智慧轨道交通基础设施维护

　　铁路运输是一种高效、可靠和清洁的货运方式，也是一种安全、舒适且通常快速的客运选择。货运列车可以运载数千吨货物，而现代高速客运列车的行驶速度可达每小时 350 公里 (km/h)。

　　为了以节能的方式实现这一目标，轨道交通系统依靠钢轮在钢轨上的运动来引导车辆，而摩擦阻力很小。这些钢轨通常安装在枕木和道碴上以形成铁轨。由于道砟会被经过的火车的重量压碎或移动，因此不时需要更换枕木和重新调平（“夯实”）。直到 20 世纪 50 年代，重新调整和打磨轨道以及纠正垂直和水平的不规则性都是大型轨道工团队的艰苦体力劳动。

　　1953 年，Plasser & Theurer 推出了世界上第一台液压夯实机，为机械化、快速和高效的轨道维护铺平了道路。此后，该公司已成为全球市场领导者，为铁路轨道和接触网（为电动火车提供能源的架空电线）的建设和维护所需的几乎所有工作流程提供机器。全面的产品范围从单一的紧凑型机器到长达 2.7 公里 (km) 的轨道更新列车。Plasser & Theurer 总部位于奥地利维也纳，为 100 多个国家/地区的客户提供服务。Plasser & Theurer 机器用于铺设法国 TGV（高速电动）列车的轨道，以 574.79 公里/小时的速度创造了传统列车系统的当前世界纪录。

　　Plasser & Theurer 拥有 2,000 多项专利，将领先的技术创新与经过时间考验的组件相结合，提供高水平的效率和可靠性。该公司的旗舰轨道和壁板捣固机是 Unimat 09-4x4/4S。除了传统的柴油动力版本之外，还提供混合动力或全电动机器，它可以帮助降低维护预算并减少噪音和排放。

　　Plasser & Theurer 使用 Solid Edge 的数据创建数字双胞胎，用于在捣固模拟器中进行混合现实操作员培训

　　使用 Solid Edge 创建高度复杂的机器

　　为了向客户提供及时的服务，Plasser & Theurer 运营着一个由服务基地、维修车间和备件仓库组成的全球网络。为了在不影响质量的情况下满足通常非常规的要求，公司在公司位于奥地利林茨的主要工程和生产设施中设计和生产大部分组件。除了结构部件和获得专利的履带工作机构和工具外，还包括变速箱和电子控制系统。

　　Plasser & Theurer 机器具有高度的机械复杂性。在大多数情况下，它们是量身定制的解决方案，旨在满足客户的特定要求，包括法规遵从性，这些要求通常因国家/地区而异。为了以可承受的成本实现这一目标，140 名设计工程师使用产品生命周期管理 (PLM) 专家 Siemens Digital Industries Software 的 Solid Edge® 软件开发模块化设计，用于计算机辅助设计 (CAD) 和仿真。

　　“我们于 1995 年开始测试用于 CAD 的 Solid Edge，并于 2005 年使其成为我们所有机械设计的唯一系统，”Gerald Gürtler 说，他在成为公司的 CAD 行政经理之前曾在 Plasser & Theurer 担任多年的设计工程师。“这款 2D/3D CAD 软件支持我们在设计工程师数量和产品多样性方面的增长。”

　　售前工程师使用这款易于学习的软件来创建产品表以供客户咨询。设计工程师使用 Solid Edge 创建零件、装配体和机器的 3D 模型。他们使用软件的有限元法 (FEM) 强度分析功能进行初步尺寸标注。他们还将他们创建的模型导出到 Plasser & Theurer 的一个单独的数值分析部门。

　　Plasser & Theurer 设计办公室对 Solid Edge 的使用不仅限于创建公司的产品，还扩展到设计其生产所需的工具和夹具。

　　使用轨道的数字双胞胎作为 Plasser 智能维护计划的一部分，有助于持续比较目标性能和进一步自动化。

　　易于使用的软件应对未来的工程挑战

　　Plasser & Theurer 拥有 140 个许可证，是奥地利最大的 Solid Edge 用户之一。易于学习的软件支持所有者管理的家族企业的发展，因为新的设计工程师只需要最少的培训就可以提高工作效率。“我们还受益于工程学院和大学正在使用 Solid Edge 进行教育，”Gürtler 说。“我们每年夏天都会雇用数十名实习生，他们不需要软件培训就可以开始工作。”

　　由于用于制造 Plasser & Theurer 车辆和维护机制的许多零件通常由钣金制成，该公司还受益于 Solid Edge 中自动化钣金设计的全套功能。“凭借其无与伦比的钣金功能，Solid Edge 简化了我们的钣金产品开发流程，”Gürtler 说。“这有助于我们在不影响质量的情况下减少设计时间和成本。”

　　这种规模的设计工程部门在更新或升级方面提出了挑战。“我们八个设计办公室的工程师之间的跨学科协作需要基于历史的参数化设计，”Gürtler 说。“由于我们对 Solid Edge 非常满意，并且没有计划使用同步技术，我们在 2009 年决定继续使用当前版本。”

　　Plasser & Theurer 将前沿创新与经过时间考验的核心部件相结合，例如经常进行设计改进的捣固齿。

　　升级提高工程生产力

　　尽管该软件实现了它的目的并继续运行多年，但也有其缺点。尽管设计的细节越来越丰富，但公司的设计工程师无法从新 Solid Edge 版本带来的性能改进中获益。现有的软件版本也没有充分利用当代操作系统的许多功能。“虽然捣固机通常有大约 35,000 个 CAD 装配部件，但轨道更新列车可能有超过 200,000 个，”Gürtler 说。“随着时间的推移，这会导致在创建高质量图纸或导入复杂的外部采购零件的第三方 CAD 数据时出现性能问题。”

　　因此，10 年后，Plasser & Theurer 管理层决定与 Siemens Digital Industries Software 重新签订服务合同，更新到最新版本的 Solid Edge。“最新版本的 Solid Edge 针对速度和性能进行了优化；例如，通过利用多核处理器，”Siemens Digital Industries Software 实施合作伙伴 Ing 的执行合伙人 Wolfgang Hackl 说。Wolfgang Hackl CAD/CAM，在过渡阶段支持 Plasser & Theurer。“在处理大型装配体时，Solid Edge 还允许用户放置工程图视图并关闭所有对于查看来说不是必需的组件。”

　　由于 Plasser & Theurer 的订单已满，因此无法中断正常运营。目的是在一个周末为 240 个客户升级到新配置，升级版本的现有产品文档管理 (PDM) 系统。虽然根据内部研究，每个客户手动升级需要 1.5 小时，但 CAD 和 IT 管理小组设法在不到五个小时的时间内完成了过渡。

　　“性能的提升是惊人的，”Gürtler 说。“我们现在可以在不到 20 分钟的时间内创建三视图绘图，这在以前需要将近 2.5 小时（减少 8 倍所需时间）；进口一台完整的柴油发动机所需的时间从两小时减少到 15 分钟（所需时间减少了 7.5 倍以上）。”减少非生产性任务所需的时间可以提高 Plasser & Theurer 工程师的工作效率，从而帮助公司保持市场领导者的地位。

　　数字双胞胎有很长的路要走

　　Plasser & Theurer 使用数字孪生在混合现实环境中进行操作员培训。机器驾驶室的真人大小复制品中的操作员使用真正的原始控制系统，使用捣固机构的数字双胞胎来处理虚拟轨道。这允许客户培训他们的操作员，而不需要真实的设备和真实轨道上的时间段，而不用担心受训者会损坏轨道或设备。它还有助于在做出投资决定之前尝试不同的配置。

　　不过，Plasser & Theurer 的数字化努力并不止于此。“使用我们机器的轨道记录测量数据和我们数字化子公司 P&T Research 的服务，基础设施公司可以创建他们轨道的数字双胞胎，”Gürtler 说。“他们可以在实际去那里之前在虚拟现实中尝试并优化特定轨道部分的维护。”

　　Plasser & Theurer 工程师使用 Solid Edge 进行设计和工程工作，创建模块化设计，每台机器具有 100 多个配置选项和 35,000 多个零件。