件等,車下大部件主要是變壓器、變流器等,車頂主要安裝受電弓和主電力線,高鐵列車在這里被徹底武裝起來。
之后,工人們請出已做好的轉(zhuǎn)向架,將車體吊裝上去,稱為落車。
落車的過程頗為驚艷,場面很大,因為車體本身不小;這時候總是有一種愉快,因為即將進入完工。
落車完成的車輛,進行單車的稱重、淋雨、保壓、耐壓和氣密等一系列試驗。
任何車輛的制動都是至關(guān)重要的,跑得很快的高鐵列車的制動就更為重要。管路的密封性決定著空氣制動的有效性,國家標準和歐洲標準都允許管路有一定的泄漏量,空氣制動氣密試驗的企業(yè)內(nèi)控標準為管路保壓15分鐘泄漏零,保證空氣制動的有效性。
試驗合格后,進入調(diào)試階段。一節(jié)一節(jié)連接起來、網(wǎng)線極多、電腦控制的高鐵列車的調(diào)試可以稱為是一項工程。這項工程內(nèi)容繁多,常常延續(xù)半個月至一個月之久。首先是單節(jié)調(diào)試,然后是編組調(diào)試,編組調(diào)試又分靜止調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。這個過程極為安靜,調(diào)試人員多是依靠筆記本電腦來工作。最后,高鐵列車在環(huán)形試驗線上進行動態(tài)試驗,相當于試跑。
調(diào)試完畢,高鐵列車已完全具備上線條件,全新的高速動車組列車等待調(diào)度命令,出了廠區(qū)的專用線進入運營線路,開始自己的旅程。
2020年2月,高鐵列車制造企業(yè)全面復工復產(chǎn),時速350公里的16輛長編組復興號動車組CR400AF-A型和超長版的17輛編組復興號動車組CR400AF-B型,在中車四方股份公司高速動車組生產(chǎn)線上投入了生產(chǎn)制造。
春天,等待著復興號高速動車組。
(新媒體責編:zfy2019)
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