2020年青岛市科学技术进步奖提名项目公示内容

 

一、项目名称

高速列车谱系化模块构建技术

二、提名单位意见

提名单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司

提名意见：

该项目针对高速列车谱系化产品亟需解决快速定制设计的技术难题，创新性提出通用、柔性和个性化等多类模块的构建理论和技术，通过统一元模型构建技术与不同类型模块的智能定制技术的有机融合，建立高速列车谱系化产品承载、走行、动力等各组分模块配置规则，提出了高速列车智能化、快速定制设计技术体系。

该项目已经成功应用于高速列车方案设计和技术设计过程中，有效提升了车体、转向架、电气、制动等设计过程的设计效率和质量；配置规则能快速协助设计师搜寻到满意的设计方案；定制设计技术具备满足用户多样化、个性化需求的能力；模块及实例库拥有良好的可扩展性，保障了研发知识的不断积累和学习。项目所研制模块库和定制的关键技术应用于PDM设计系统中与高速动车组的新产品研发过程中，为我国高速列车谱系化产品自主研发技术体系的形成和创新发展打下了坚实的基础，应用前景广阔。

该项目成果创新性强，并得到企业的实际验证和推广示范，产生了良好的经济和社会效益，本单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合填写要求。

推荐该项目为青岛市科技进步奖  一  等奖。

三、项目简介

1、主要技术内容：

高速列车是一个面向广大民众服务的轨道交通装备。随着高速铁路的大规模建设，高速铁路与既有铁路的联网运行，以及中国高铁走向世界，我国的高速铁路呈现出线路的多样化、运行环境的多变化、乘客需求的多层化等特点。为满足个性化和多样化的市场需求，开展高速列车谱系化设计技术研究，实现不同速度等级、不同运用环境的谱系高速列车快速定制，推动高速列车技术发展。

该项目通过系统研究通用、柔性和个性化等多类模块的划分、元模型、配置、变型等全套模块构建技术，提出并建立高速列车模块构建理论及模块构建技术，支撑谱系需求驱动的产品快速定制设计，缩短高速列车谱系产品设计与试制周期、提高产品质量、降低成本，主要的技术内容包括模块划分技术、元模型构建技术、模块配置设计技术、模块变型设计技术。

通过模块构建技术的创新研究，形成如下4项创新成果：（1）提出并建立高速列车模块构建理论；（2）提出并建立谱系化高速列车的元模型；（3）形成谱系化高速列车各组份模块配置设计规则；（4）提出并实施高速列车组份模块的智能化、快速定制技术。

2、授权专利情况：

通过该项目研究，获授权发明专利10项。

3、技术经济指标

①基于高速列车谱系理论、总体技术架构以及模块构建技术，并集成、固化企业现有的高速列车设计流程及设计知识，实现了面向需求驱动的高速列车的快速设计，能够减少设计人员约20%，缩短设计周期约30%，减少设计人工成本约30%，可以极大的降低设计成本，具有较高的经济效益。

②设计平台将设计标准、设计知识、设计经验以及实例知识集成到系统中，能够对新入职设计人员进行快速系统地培训，加速入职人员对企业设计流程以及相关设计知识的掌握，缩短入职设计人员的培训周期，具有较高的经济效益和应用前景。

4、推广应用情况及经济效益

基于高速列车模块构建理论和元模型构建、组份模块配置设计规则、快速定制等模块构建技术，在中车青岛四方机车车辆股份有限公司构建了基于模块配置和变型设计的高速列车设计流程，开发了PDM需求管理模块和产品设计、工艺设计模块及元模型、配置规则数据库，实现了基于模块的高速列车设计知识积累与重用，从而简化谱系产品设计过程，缩短谱系产品开发周期，增加研发知识积累，提高设计质量，实现资源和技术的共享。

 

四、客观评价

一、青岛市科技成果标准化评价：

2019年10月25日，中国青岛国际经济技术合作（集团）有限公司受中车青岛四方机车车辆股份有限公司委托，对《高速列车谱系化模块构建与集成设计关键技术》进行评价。

该项目以现有高速列车技术平台为基础，突破高速列车谱系化模块构建与集成设计关键技术、设计制造一体化平台构建技术，全面系统地提升高速列车装备研制能力，建立世界首创的基于需求驱动的高速列车谱系，建立拥有自主知识产权的中国高速列车谱系化的相关标准、规范及设计制造一体化平台，实面向多样需求的高速列车的快速定制，并利用谱系化和定制化技术，研制满足典型运营环境需求的高速列车系列车型，完成试验评估。最终达到满足中国国情的多样化运营需求，保持我国高速列车技术可持续发展，提升我国高速列车国际竞争力的目标。

该成果技术成熟度为13级，技术创新度为4级，技术先进性为5级，达到国内领先水平。该成果自2012年3月8日开始研发，2016年7月22日研发完成。截至目前为止，公司为该项目研发经费实际投入额9825万元，该项目于2017年实施应用，近年单位(中车青岛四方机车车辆股份有限公司)新增销售额收入423亿元，新增利润26亿元。

二、山东省查新报告结论：

2019年5月29日，委托山东省科学院情报所对《高速列车谱系化模块构建与集成设计关键技术》进行科技查新，查新结论为：“国内外未见有与查新项目同样研究内容的文献报道”。

三、课题验收专家意见：

2016年7月22日，科技部高技术中心组织专家对863计划“高速列车谱系化模块构建与集成设计关键技术”课题进行了现场验收。验收专家认为课题组完成了高速列车谱系体系与技术架构、高速列车谱系化模块、集成设计等关键技术研究，提出了基于需求驱动的高速列车谱系化理论和分层设计技术架构体系，创建了基于结构树的高速列车元模型和系列组份模型数据库，提出了高速列车需求、产品和过程的元模型结构，构建了高速列车模块的系列数据库；开发了高速承载、走行、动力等模块快速设计系统，一致同意通过技术验收。

 

五、应用情况

 

在该项目形成的模块构建理论和技术体系研究的基础上，结合中车青岛四方机车车辆股份有限公司产品研发环境和研发流程，梳理并规范了基于模块配置和变型设计的高速列车定制流程，同时基于模块构建技术，将设计标准、设计知识、设计经验以及实例知识封装于模块知识中，研制并开发高速列车元模型构建、配置规则模块库，将其集成到PDM系统中，使企业设计人员能够按照规范化的设计流程完成各项工作，有效的防止工作缺项、漏项，支持高速列车设计知识的积累与重用，能够对新入职设计人员进行快速系统地培训，加速入职人员对企业设计流程以及相关设计知识的掌握，缩短入职设计人员的培训周期。

 

六、主要知识产权和标准规范等目录

 

主要知识产权和标准规范等目录（不超过10件）

七、主要完成人情况

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

八、主要完成单位及创新推广贡献

 

 

九、完成人合作关系说明

2012年至2016年，中车青岛四方机车车辆股份有限公司与西南交通大学黎荣开展了高速列车谱系化模块构建技术研究工作，系统研究通用、柔性和个性化等多类模块的划分、元模型、配置、变型等全套模块构建技术，提出并建立高速列车模块构建理论及模块构建技术，支撑谱系需求驱动的产品快速定制设计，形成4项创新成果：（1）提出并建立高速列车模块构建理论；（2）提出并建立谱系化高速列车的元模型；（3）形成谱系化高速列车各组份模块配置设计规则；（4）提出并实施高速列车组份模块的智能化、快速定制技术。具体如下：

黎荣开展了高速列车产品元模型关键技术研究，申请了发明专利“一种高速列车产品元模型的处理方法及装置”。