数智赋能驾驭钢轨“长龙”

本文转自：人民铁道报

创新运用数学建模、模式识别、数字图像等技术，将数智化与焊轨质量管控深度融合，西安工务机械段——

数智赋能驾驭钢轨“长龙”

该车间职工正在对焊接好的焊头进行测量和清理。万国强 摄

万国强 邵旭华

3月中旬，走进西安工务机械段茂陵焊轨车间，一条2公里长的钢轨焊接流水线从东往西笔直延伸开来。厂房内，除锈机、焊机高速运转，现场火花四溅，电流声吱吱作响。据了解，茂陵焊轨车间是全路15个焊轨基地之一，主要负责将100米长的钢轨焊接成500米的长轨，年焊接钢轨800多公里，主供在建高铁和既有线铺设无缝线路。

近年来，西安工务机械段在该车间成立大数据课题攻关团队，焊接工薛继鹏带领工友们开展技术攻关，编写了4万余个程序文件、400多万行程序代码，创建了焊轨质量数据库，以数智赋能钢轨焊接质量，构筑起钢轨质量安全堤坝。

千万根钢轨溯源“一点可查”

3月13日14时，茂陵焊轨车间焊接厂房内机器轰鸣，薛继鹏眼神专注，一边查看系统分析的工艺参数，一边认真进行现场测量对比。薛继鹏介绍说：“焊接质量如何？我们用数据来说话，让计算机信息技术服务现场质量管控。”

钢轨焊接质量是确保行车安全的核心之一，如何将大数据与现场生产相融合，让焊接工艺标准更直观、可量化、具备科学准确的分析依据，为高铁线路提供质量可靠的焊头，一直是薛继鹏和同事们攻关的重点课题。

2016年5月，一次夜班作业中，焊机操作工发现钢轨轨腰粘贴的信息标签被滚轮刮掉，数据无法记录，现场人员一时无从下手，整个生产线也被迫停止。

得知情况后，薛继鹏丢下手头的工作，跑进焊机操作间，熟练地打开服务器，编辑了一行SQL指令，根据钢轨轨腰热压印标，在SQL Server数据库中迅速查找到钢轨条码信息，整个过程只用了不到5分钟时间。

此后，攻关团队针对钢轨标签传送受损、放在户外热压印标识锈蚀所导致的信息丢失难题，展开技术攻关。薛继鹏查阅资料，编写了一个电脑查询程序，工友们用鼠标轻轻一点，就能很快查出钢轨信息。

“程序编码、数学模型对大多数人来说既陌生又神奇，薛师傅通过自学掌握了有关计算机应用的知识，他认为和计算机对话很有趣，而且充满挑战。”大数据课题攻关团队成员刘震说，“随着近期西延高铁钢轨焊接全面启动，焊接量翻了一倍，海量的焊接数据被薛师傅用电脑整理得一目了然。”

千万个焊头实时智能监控

西安工务机械段在茂陵焊轨车间建立监控分析室，对当日钢轨焊接工艺参数、超声波探伤等数据进行分析。职工们可以通过电脑查询各类统计参数和分析图形，并从墙上的监控分析大屏清楚地看到焊接工艺参数曲线、焊轨作业各工序图像以及生产任务完成情况等信息。

“别小看这个监控分析大屏，它背后有一套庞大的数据记录和分析体系。”薛继鹏介绍，一个完整的焊头要经过除锈、焊接、精加工等16道工序，电脑通过大数据，记录每道工序的图像和数据，为每个焊头的完成过程准确“画像”，达到利用数据促进工艺革新和生产过程精准追溯等目的。

几年前，茂陵焊轨车间监控分析室的数据系统没有导出功能，数据的补录和纠错需要人工抄写记录，再到现场核对，既影响正常生产，又造成人力、物力的浪费。

大数据课题攻关团队成立后，成员们通过对原系统进行研究，编写了与系统相兼容的代码，使数据得以轻松导出。利用1个多月时间，他们厘清了所需的各种数据，并通过持续攻坚，建立起基于大数据支撑的智能监控平台。

在攻关团队的努力下，车间的监控分析室逐渐走上了正轨。他们搭建的智能监控平台不仅让每个焊头有据可查，而且实现了数据分析与现场生产的有效关联。该车间主任任立新说：“数据的定性定量不仅使每根长轨的生产、工艺等信息形象化，而且为质量把控提供了直观标准，更为焊接工艺的优化指明了方向。”

千万组字符夯实质量堤坝

自动读取探伤图像文件的伤损区域高频信号数据，实现伤损信息自动分析；通过大数据统计图示，让焊轨信息显示更直观更精确……如今，薛继鹏带领团队解决工作实际问题的案例不胜枚举。

钢轨焊接烧化末期的电流拉开时间不能超过1秒钟。以往，这个时间由现场操作人员凭经验把控。2022年，薛继鹏通过编写程序，成功将电流拉开数据提取出来，实现了对时间卡控的自动报警。

“大数据研究工作指明了焊头质量数据分析的方向和重心。”任立新介绍，他们相继创建了焊轨生产线质量监测报警、焊接工艺参数主成分分析等50余个智能软件模块，研发的钢轨焊缝超声波探伤仪探伤数据自动评估程序，将焊接接头探伤量化分析由10分钟缩短至10秒钟。

“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新。”这是薛继鹏经常对同事说的一句话，为了将数智化与现场深度融合，他们已累计编写了4万余个程序文件、400多万行程序代码。

薛继鹏还编写了《大数据分析在焊轨基地的应用》《应用数据处理技术分析焊接过程》等课件，经常组织工友们进行学习分享；撰写的《焊轨生产及质量管理信息化实践》《焊轨基地焊接质量管理工作改进和探讨》等论文获得中国铁道学会授予的多项荣誉。

中国铁道科学研究院集团有限公司钢轨焊接专业研究员高文会说：“薛继鹏团队在数据应用分析方面成效显著，我们近期正在合作研究降低生产成本、提升质量安全等课题，有望取得更大突破。”