高速列车谱系化设计制造一体化平台构建及应用

1王军，2贾利民，3丁国富，4梁建英，5龚明，6张新宁，7刘长青，8马利军，9邓小军，10秦勇，11王金田，12张海柱，13常振臣，14徐宏伟，15李恒奎，16李鹏，17滕万秀，18都青华，19齐洪峰，20黎荣，21谭绍军，22黄文培，23邹益胜，24王艳辉，25李曼，26杜健，27邢海英，28公衍军，29陈争，30周伟旭31.曹佳林, 32.赵长龙, 33.刘昱, 34.姜茹佳, 35.彭飞, 36.杨则云, 37.李克雷, 38.刘飞, 39.曹金, 40.孙照岚。

1中国中车股份有限公司，2中车青岛四方机车车辆股份有限公司，3中车长春轨道客车股份有限公司，4西南交通大学，5北京交通大学，6中车工业研究院有限公司）

高速列车单一的研发平台，对产品的速度等级等谱系特征分析和提炼不够，难以适应动态多变的市场需求，难以控制质量、成本、效率，需要深入研究高速列车谱系特征及适应性技术，形成相应的研发体系及平台。本项目依托国家863计划、自然基金等项目，以高效、低成本研发谱系高速列车为目标，着力建立高速列车谱系架构元模型构建理论，开展需求驱动的高速列车模块定制设计与制造技术研究及一体化平台构建，攻克实现谱系高速列车的快速精细设计与制造。

一、主要科技创新

（1）首次提出并建立高速列车谱系理论与谱系技术架构，拓展通用元建模理论，构建适合高速列车研发的元模型体系，实现高速列车多层级灵活配置及定制，解决高速列车谱系化架构不清晰的问题。

（2）提出谱系高速列车精细研发过程元模型通用表达方法及以全生命周期应用为评价准则的模块划分方法，通过底层需求、产品、过程元模型表达，并将产品元模型映射为模块，采用过程元模型来动态组织需求元模型驱动的研发流程，解决高速列车谱系产品数据和模型冗余、重用度不高、研发组织难的问题。

（3）以LCC控制为目标，将考虑视情维修的全生命周期成本优化控制融入设计过程，采用基于多知识表达的多层级映射及推演，首次提出动态需求驱动的谱系高速列车模块化快速定制设计与工艺、质量生成技术，实现各组份模块的智能化、快速定制设计与制造，解决研发过程复杂、效率低、成本难以有效控制的难题。

（4）首次构建出产品数据、知识和模型融合驱动的、涵盖高速列车完整研发流程的谱系高速列车快速定制设计与制造平台，解决谱系高速列车研发没有平台支撑的难题。

二、项目评价

项目形成了高速列车谱系化研发的理论架构、技术体系及平台，有效完善了高速动车组的技术体系，形成规范化的高速列车技术创新途径，使我国高速列车技术在设计制造一体化基础技术和平台方面达到世界领先水平，继续扩大高铁技术领域的自主权，为实现我国不同速度等级的谱系高速列车创新研制和高铁走出去战略夯实了基础，为“交通强国”“制造强国”做出了重大贡献。

三、效益及成果

  项目成果应用于CRH3A和CRH6创新研制，减少设计人员约30%，缩短设计周期约35%，减少设计人工成本约50%。该项目成果持续应用在中车四方、长客的和谐号、复兴号等多种车型(共计5044辆)的创新研制中，2017-2019年共计新增产值644.33亿元，新增利润36.93亿元，本项目通过优化研发流程，提升研发效率，降低研发成本，在其中的贡献度为5%。项目获授权发明专利24项，软件著作权13项，出版著作1部，发表论文93篇，其中SCI 23篇、EI 18篇、中文核心38篇。

（文字：张航）