高速列車譜系化設(shè)計制造一體化平臺構(gòu)建及應(yīng)用

主要完成人：1王軍，2賈利民，3丁國富，4梁建英，5龔明，6張新寧，7劉長青，8馬利軍，9鄧小軍，10秦勇，11王金田，12張海柱，13常振臣，14徐宏偉，15李恒奎，16李鵬，17滕萬秀，18都青華，19齊洪峰，20黎榮，21譚紹軍，22黃文培，23鄒益勝，24王艷輝，25李曼，26杜健，27邢海英，28公衍軍，29陳爭，30周偉旭，31曹佳林，32趙長龍，33劉昱，34姜茹佳，35彭飛，36楊則云，37李克雷，38劉飛，39曹金，40孫照嵐

主要完成單位：1中國中車股份有限公司，2中車青島四方機車車輛股份有限公司，3中車長春軌道客車股份有限公司，4西南交通大學(xué)，5北京交通大學(xué)，6中車工業(yè)研究院有限公司

推薦單位：中國中車股份有限公司

高速列車單一的研發(fā)平臺，對產(chǎn)品的速度等級等譜系特征分析和提煉不夠，難以適應(yīng)動態(tài)多變的市場需求，難以控制質(zhì)量、成本、效率，需要深入研究高速列車譜系特征及適應(yīng)性技術(shù)，形成相應(yīng)的研發(fā)體系及平臺。本項目依托國家863計劃、自然基金等項目，以高效、低成本研發(fā)譜系高速列車為目標，著力建立高速列車譜系架構(gòu)元模型構(gòu)建理論，開展需求驅(qū)動的高速列車模塊定制設(shè)計與制造技術(shù)研究及一體化平臺構(gòu)建，攻克實現(xiàn)譜系高速列車的快速精細設(shè)計與制造。

一、主要科技創(chuàng)新

（1）首次提出并建立高速列車譜系理論與譜系技術(shù)架構(gòu)，拓展通用元建模理論，構(gòu)建適合高速列車研發(fā)的元模型體系，實現(xiàn)高速列車多層級靈活配置及定制，解決高速列車譜系化架構(gòu)不清晰的問題。

（2）提出譜系高速列車精細研發(fā)過程元模型通用表達方法及以全生命周期應(yīng)用為評價準則的模塊劃分方法，通過底層需求、產(chǎn)品、過程元模型表達，并將產(chǎn)品元模型映射為模塊，采用過程元模型來動態(tài)組織需求元模型驅(qū)動的研發(fā)流程，解決高速列車譜系產(chǎn)品數(shù)據(jù)和模型冗余、重用度不高、研發(fā)組織難的問題。

（3）以LCC控制為目標，將考慮視情維修的全生命周期成本優(yōu)化控制融入設(shè)計過程，采用基于多知識表達的多層級映射及推演，首次提出動態(tài)需求驅(qū)動的譜系高速列車模塊化快速定制設(shè)計與工藝、質(zhì)量生成技術(shù)，實現(xiàn)各組份模塊的智能化、快速定制設(shè)計與制造，解決研發(fā)過程復(fù)雜、效率低、成本難以有效控制的難題。

（4）首次構(gòu)建出產(chǎn)品數(shù)據(jù)、知識和模型融合驅(qū)動的、涵蓋高速列車完整研發(fā)流程的譜系高速列車快速定制設(shè)計與制造平臺，解決譜系高速列車研發(fā)沒有平臺支撐的難題。

二、項目評價項目形成了高速列車譜系化研發(fā)的理論架構(gòu)、技術(shù)體系及平臺，有效完善了高速動車組的技術(shù)體系，形成規(guī)范化的高速列車技術(shù)創(chuàng)新途徑，使我國高速列車技術(shù)在設(shè)計制造一體化基礎(chǔ)技術(shù)和平臺方面達到世界領(lǐng)先水平，繼續(xù)擴大高鐵技術(shù)領(lǐng)域的自主權(quán)，為實現(xiàn)我國不同速度等級的譜系高速列車創(chuàng)新研制和高鐵走出去戰(zhàn)略夯實了基礎(chǔ)，為“交通強國”“制造強國”做出了重大貢獻。

三、效益及成果項目成果應(yīng)用于CRH3A和CRH6創(chuàng)新研制，減少設(shè)計人員約30%，縮短設(shè)計周期約35%，減少設(shè)計人工成本約50%。該項目成果持續(xù)應(yīng)用在中車四方、長客的和諧號、復(fù)興號等多種車型(共計5044輛)的創(chuàng)新研制中，2017—2019年共計新增產(chǎn)值?644.33億元，新增利潤?36.93億元，本項目通過優(yōu)化研發(fā)流程，提升研發(fā)效率，降低研發(fā)成本，在其中的貢獻度為5%。項目獲授權(quán)發(fā)明專利24項，軟件著作權(quán)13項，出版著作1部，發(fā)表論文93篇，其中SCI?23篇、EI?18篇、中文核心38篇。

來源：中國鐵道學(xué)會