关于轨道交通车辆技术的毕业论文

城市轨道交通系统论文

城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。下面我们来看一下关于城市轨道交通系统的论文吧。

摘要： 介绍了直线电机工作原理和直线电机电动车特点，以及日本利用直线电机的地铁和常导磁悬浮交通系统发展的概况。

关键词：直线电机；城市轨道交通；地铁；磁悬浮；电动车

城市交通在城市的发展过程中愈来愈重要，而城市轨道交通占据突出的位置。由于近年来科学技术的发展和进步，包括地铁、轻轨交通、单轨交通、新交通系统以及磁悬浮交通系统等城市轨道交通的形式变化多样。在改善城市交通的时候，各个城市根据自己城市的具体特点选择交通系统的范围也更宽。安全、舒适、高密度运行，通过引入新技术达到节能，保护环境，降低成本，从结构和性能上采取措施，不断进行改进，保持先进性是城市轨道交通存在的价值。在城市轨道交通系统中，根据车辆的特点，采用直线电机作为驱动电机又提供了一种新的选择。

一、直线电机的工作原理

通常，电动机是旋转型的。定子包围着圆筒形的转子，定子形成磁场，在转子中流过电流，使转子产生旋转力矩。而直线电机则是将两个圆筒形部件展开成平板状，面对面，定子在相应于转子移动的长度方向上延长，转子通过一定的方式被支承起来，并保持稳定，形成转子和定子之间的空隙。

产生推进力的原理与电动机产生力矩的原理一样，在直线电机地铁中，安装在转向架上的直线电动机沿前进方向产生移动磁场。让面对该磁场、安装在地上的反作用板（相当于2次线圈）中通过2次电流（涡电流），由这个2次电流切割磁场产生的力作为反作用力，安装在转向架上的直线电动机得到推进力。

直线电机的基本缺点是很难将定子与转子空隙做成象旋转式电机那么小，旋转式是无限循环的，而直线电动机是有端头的。为此，泄漏磁通多，电气—机械能量转换的效率低，如果要得到相同的输出，逆变器的容量需要比旋转式大。

二、直线电机电动车的特点

在使用旋转式电机的电动车中，一般是通过齿轮减速将旋转力矩转换为列车的牵引力，同时也受到轮轨间粘着的限制。

在直线电机的电动车中，推进力由铺设在钢轨间的反作用板直接传递，所以不受粘着的限制，有可能从滑行和空转产生的各种问题中解脱出来，有利于通过大坡道（最大坡度可达60‰～80‰）和小半径曲线（最小半径为50m）的线路。此外，由于直线电机无转动部件，所以不需要轴承和润滑机构，使之结构简单，延长寿命，这是其最大的特点。

在旋转电动机中，旋转力矩与其直径的平方成正比，所以要得到大的旋转力矩，电动机的'直径就要增大，在直线电机中，这相当于将相应的部分在长度方向延长，而高度方向可以减小。在大型电机中，如果是1级齿轮减速，车轮直径也必须加大；而在直线电机驱动中，则不必如此，所以，可以减小车轮的直径，这将使车辆的地板面的高度降低。

以上的优点就是小断面地铁采用直线电机电动车的理由。

但是，直线电机的效率低，与相同的地铁比，电力的消耗量多，除这个缺点外，上述的优点也有不能充分发挥的时候。因为不受粘着限制，所以在牵引时，线路的坡度可以取大；但是，在制动时，如果电气制动失效，就必须依赖于机械制动，这受粘着控制，所以，线路的坡度又不能太大。此外，由于直线电机是扁平状的设备，车辆地板面的高度可以降低，这时车轮的直径也可以减小。但直径小的车轮磨耗会加快，所以实际上不能太小。由于扁平状直线电机的长度可以加长，所以，一台转向架装一台电机即可，这就是现在的直线电机地铁为全动车编组的理由之一。

三、直线电机电动车在日本的应用和发展

直线电机地铁

在建设地铁的成本中，开凿地下隧道的成本占了很大一块，采用直线电机电动车对降低开凿地下隧道的成本，从而对降低整个地铁的建设成本非常有利。以日本为例，普通地下铁隧道的直径为，而直线电机地铁隧道的直径为～，见图1。可以估算，后者隧道工程的开凿量可比前者减少1/3左右，这意味着地铁的成本将大大下降。此外，与旋转电机相比，直线电机的形状平坦，因而可以降低车辆地板面高度和减少整个车辆尺寸，但这并不影响车辆内部的空间，即不会对旅客带来不便。直线电机只是产生车辆的驱动力，车辆仍使用钢制车轮和钢轨作为支承和导向系统。

常导磁悬浮交通系统

直线电机地铁虽然有不少优点，如建设成本低、通过大坡道能力强、转弯曲线半径小、维修少、运行平稳等，并已经在一些城市得到运用，但其载客量少，所以，目前只能作为现有地铁的补充。常导磁悬浮交通系统与现行的铁道相比是全新的交通系统，其所具有的优点将会使之在城市轨道交通系统中占有一席之地。随着科学技术的进步，直线电机以及它在地铁与其他方面的应用都会有良好的发展前景。

参考文献：

1 事务局 リニア地下铁车辆机械ソヮンポイント·レッスン讲座

2 长野秀洋 常电导磁气浮上式交通システムHSSTの最近の动向についJREA2001

城市轨道交通具有安全、准时、快捷、舒适、环保等优点，已成为解决城市交通问题的根本途径。这是我为大家整理的城市轨道交通工程技术论文，仅供参考!

浅谈城市轨道交通工程技术

摘 要：本文作者结合多年工作和理论研究经验，主要就城市轨道交通工程技术进行了简单探讨，希望对相关从业人员有所助益。

关键词：城市轨道交通;基本类型;建设现状;发展趋势

前言

城市轨道交通具有安全、准时、快捷、舒适、环保等优点，已成为解决城市交通问题的根本途径。经过近二十年的发展，我国城市轨道交通的研究已从建设的必要性、重要性转向技术与管理等具体领域，工程建设也已进入到网络化、区域化与制式多样化的新阶段。因此，有必要对城市轨道交通工程建设的发展趋势和管理予以足够的关注和重视。下面本人结合多年工作和理论研究经验，主要就城市轨道交通的定义、建设现状以及发展趋势和管理等方面浅谈几点看法，仅供同行参考。

1 城市轨道交通概述

城市轨道交通的定义

(1)城市轨道交通是指具有固定线路，铺设固定轨道，配备运输车辆及服务设施等的公共交通设施。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。

(2)“城市轨道交通”是一个包含范围较大的概念，在国际上没有统一的定义。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统(有别于道路交通)，主要为城市内(有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围)公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。

城市轨道交通的作用

⑴城市轨道交通是城市公共交通的主干线，客流运送的大动脉，是城市的生命线工程。建成运营后，将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活。

⑵城市轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”，是解决“城市病”的一把金钥匙，对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。

⑶城市轨道交通是城市建设史上最大的公益性基础设施，对城市的全局和发展模式将产生深远的影响。

城市轨道交通的类型

城市轨道交通种类繁多，技术指标差异较大，世界各国标准不一，尚无十分统一的分类标准。一般按运能范围、车辆类型及主要技术特征可分为：有轨电车、地下铁道、轻轨道交通、市郊铁路、单轨道交通、新交通系统、磁悬浮交通七类，在此就不一一介绍了。

2 我国城市轨道交通工程建设现状

近20年来，国内北京、上海、广州等城市的城市轨道交通工程建设规模和技术水平有了较大的进展。近二十年的城市轨道交通建设实践证明，国内在工程建设的许多技术上并不落后。例如：明挖法、盾构法等技术已达到了国际先进水平，大跨度暗挖法隧道施工技术接近了国际领先水平。

在城市轨道交通机械化施工方面与国际先进水平有一定差距。目前，国内城市轨道交通建设所使用的盾构隧道掘进机主要靠进口。

在城市轨道交通专用系统设备方面，诸如：通信、信号、AFC等自动控制系统技术水平与国际相比有一定差距。

在城市轨道交通的技术水平上与发达国家相比存在差距。主要表现在系统集成能力不强，缺乏具有对工程项目管理、设计、咨询、施工、运营进行全过程管理的专业化公司。

在运营管理方面与发达国家相比有较大的差距。主要表现在我国人工较多，自动化、信息化水平较低。正线每公里运营管理人员接近先进国家的两倍。

在城市轨道交通技术创新上国内存在明显不足，尤其在新型交通系统研究与开发方面。

3 城市轨道交通建设的发展趋势

城市轨道交通建设统筹化

目前，国内交通枢纽存在的最严重问题就是乘客换乘不方便，一个主要原因就是技术与管理方面缺乏统筹规划和统一设计。目前，国内一些城市已开展了城市轨道交通线网系统技术标准与方案、车辆段与停车场、主变电站、联络线等综合规划方面的专项研究。

城市轨道交通建设的区域延伸化

目前，国内一些城市在开展中心城区城市轨道交通建设的同时，已着手开展市域城市轨道交通线网规划的编制工作，个别城市已启动了市域城市轨道交通建设。

城市轨道交通工程技术装备国产化

城市轨道交通工程投资规模巨大，而国产化是降低工程投资的重要途径。目前，国内城市轨道交通制造企业通过与国际企业合作进行产品开发与生产，使得企业的核心竞争力得到提高，也降低了城市轨道交通工程的建设成本。然而，国内更应重视对引进技术的消化、吸收和提高，做到自主研发并真正实现国产化，逐步开发研制关键零部件及易损易耗备品，在保证设备的正常运行的条件下，大幅度降低工程成本。

城市轨道交通技术的信息智能化

智能化城市轨道交通系统是高新自动控制技术在城市轨道交通领域的综合体现，它是充分利用信息传输和自动化处理技术，在提高现有交通设施利用率方面发挥着极为重要的作用。目前，国内城市轨道交通机电设备系统技术标准较高，但整体集成水平不高。因此，国内应该开展城市轨道交通安全保障体系研究，综合研制具有高度智能化、集成化的快速事故防范预警系统和安全疏散、救援系统。

城市轨道交通建设的环保节能化

城市轨道交通建设的发展必须重视协调生态建设和资源综合利用等重大问题。建设生态城市对城市轨道交通的有关设施(如风井、出入口、冷却塔等)提出了更高的环境要求。为使城市轨道交通与周围环境融为一体，城市轨道交通应当加强环保与节能研究，技术装备与管理过程中应当协调好安全、环保、节能、低维护之间的关系。此外，在建设集约型社会的要求下，如何节省建设投资及运营成本，也是一项非常重要的任务。

4 城市轨道交通工程建设发展的管理策略

加强宏观领导和管理，成立国家级领导与协调机构，会同规划、技术与运营等部门，协调城市轨道交通发展中的重大技术问题，在引进、消化和吸收国外先进经验的基础上，制定城市轨道交通系统的发展规划及实施计划，明确城市轨道交通发展战略的相关产业政策、技术政策和建设标准，并在适当时机制定相关法规，加强对城市轨道交通建设行业的监督管理和组织协调，促进城市轨道交通建设快速、有序、健康的发展。

加强技术研发，提高产业水平。开展城市快速轨道交通系统成套技术研究，提升我国城市轨道交通的整体技术水平，完成行业技术跨越，打破国外的技术垄断，促进产业发展。城市轨道交通管理部门、研发机构与运营商应就技术开发项目的立项、筹资、研发、鉴定、知识产权管理等密切合作并达成一致性意见，以促进技术开发项目管理有序、高效开展。

促进技术整合并加强协同管理。技术整合是技术创新活动的一种形式，是城市轨道交通发展过程中解决技术创新问题的一种快速有效途径。它是通过系统集成的方法评估、选择适宜的新技术，并将新技术与城市轨道交通现有技术有机地融合在一起，从而推出新产品和新工艺的一种创新方法。技术整合的过程管理注重新旧技术的相融，其核心就是合作各方的协同管理。

加强技术联盟的管理。技术联盟是通过共同的研究开发信念，将联盟内研发人员紧密联系起来。它已成为新技术、新产品研发的最新方式。随着国际化进程的发展，为了完成城市轨道交通中一些高投入的技术研究开发项目，有必要开展国内城市、国外机构或企业联合一起组建技术联盟进行技术研发。

5 结束语

综上所述，城市轨道交通建设应朝着统筹化、区域化、国产化的方向发展，并逐渐建立起信息化的建设管理系统和智能化的运营管理控制系统，从而把国内城市轨道交通工程建设成一种安全、准时、便捷、环保、节能、低维护的新型骨干交通方式。

城市轨道交通工程无缝线路铺设技术的分析

【摘 要】无缝线路不仅是提升轨道结构技术的重要条件，还是高速、重载轨道结构的最优越选择。超长无缝线路铺设的加速扩大，可以将缓冲区进行最大限度降低，甚至于取消。这种情况下对固定区延长十分有利，并能充分发挥无缝线路的优越性，这也是城市轨道交通工程技术发展的必然趋势。本文主要对城市轨道交通工程无缝线路铺设的要求、方式选择及施工工艺进行了分析与研究，以期为城市轨道交通工程事业的发展提供一份力量。

【关键词】城市轨道交通工程 无缝线路 铺设技术 要求 施工工艺 方式选择 长钢轨

无缝线路是指将诸多标准长度钢轨焊接成一定长度的轨条，并在轨枕上铺设的线路。与一般线路相比，无缝线路的优势主要集中在接缝少、列车冲击振动小、运行稳定及舒适等，同时在轨道养护维修成本中起到降低的作用。现阶段无缝线路已经成为轨道结构发展的趋势，是现代化铁路发展的重要方向。自无缝线路铺设后，我国在理论研究、设计、焊接等多个方面都得到了极大的进步。在无缝线路稳定性探究中，通过钢轨厂焊能力的提升与移动式气压焊在大修中的应用，对铝热焊剂质量进行有效改善，并规范了铝热焊工艺，为长钢轨焊接铺设技术的发展提供了可靠的保障。

1无缝线路铺设的要求

确定长轨条长度

选择轨道铺设技术，必须严格遵循设计规定，充分考虑铁路运输能力、通过能力及承受能力等，并对设计的最高速度、运行速度等进行确定。200米为长轨条最小长度。在自动闭塞设置区段，无缝线路长轨条设计长度为闭塞区间2信号机轨端绝缘之间的距离，根据以下公式计算设计长度：

其中公式表示：

每段无缝线路长轨条设计长度由L长表示

自动闭塞区间2信号机轨端绝缘之间距离由L绝表示

长轨条前端缓冲区长度由L前缓表示

长轨条后端缓冲区长度由L后缓表示

在部分紧张运能区段，为施工无法提供较长的封锁时间时，必须严格遵循施工条件与封锁能力，对长轨条长度进行合理确定。在几个曲线连续的区段，铺设中往往存在2股钢轨长度差导致卡车情况的出现，进而造成封锁时间延误等问题，此时可将长轨条长度减短。

无缝线路对轨道部件的要求

(1)钢轨接头。遵循设计要求，无缝线路钢轨接头应进行轨缝预留，选用级高强度螺栓作为夹板螺栓，并遵循相关要求进行稳固。选用高弹性胶垫作为接头前后6根轨枕材料。捣固钢轨接头工作应在铺设前进行，选用胶接绝缘钢轨接头作为绝缘接头。

(2)轨枕扣件。选用混凝土枕作为无缝线路施工材料(明桥除外)。在铺设后必须对扣件进行适当调整，确保其紧密性。在扣件位置调正过程中，必须将钢轨原始弯曲消除，选用K型分开式扣件作为木桥枕。

(3)道床。道喳填补作业应在铺设道床前进行，并根据设计规定对道床断面进行处理，夯实喳肩。

2 城市轨道交通工程无缝线路铺设技术的选择

连入法铺设

选用连入法作为超长线路铺设方式时，应通过焊接法焊联长轨条始端和上次铺入的长轨条终端。换言之，在续铺始端，将换轨车龙门引入新旧钢轨，换轨车慢速前行，确保新轨落地后，就可以连入焊接始端，这个过程中，可以同时进行连入与焊接两项工作，并在换车边前行，在终端位置停止，同时利用临时联结器联结新铺入的长轨条终端和线路上的旧轨。一般选用小型气压焊与铝热焊进行连入焊接施工。

插入法

插入法一般在轨温不符合设计相关规定时使用。这种方式进行长轨条铺设时，可在不同轨温环境中进行铺设，一般遵循分段铺设的原则，将一根缓冲轨插入2单元长轨条内，确保轨温符合施工要求后，进行应力放散。随后拆掉缓冲轨，并将一段焊接轨插入长轨条有孔端，进行终焊施工。通常在温度较低的情况下进行终焊施工，选用拉伸法，进行应力放散施工。

3城市轨道交通工程无缝线路铺设的施工工序

钢轨装卸―运输―焊联―换轨―线路整修与旧轨回收等都是无缝线路铺设的重要的组成部分。选用“分段焊接、分段铺设、线上连焊、交叉放散”的方式进行城市轨道交通工程无缝线路铺设施工。

长轨运输作业

由负责人在长轨列车出发前确认锁定，对各项设备、装轨情况进行详细检查，确保在车辆限界以下，车钩则位于锁闭状况，避免重车自动开钩问题的出现。运输过程中应降低冲撞的次数，不能选用紧急制动。在列车长刚给上不允许人员站立。一般要将枕木垫加到安全挡之间，尽可能对长轨窜动距离降低。

长钢轨卸车

选用拖卸法进行长钢轨卸车作业。下达调度指令后，机车牵引长轨运输车向指定卸轨点进行运输，车上施工人员在线路指定位置设置地面拉轨轨卡，通过施工人员将另一端连挂到待卸轨卡上，随后以每小时1到2千米的速度由卸轨列车进行牵引施工，在2侧喳肩上将长轨卸除。

单元轨焊接与锁定焊接施工

单元轨焊接与锁定焊接施工作为城市轨道交通工程无缝线路施工的重要组成部分，只有规范其施工流程，才能提升整体焊接质量。其焊接主要分为以下几个方面：

首先，钢轨端面打磨。端面50厘米范围内钢轨表面杂物应在端面打磨前清理干净，如油污、水锈等。如焊机斜铁卡紧部位轨面污垢较为严重，也需要进行清理。焊端打磨后，其表面为较为光滑，锉刀在打磨施工中，必须具有较高清洁度，不能用手直触。为其最大粗糙允许值。打磨施工后必须对端面加以保护，确保其不被污染，端面完成后焊接工作必须在30分钟内进行。

其次，对轨迹安装。对2条待焊钢轨进行拨正，在与焊缝相距20米以外指派专人进行目测，确保其焊接的准确性。一般测量都会选用1米的直尺，顶面焊缝位置的拱度必须控制在毫米以下，不能出现向下凹陷的情况，应确保工作边缘的平整性。对齐2轨底角时，如存在偏差，应及时进行调整。 再次，点火、焊接。加热时间和定锻压力必须与施工要求相符合，确保表面温度在全压顶锻前在1350摄氏度与1450摄氏度之间。施工中如必须停止焊接施工，应确保顶锻量在6毫米以上，进而提升其压力。问题处理后，需再次进行焊接施工，当顶锻量在6毫米以下，必须将焊缝锯掉，重新进行焊接。

随后，推凸。装刀时间必须控制在10秒以内，当推凸压力在40Mpa以上时，必须将推凸作业停止，改为气割除瘤。正火施工应在焊缝表面温度下降到400摄氏度到500摄氏度之间进行，确保表面温度为850摄氏度与950摄氏度之间时，熄火空冷。

最后，打磨成型。不能有凹下情况出现在焊接缝位置，焊接缝相比相邻轨面高度差必须低于毫米。轨顶测量时，一般选用长度为1米的直尺，中间拱度控制在毫米以下。

长钢轨换铺施工

选用人工的方式进行长钢轨换铺施工。在龙口位置人口提前将每米60千克的短钢轨进行散布施工，在长轨条接头位置散布无眼夹板。在龙口位置开启砂轮片锯轨机与钻眼机械，新单位轨节始点位置可通过方尺进行确定。并将原有工具轨扣件拆除，在混凝土枕端设置工具轨条。选用人工的方式在槽内放置长钢轨，根据相隔3根轨枕进行1套扣件安装的规定，安排施工人员安装扣件。在线路2侧放置旧轨，并进行回收。换轨施工中，应防止旧轨将轨枕挂带起来。

道岔施工

充分的准备工作，是道岔施工的重要前提。将拼装平台设置在道岔铺设的基地上，按照道岔设计要求将每根岔枕的位置与岔枕的编号准确画在道岔拼装平台上，随后进行吊装作业，一般选用龙门吊进行施工，并进行临时固定。在道岔组装施工中，应对道岔所有关键点的位置、结构情况进行准确调整，确保其质量符合施工要求后，将道岔分成若干份。因宽度原因，导曲线与岔心部位，将产生导曲线内轨不能与岔枕结合的情况，这种情况的出现对汽车平板分段运输十分有利，随后进行检测，一般选用手推式轨道检测仪或钢轨检测仪等。

4 结语

综上所述，随着社会经济的不断发展，城市轨道交通工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目，无缝线路轨道铺设施工作为城市轨道交通工程施工中的重要内容，其施工技术水平的高低直接关系着工程的整体质量。施工中应对无缝线路轨道铺设的施工流程加以重视，才能确保城市轨道交通工程的质量。

参考文献：

[1]王欣.城市轨道交通工程无缝线路铺设方法[J].城市轨道交通研究，2005(01).

[2]殷继友.秦沈客运专线跨区间无缝线路铺设综合技术研究[D].中南大学，2007.

浅论轨道车辆数字化制造技术平台应用探索论文

引言

随着工业的推出，全球范围正在掀起新一轮的制造业革命，数字化制造(DM)的优势吸引了各个制造领域的聚焦与关注。现在，国内大型装备制造企业都在向波音、空客、GE等国际大公司学习，系统开展数字化制造技术的研究与应用。近十年来，以中航工业为代表的航空制造业，高度重视数字化技术的研究与应用，大力改善信息基础设施建设，结合产品研制，在三维数字化设计、数字仿真、三维数字化工艺等方面开展应用研究，制定了企业系列数字化技术标准规范，成为轨道交通装备制造业的学习参照范例。

1轨道交通车辆数字化制造技术现状

轨道交通车辆行业近年来开始重视三维数字化制造，但是整体水平还相对落后，主要表现在：

1)数字化基础薄弱。设计、工艺、制造等各业务单元信息化应用，尚未形成集成、共享的整体;数字化应用与开发能力不强，基础设施不配套。

2)设计模型局限于几何模型，模型无法作为业务数据的核心，三维模型仅为设计做参考;产品制造信息、属性等还限于二维表达，设计数据发布采用蓝图形式。

3)工艺环节采用二维CAPP，仅限于工艺文档编辑，工艺数据发布采用纸质工艺卡片;生产制造采用ERP、MES系统，但是与设计、工艺脱节。

4)产品研制采用串行模式，部门间信息、数据交流存在壁垒，各专业间交流不畅;研制过程中存在很多不增值环节，生产准备周期长，更改反复频繁。

与此同时，产业链上的各供应配套厂家技术平台基本处于二维时代，而行业内缺少统一的数字化技术标准，缺少并行协同的基本环境。

2基于单一产品数据源的设计制造技术平台构想

轨道交通车辆的发展趋势特点是小批量订单式生产，交付周期越来越短，个性化需求众多。如何充分利用成熟车型产品平台，快速实现高性能、高质量、低成本的个性化派生设计和制造，是现代轨道交通装备企业必须面对的课题。而本文涉及的构建单一数据源的设计制造技术平台，就是结合当前两化融合的技术发展趋势，提出的解决方案构想与实施探索。

通过设计、工艺和制造信息化平台的优化应用，整合公司现有产品、技术，建立企业知识库，实现产品技术数据、生产制造数据的共享与重用;实现模块化、个性化的快速定制开发;也为虚拟仿真验证提供必要的数据基础;在提高产品性能的同时，提高产品可制造、可维护性能。

系统架构与平台设计

南车株机公司设计的数据管理平台采用TC系统，制造环节采用ERP系统(包含一定的MES功能)，已经应用多年，但是工艺采用传统的CAPP，一直与设计和生产脱节。经过广泛的调研，选用TCM进行工艺设计与管理，并将设计、工艺整合成产品生命周期管理系统(PLM)。其次，梳理应用多年的ERP/MES系统，将PLM平台与ERP/MES系统无缝高效集成搭建企业单一数据源的设计制造技术平台，总体技术架构设计;并实现从设计模型、设计数据到工艺文件、工艺模型、加工程序，再到生产、维护维修的数字化制造业务流程。

主要业务模型设计如下：

设计方面：逐步探索自顶向下设计模式，在NX/TC环境下建立标准化的三维设计环境和各类产品设计模板，以灵活、快速、高效的方式对设计进行建模和修改，提高设计效率。同时，改变现有三维几何模型加二维图的制造信息表达模式，应用NXPMI工具，将产品几何信息、产品制造信息全部集成在三维模型上表达，逐步取消二维图纸。利用NX/TC协同设计平台在虚拟环境下进行三维设计分析与仿真验证，开展数字化样机设计，提高设计准确性和效率。

工艺方面：引入TCM模块，工艺与设计基于TC系统一体化，开展三维结构化工艺设计、工艺技术体系及工艺资源的数据平台化管理。以三维设计模型、设计BOM、设计文件为输入，进行三维工艺设计和工艺仿真，按照工艺技术标准体系输出三维工艺设计文件、工艺BOM。用TC系统集成的NX进行三维工装设计、CAM数控加工仿真。同时，积极探索TC系统与焊接、装配、钣金、弯管等仿真软件集成，构建工艺仿真验证与设计平台形成反馈闭环。

生产制造：采用ERP/MES系统，通过中间数据库与TC系统集成，打通设计BOM、工艺BOM、制造BOM数据链。ERP/MES系统接收TC系统工艺设计的一次流程划分和原材料拆分、工艺路线、工序材料定额和工序工时定额、以及设计/工艺变更等数据;然后根据项目计划和工艺数据，下达生产计划及生产资源配置。将TC、CAPP、ERP三个系统的物料编码在物料编码平台统一管理，实现物料计划、采购、生产、物流、成本的流程化管理。以项目管理为主线，开展生产计划、作业排程、物料配送、完工情况等生产制造管理;其次与EHR中的组织、人员同步,实现生产作业人员管理。

数据源定义和传递设计

从产品方案设计到运行维护的整个生命周期过程，以三维产品模型为数据组织的核心，所有的产品定义数据、工艺定义数据、制造定义数据都围绕三维模型展开，形成统一、唯一的产品数据源。在此基础上开展设计、工艺、制造的.各业务环节的协同关联。

实现产品EBOM、PBOM、MBOM的管理，建立不同BOM组织方式之间的关联关系，从不同的视角组织整个产品生命周期中的不同阶段的数据，并维持相互之间的联系。

数据源定义主要包括：

1)统一的数字化产品模型定义，建立规范化的产品设计环境及统一的产品模型定义。

2)统一的产品及物料编码定义和应用，通过编码管理系统对产品及物料进行统一编码。

3)统一的数字化产品BOM模式定义，对EBOM/PBOM/MBOM统一管理。

4)统一的标准件和通用件定义和管理。

5)统一的工程更改模式，建立闭环的产品工程更改管理流程体系。

支撑规范和标准设计

针对轨道车辆制造行业特点，围绕数字化的三维设计、制造、试验、管理与信息化，引用借鉴《数字化产品定义数据实施规程》、ISO16792∶2006《技术产品文件数字产品定义数据通则》、GB/T24734—2009《技术产品文件数字化产品定义数据通则》系列标准等，从以下几个方面开展标准规范体系搭建：

1)基础通用标准规范：包括术语标准、图形符号与代号标准、三维设计软件安装与配置文件应用规范;

2)三维工程化应用规范：包括三维设计标准规范、三维建模标准规范、三维标注标准规范、仿真规范、三维制造标准规范;

3)系统应用与管理标准规范：包括PDM系统基础应用标准规范、PDM系统产品图文档管理标准规范、PDM系统三维工艺文件标准规范、PDM系统BOM管理标准。

实施路径与步骤设计

按照总体规划，分步实施原则开展平台搭建与应用。

第一阶段：平台搭建。这个阶段研究业务流程模式，搭建设计、工艺、制造一体化平台，打通设计、工艺、制造、检验数据链。阶段重点工作是搭建TCM工艺平台以及TC与ERP系统集成，通过试点零部件的测试应用验证技术平台的可行性。

第二阶段：平台验证。以设计制造技术平台的验证应用、全三维设图4BOM数据流程计制造研究为核心，选取整车项目在系统平台上运行，完整验证技术平台在各业务环节应用。

第三阶段：优化应用。这个阶段完善优化技术平台，在公司内部多项目推广应用，逐步将技术平台覆盖公司内部制造各流程。未来再考虑与异地子公司融合。

3单一产品数据源的设计制造技术平台的实践

三年来，围绕搭建及实践应用单一数据源设计制造技术平台，进行了大量的测试验证，主要包括：软件模块技术测试、软件模块功能测试、系统集成技术测试、系统集成功能测试、零部件模拟测试、项目运行测试。前期用转向架组装等7个典型零部件数据进行了软件功能模块、系统集成的测试验证;然后用具体项目的大部件进行了模拟运行，选用马其顿动车组项目上线测试。

4结束语

通过上述构想与阶段性探索，可以得出如下结论：

1)选择TCM进行工艺设计与管理，基于TC平台，工艺直接重用设计模型。业务上采用设计工艺一体化项目管理。马其顿动车组项目试制几乎没有工艺准备周期，通过一体化并行协同，及时开展了工装设计、加工程序编制、工艺分析等工作。但是在测试环节也发现，系统全方位展开运用，还需要妥善解决产品数据搭建模式、发布、变更管理等部分问题，如怎样实现自顶向下设计，如何实现异地协同设计，如何适应快速生产情况下的提前采购，如何实现工艺设计的简统化与标准化等问题。

2)数据上TC与ERP/MES集成，打通了设计、工艺、制造数据链。马其顿动车组项目做到了数据同源。但是，还需要解决以下问题：基于设计BOM生成工艺BOM的数据结构，不同视角下BOM的重构与一体化的关联管理;TCM工艺规划多工艺路线与ERP生产排产单一工艺路线情况下的物料传递;数据版本更替在技术平台内部多个系统中准确有效传递。

3)搭建设计制造技术平台，除解决单一数据源、知识传承与共享外，在虚拟环境下的设计、制造、仿真验证，亦真正体现数字化制造价值所在。目前只在个别零部件上进行部分模拟验证，验证各环节也独立存在。需要探索优化的是，构建数据模型的时候如何满足仿真的需要，如何将设计、仿真、改进建立闭环验证反馈系统。

4)使用设计制造技术平台，对公司经营管理既有业务模式冲击很大，除软硬件设施外，适合企业特点的技术标准及管理流程制度的及时跟进也至关重要，甚至比系统平台本身更关键。

5)设计制造技术平台各种纷繁复杂的软件都有一定的业务范围，企业都需根据自身独特的产品及经营特点，进行适度的二次开发。如何用好技术平台又不受制于软件升级，在搭建技术平台的时候就应该统筹考虑。

总之，数字化制造技术平台是实现数字化制造的基本保证。南车株机公司通过大量的数据测试以及马其顿动车组等项目的试运行，证明搭建的TC、ERP/MES数字化设计制造一体化技术平台技术架构、技术路线满足数字化制造技术需求。马其顿动车组项目的实践应用也开启了我们数字化制造的探索应用之旅。但是为了使数字化制造技术平台很好的服务于公司生产制造，也为了用好这个技术平台，技术方面目前还需要重点研究：MBD(Model-BasedDefinition，基于模型的定义)模型技术，一体化BOM的优化应用，多系统集成及其管理流程数字化。