景鳳斌 閻帥 關顯濤 邢淑梅 郭柏齡

摘要：當前我國城軌車輛車體模塊化的設計已經發(fā)展的比較完善，但是其在實際應用過程中也遇到了許多問題，本文就對城軌車輛車體模塊化設計的關鍵技術進行了研究，并對在應用過程中遇到的問題提供的一些解決方法。同時，也對我國車體模塊化的設計方向提出了一些建議。

關鍵詞：城軌車輛；車體；模塊化；模塊技術研究

引言

經過幾年的發(fā)展，當前我國城軌車輛的產品已經逐漸成熟。國內外的車輛供應商都建立起一個通用性好且適應于本公司發(fā)展的平臺。為了進一步提升企業(yè)產品的差異性、提高企業(yè)生產效率、提高產品生產質量等，當前許多企業(yè)都在進行車輛產品的模塊化設計。本文就研究了相關的技術。

一、當前車體模塊化技術存在的問題

（1）當前存在雖然有模塊化設計的理念，卻沒有研究出標準化的車體模塊產品的問題。在實際的生產過程中，每一個項目的產品都是獨立的圖樣和文件設計，并且項目間可以相互參考。但是在實際操作過程中，不同項目的車體的使用條件和安裝方法都有差異，如果在設計或安裝時的相關設計和操作存在錯誤，就會使產品出現(xiàn)問題。而出現(xiàn)錯誤的產品又可能被之后的產品借鑒，從而導致整個生產鏈都會出現(xiàn)失誤。不僅如此，制造過程中的車體設計沒有真正達到模塊化的標準組合，從而無法滿足客戶的需要。

（2）雖然有平臺車型，但是卻缺少可以直接調用的車體模塊庫。當前的設備安裝接口沒有一個統(tǒng)一的模型，雖然整體上的尺寸和規(guī)格大致相同，但是內部存在差異化的細節(jié)，從而導致能夠直接使用的零部件非常少。這也就會造成設計師常常陷入重復勞動的情況，也不利于系統(tǒng)集成能力的提高。因此，沒有建立起一個完善的模塊化編號規(guī)則和模塊庫管理系統(tǒng)，就不利于相關產品的研發(fā)。

二、車體模塊化設計實施策略

模塊化能夠通過一些手段將復雜的系統(tǒng)分成簡單的幾個系統(tǒng)，然后再通過標準的接口將每個獨立的模塊都進行結合。而車體模塊化的設計就是通過對車體產品進行合理的模塊分化，然后再對每一個車體的子結構進行連接，然后再將車體子部件結構和接口進行固化。而要想提高車體模塊化的設計質量，相關人員就應該同時面向設計制造。

2.1一體設計

因為模塊化的產品具有互換性、組合性、獨立性和通用性。這就決定了模塊化設計的性質。車體的模塊化設計主要是依托成熟的平臺化車型，然后再用標準化的平臺車型為設計標準，再簡化相關系統(tǒng)設計從而減少車體子模塊的相關部件，最后再進行標準化的車體設計和固化子模塊間的連接頁面。因此，要想使上述環(huán)節(jié)都能達到標準，就是要將系列化、平臺化、標準化、簡統(tǒng)化進行統(tǒng)一。

2.2面向智能化的制造

在制造業(yè)中融合智能化的技術是保證它能夠發(fā)展的更好的動力。而作為公司的智能化框架結構的五大平臺之一的產品生命周期管理系統(tǒng)就對公司的發(fā)展起著非常重要的作用。但是，該系統(tǒng)還存在一些問題，它目前還缺少有關制造的相關設計。因此，要想使車體模塊化的設計面向制造方面，就應該根據相關的要求進行模塊的劃分和管理。

三、車體模塊化設計

3.1車體模塊的劃分

在進行模塊化設計的過程中，模塊的劃分是非常重要的基礎工作。而在進行模塊劃分時要遵守獨立性、典型性、適中性以及可擴展性等。不僅如此，還應該考慮到模塊的使用次數和程度的等因素。

首先應該提升模塊的使用率和效率，并且要根據相關的信息構建出一個模塊架構體系。除此之外，還應該根據相關部件的特點和可固化程度等因素，對部件的可模塊化程度進行分析和分類，從而確定模塊劃分的結構。不僅如此，還應該保證車體子模塊要盡量大，但是數量應該盡可能的少。并且還應該將工藝生產過程中的步驟都對應相關的子模塊。然而如果子模塊的數量變多，那么也應該根據相關原則進行再劃分。同時也應該保證同一功能的模塊界面的接口必須是統(tǒng)一的，并且接口及相關的參數都應該進行標準化的設定，從而有利于形成系列的產品。最后，在對待現(xiàn)有的簡統(tǒng)化的成果時，應該根據模塊劃分的原則和要求進行組合或分開。

3.2模塊連接方式固化

車體的子模塊之間可以通過焊接的形式進行連接，但是它受焊縫的分布、焊接接頭的設計以及工藝的調節(jié)量等影響。在進行城軌車體的一級子模塊主要采用搭接接頭的方法，并且它還需要比較大的調節(jié)量。而二級和三級的子模塊主要是通過對接接頭的方法，并且也應該注意焊縫的應力狀態(tài)的情況。

3.3設備安裝接口簡統(tǒng)化設計

各種各樣的車載設備都主要安裝在車體內，而將設備的安裝接口進行最大化的統(tǒng)一就是進行車體模塊化設計的關鍵步驟。轉向架、車鉤以及空調等系統(tǒng)連接形式比較簡單。但是制動管路、車載布線以及相關系統(tǒng)等在車體上覆蓋面比較大，接口的形式也比較多樣，那么進行接口簡統(tǒng)化的設計就是需要對接口形式比較復雜的進行簡化。

因此，在進行安裝座時就應該進行集成化的設計，以便于滿足不同系統(tǒng)的設備安裝。不僅如此，要對功能相同的設備的安裝接口和方式進行統(tǒng)一，而對接口不同的部分應該進行接口方式的優(yōu)化。

3.4車體子模塊工程化設計

相關人員應該將車體子模塊的三維模型和模塊化產品圖樣進行統(tǒng)一的標準化設計。并且要將三維模型進行參數化驅動建模的方法，這樣有利于系列化的設計。同時，模塊化產品的圖樣也應該準確表達出相關的焊接要求，將每條焊縫的質量等級和要求以及相關技術要求和安裝需要都準確的表達出來。這樣有利于安裝人員在安裝時進行準確的安裝，從而加強了車體子模塊工程化的標準化建設。

結束語

由于近幾年科技的不斷發(fā)展和進步，我國城軌車輛平臺車模塊化設計已經積累了許多經驗和方法，但是如何將模塊化設計更好地應用在車體產品平臺上仍是相關人員思考的問題。而要想更好的發(fā)展相關技術，相關人員就需要加強對相關技術的發(fā)展，尤其是要科學合理的規(guī)劃項目設備接口的簡統(tǒng)化安裝。不僅如此，車體模塊化設計的準確性對以后車輛的模塊化設計都有著非常重要的作用，如果在之前車體模塊化的設計過程中存在失誤，也會對以后的模塊化設計造成一定影響。因此，相關部門和人員就應該加強對城軌車輛產品的設計和制造質量，不斷使它發(fā)展完善。

參考文獻

[1]蘇柯，岳譯新，劉永強，金希紅，閔陽春.城軌車輛車體模塊化設計關鍵技術研究[J].電力機車與城軌車輛，2018，41（01）：32-35+40.

[2]辛成瑤，張永.地鐵車輛車體及內飾方案研究[J].電力機車與城軌車輛，2008（02）：8-11.

（作者單位：中車大連機車車輛有限公司城軌技術開發(fā)部）