铁路大型部件检测效率提升60%:Twyn实施案例
一、引言
铁路制造业的质量检测正面临来自“大国工程”时代的严苛挑战。以中国铁路为例,全国超过9万公里的运营线路、近400万个钢轨焊接接头,以及超过300万条车辆轮对,都需要进行周期性的探伤检查。然而,大量检测仍依赖人工与传统的固定计量设备,流程耗时、依赖人员经验、数据难以追溯。特别是在大型焊接部件(如转向架构架、车体底架)的检测中,人工目视检测的漏检率可达12%-15%,而使用三坐标测量仪则意味着将长达十数米的部件运输至专用计量室,耗时动辄数小时,且无法在生产现场进行实时比对。
Twyn是由德国Visometry开发的一款iPad端AR视觉质量检测平台,通过将3D CAD模型以虚实叠加方式呈现在实时摄像头画面中,实现“设计-实物”的快速可视化比对。Twyn的核心机制直观而高效:质量工程师手持iPad扫描待检部件,系统利用计算机视觉进行自动物体注册,将CAD数字孪生与实物进行实时对齐,偏差通过彩色热力图直接呈现在屏幕上。
铁路车辆的大型部件——转向架构架、车体底架、悬挂支架、排障器等——普遍具有如下特征:长度可达数米甚至超过10米、焊缝密集(单个转向架构架焊点可达数十处)、质量要求极高。以钢轨焊接为例,接头处的平整度误差需严格控制在0至0.3毫米之间,相当于几根头发丝的厚度。转向架构架作为动车组核心承载结构,其焊缝质量直接决定列车运行安全——数十处检测项点需多人协作,单工位耗时常以小时计,且难以形成影像化记录和定量分析。
在这一检测模式中,最为突出的三个痛点是:
第一,固定设备无法适应大型部件的移动检测需求。 三坐标测量仪需要将部件运输至专用计量室,而大型焊接件往往重达数吨,运输、吊装、固定等一系列操作本身就是巨大的时间和成本消耗。尤其在铁路制造车间,部件散布在焊接区、存储区甚至室外露天场地,运输至固定检测点显然不是高效路径。
第二,人工目检依赖个人经验且数据不可追溯。 焊接缺陷的识别高度依赖检测人员的经验水平。焊点的旋转、偏移或遗漏是制造中的常见问题,但人工目检既难以保证100%覆盖率,也无法留下影像化的检测记录。
第三,检测流程与生产现场脱节。 传统的检测往往发生在部件完成之后,偏差发现得越晚,返工成本越高。在铁路制造中,“晚了”可能意味着整辆车推迟交付甚至停线。
Twyn在铁路行业的核心应用场景覆盖了从部件入厂到整车组装的多个关键环节。
焊接精度检测。 Twyn帮助铁路车辆制造商检查多个部件——如托架、支撑件——是否被精确焊接到位,并轻松验证部件位置是否与CAD规范匹配。Twyn的追踪缓存功能可实现复杂场景下无缝启动检测,自动化流程生成与部件检测实现项目快速配置。
来料检验与出货检验。 对于接收大型铁路金属部件的生产企业,Twyn可在交付前或装配前验证部件是否符合制造标准。当供应商送达的部件需要确认质量时,检测人员无需将部件转移到检测室,直接在收货区域即可完成检测,大幅缩短供应链中的质量确认周期。
生产阶段间的质量门检测。 Twyn被定义为“质量门”控制工具,即在不同生产阶段之间设立验证节点。在产品到达油漆车间、总装车间或启程长途运输前,可以使用Twyn进行快速目检,防止不良模块流转到后续高成本工序。
大型复杂部件的现场验证。 操作员可以直接在生产线上快速发现任何偏差。对于铁路车辆制造来说,这一能力尤其关键——大型部件一旦完成焊接,移动起来非常困难甚至不可能。
4.1 铁路行业4周试点:检测时间缩短60%-75%,误差减少92%
一个铁路行业4周的试点项目记录了Twyn的真实部署效果。该项目中,质量工程师手持iPad完成了大型焊接件和装配体的现场检验。数据显示:检验误差减少了92%,检验时间缩短了60%至75%,单次启用培训仅需1小时。这一试点项目的核心价值在于,它验证了AR检测从“技术演示”到“产线可落地”的跨越:92%的误差减少意味着制造缺陷在进入下一阶段之前就被拦截;60%-75%的时间压缩则意味着原本需要数小时甚至整天的大件检测现在可以在1小时左右完成。
4.2 Chropynska Slovakia:焊接部门与来料检验的全面应用
位于斯洛伐克的工程制造公司Chropynska Slovakia是Twyn在铁路及相关工业焊接领域最具代表性的部署案例。该公司为汽车、航空航天、铁路和农业机械等行业提供自动化焊接线、工装夹具及定制化生产设备。
Chropynska Slovakia的焊接部门大量应用Twyn软件。质量经理Kristína Uhrínová介绍:“我们使用Twyn检查所有待焊部件的正确位置——它帮助我们定位旋转、偏移或缺失的部件,这是制造业中的常见问题。Twyn还简化并加快了机械加工后焊接元件的检测,我们将其与传统测量方案结合使用。”
在来料检验方面,Twyn同样发挥着重要作用。公司用于“工序间”控制(即不同生产步骤之间的验证)以及供应商交付部件的即时检测。Twyn对比实物与CAD规范的能力,帮助公司在整个生产过程中定义“质量门”,在错误刚出现时就加以拦截,防止停机或昂贵的返工。
Twyn实施前后的效率对比如下:原本需要数小时才能完成的焊合件装配验证,现在仅需几分钟。这意味着单个焊接工位的检测时间压缩了80%以上。Twyn Studio中项目创建极为简单——3D模型下载后即可立即开始质量控制,其直观界面和多功能特性使其既适用于批量生产也适用于定制化制造。
4.3 CZ LOKO与Slavia Production Systems:铁路制造企业中的全天候应用
CZ LOKO是捷克知名的铁路机车制造企业,专注于内燃机车和铁路车辆的现代化改造与制造。Slavia Production Systems则是焊接和生产线自动化的专业企业。两家公司都从2023年开始在日常生产中应用Twyn进行视觉质量检测。这一采用意味着Twyn不仅停留在试点阶段,而是真正嵌入到了铁路制造企业的日常质量控制工作流中。
虽然铁路行业的精确量化数据主要集中在上述试点和案例中,Twyn在其他重工业领域的表现同样具有参考意义。在Gothaer Fahrzeugtechnik,该公司制造的大型起重机组件长度可达14米,使用Twyn后实现了在生产现场完成检测,消除了将部件运往专用计量室的时间成本,目前已扩展部署至多个生产基地。在WISAG Industrie Service Group,Twyn提升了检测速度、精度和效率,同时减少了时间、空间要求和检测工作量。整体上,根据在各类工业环境中使用Twyn的质量经理的反馈,检测时间缩短高达80%,生产缺陷减少高达90%。
Twyn在铁路行业及上下游制造企业中的部署实践,可以提炼出以下几点有价值的经验:
移动检测与传统测量互补而非替代。 在Chropynska Slovakia,Twyn与传统测量方案结合使用,而非完全替代后者。Twyn负责快速目检和初步判定,传统设备则用于需要更高精度数据的场合。这种“先检后测”的原则有效减少了不必要的精密计量投入。
培训门槛低是规模化推广的关键。 试点数据显示单次启用培训仅需1小时,这与Twyn直觉化的工作流密切相关。铁路制造企业往往拥有多种工种,复杂的培训会阻碍新技术的接受度,低门槛是决定技术能否从试点走向全厂复制的核心因素之一。
可追溯的检测报告提升质量管理闭环能力。 Twyn支持在现场直接生成检测报告并与跨部门或外部供应商共享。在CZ LOKO和Slavia Production Systems的日常应用中,这一能力显著提升了质量数据流转的效率和可靠性。
Twyn在铁路行业中的实施案例清晰地呈现了AR检测从可行到有效的转化路径。4周铁路试点中的检测时间缩短60%-75%、误差减少92%,以及Chropynska Slovakia从数小时到数分钟的焊接检测效率提升,共同勾勒出Twyn在铁路大型焊接部件检测中的实际价值。Twyn帮助铁路制造商在焊接前识别旋转、偏移或缺失的部件,简化来料检验流程,在生产早期拦截缺陷,以数字化的检测记录支撑质量追溯体系。随着Visometry将铁路纳入船舶、航空和铁路优先行业并持续进行产品迭代,Twyn正成为铁路制造企业破解大型部件检测难题的有效工具。
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