高铁工程质量管理数字化发展策略与实践

数字化是高铁颠覆性的发展趋势，构建新发展格局，迎接数字化时代是推动铁路工程质量持续提升的必由之路。经过多年的探索、实践和深耕，我国高铁建设工程质量管理已经取得了较为丰富的经验，在数字化时代背景下，铁路企业应加快重塑数字时代质量发展理念，运用数字化思维赋能高铁工程质量管理，立足构建面向全生命周期的高速铁路工程质量系统管理，通过科技信息技术与全面质量管理融合应用，推动高铁质量管理活动数字化升级，增强铁路全生命周期、全价值链、全产业链质量管理能力，推动高铁工程质量管理迈上新台阶，为提升铁路企业的持续创新力和核心竞争力保驾护航。

质量数字化管理的新特点及意义

质量管理数字化是指通过新一代信息技术和全面质量融合应用，推动质量管理活动数字化、网络化、智能化升级，不断增强全生命周期、全价值链、全产业链质量管理能力，以提高产品和服务质量，促进行业高质量发展。

一、新特点

1.管理方法

质量数字化管理综合运用最先进科学和信息化管理技术成果，深度控制影响质量构成全流程、全环节的各种因素，以更经济、更高效的管理手段及方法实现满足信息化时代需求的科学管理，更加注重质量和效益的完美结合。

2.管理范围

由强调质量管理岗位职责划分、上下游质量责任分工转变为强调以客户为中心的质量协同合作，更加注重对产品全生命周期、全产业链供应链直至整个生态圈质量的全流程、全方位管理。

3.关注重点

质量数字化管理在关注规模化生产质量的同时，更加关注对用户个性化、地域本地化、产品需求差异化、高端产品精细化等不同场景的积极响应和高效满足。

4.工作手段

质量管理数字化在应用传统质量管理积累的方法、设备工具的基础上，进一步应用数字化智能化的装置、平台、信息化系统等技术条件，注重以客户为核心，打造流程优化重构，驱动管理方式变革。

二、意义

1.提升基础服务支撑能力

质量数字化管理增加了企业对数据采集应用、平台建模架构、系统性解决方案的需求，并以此为契机，促进专业机构、标准协学会、行业组织、软件服务商等创新服务供给，提升基础服务的支撑能力。

2. 增进企业管理效率的提高

质量数字化管理要求企业提供准确、真实、关键、有效的信息，利用信息技术手段改变过去固化僵硬、低效单一的管理手段，优化和提升管理过程，提高管理效率。

3. 提升企业整体质量管理水平

实施高铁工程质量数字化管理可引导企业强化“人机料法环测”等各环节质量管理数字化能力，推进数据驱动质量分工、质量把控和质量改进，更加系统化、规范化推进数字技术和质量管理深度融合，进一步提升产品和服务质量水平，从而带动行业产业链供应链质量协同水平的提高。

高铁工程质量数字化管理遵循的原则

一、立足当前，着眼长远

企业应系统、规范梳理铁路工程质量管理数字化管理的实际需求，聚焦生产和经营中的关键、重点以及难点技术问题并妥善解决，同时要放眼未来，结合经济社会、行业及企业自身的发展，加快信息化体系构建。

二、数据驱动，价值牵引

注重价值牵引和数据驱动。企业要深化全过程全链条数据挖掘，把提升发展质量与效益作为出发点，驱动质量提升、变革。

三、安全可控，注重实践

企业要把握安全和发展的关系，加强企业信息安全保护；积极发挥数字化系统作用，依托信息化平台在全产业链、全价值链推动质量管理创新应用，深化推广质量管理理论方法和实践活动。

高铁工程质量数字化管理应用方向

从“人机料法环测”几个要素，铁路企业应全面强化质量管理数字化能力，提升数据驱动作用，加强全生命周期质量数据开发利用。

一、提高员工岗位数字化工作技能

企业应将推进质量管理数字化转变为员工主动创新、有能力创新的行动，不断加强质量管理数字化活动的全员参与，并制定及完善评价和激励机制，对重要岗位人员实施适当的考核评价。

二、推进设备数字化改造升级

企业应按照质量管理数字化核心能力建设需求，加强必要的生产制造装备改造，开发或购买软件产品，提高工艺自动化、智能化、精准化水平。结合设备数字化改造过程，设计开发相应的质量管理信息化服务平台，形成以数据为驱动的在线质量控制能力，为产品质量提升和产品迭代创新夯实基础。

三、实施全流程物料数字化管理

企业应建立与数字化建设相适应的仓储物流系统，在采购、生产、仓储、物流、交付及售后服务全过程提高物料数字化追溯管理水平，对关键物料实施一物一码对应管理，提升供应链各环节质量数据共享与开发利用，以实现全流程质量的可跟踪性、可追溯性。

四、提高施工方案及工艺工法管理水平

一是推进人工智能、模拟仿真等技术在产品研发设计环节应用，致力基于数字模型的产品质量设计，搭建产品级、部件级数字仿真模型，开展场景模式分析预判、装配及物流仿真，遴选最优设计方案，通过信息智能化提升质量设计水平，规避风险。

二是推进生产制造数字化管控水平，通过围岩量测、超前地质预报、安全步距检测等技术在生产环节深度应用，提升精益生产施工过程质量的控制水平。

五、内外兼修，打造质量共生共赢新生态

对内，铁路企业应关注质量管理，制定重点工程质量保证方案。对于施工作业的施工环境、技术环境等生产基本条件，如施工照明、水电燃气或动力供应、安全防护设备、施工场地通道、交通运输道路条件等，予以设置工作日志、电子台账并定期查验、整改，相关数据交付施工单位、建设单位。同时，为数据的共享夯实平台基础。

对外，铁路企业应积极面向社会化协作的质量生态建设与知识分享，积极推进质量管理相关资源在线化、模块化和平台化，与生态圈合作伙伴共建质量管理平台，加强质量生态数据的收集整理和开发利用，运用数字分析建模、设计和仿真、数字孪生、质量波动分析等技术手段，构建以客户为导向、因数据而驱动的质量管理体系，逐步打造形成数据共享流通、质量共生共赢新生态的商业模式。

六、强化检验检测数字化管理

企业应根据质量管理数字化要求，不断完善组织架构、检测制度、人员配置，优化检验测试的方法和程序。运用先进测量仪器、机器视觉、人工智能等技术，提升预判预警水平，推动制造装备与检验测试设备互联互通，提升质量检验检测的精准性和全面性。

铁路数字化管理的成功案例

2019年开通运营的京张高铁是《国家中长期铁路网规划》中“八纵八横”京兰通道的重要组成部分，为北京冬奥会的交通出行提供了优质服务，这张“精品工程，智能京张”的靓丽高铁名片，展示了先进的智能化高速铁路技术。基于BIM、GIS以及现代高科技信息技术，围绕人员、机械、物料、方法、环境及检测等现场施工的关键要素，京张高铁在建设过程中研制并应用面向数字工地的成套技术及装备，结合数字化转型的发展需要，经过数字化技能培训的关键岗位人员熟练操作运用信息化系统以及数字化质量管理技术方法，在路基、隧道、桥梁、线路轨道、四电及站房等专业全面提升工程质量管理的信息化、智能化水平，通过智能化的数字系统、孪生数字仿真建模、设计成果的数字化交付，为工程质量管理提供了可靠的数据集成载体，搭建BIM协同工作平台，实现建设过程的全面数字化、智能化，有效提高工程质量管理，树立了高铁工程质量数字化管理实践的新航标。

中国铁路企业数字化管理优势

一、贯穿重点建设各环节的数字技术应用能力

根据铁路工程建设实际需求，在研发、施工图设计、采购、土建施工、设备安装、检测、物流、联调联试中的重点建设环节，充分挖掘和运用数字化工具加强对业务各环节质量信息的采集、分析和利用，开展数字化设计验证、质量控制、质量检验、质量分析和质量改进，提升质量过程控制的程序化、精细化、智能化水平，提高铁路工程质量管理的效率和效益。

二、面向基础设施全生命周期和全产业链的质量协同管理能力

推进基于数字化产品模型的研发、设计、生产、服务一体化，推进数据模型驱动的产品全生命周期、全产业链的质量策划、质量控制和质量改进，加强质量数据管理、深化质量数据建模分析，融合科技信息技术与全面质量管理应用，以实现数字化的业务集成运作，推动高铁质量管理活动数字化升级，增强铁路基础设施全生命周期、全价值链、全产业链的质量协调管理能力和水平。

三、数字化竣工交付能力

从运营角度实现竣工验收主要包括静态验收、动态验收、初步验收、安全评估和正式验收。其中静态验收对铁路工程整体性质量进行验收，可实现设备设施履历信息数字化，通过现场快速拍照扫描、语音输入等手段，及时发现并处理共性及个性问题。运用数字化竣工交付信息系统，可将BIM建模承载的建设管理信息迁移到铁路运维管理信息系统，集成整个铁路建设过程中的设计资料、过程资料、监测检测资料和竣工验收资料等数据信息并分门别类进行管理，生成三维可视化数字化档案，跟踪数字化竣工交付全生命周期的质量信息追溯，助力铁路建设企业全方位、全过程提升高铁工程质量管理数字化能力。

市场机遇

近年来，欧洲、日本、北美等国家铁路积极探索利用信息化技术手段提升传统建设及运维水平，相继提出数字化与智能化的铁路发展战略规划：欧盟发布《欧洲一体化运输发展路线图》白皮书和《Rail Route 2050》战略规划，英国制定“数字铁路战略”，德国发布“强轨战略”，法国颁布“数字化法铁战略”，美国启动“资产健康战略计划”，日本JR东铁路公司制定《技术创新中长期规划》，其目的都旨在发挥移动互联网、大数据、人工智能、数字化等信息化技术，提升铁路工程建设质量、运输组织效率和安全水平、优化客货运输产品服务品质。

当前我国铁路处于战略机遇期，面向世界铁路技术前沿，中国铁路已初步制定了智能高铁发展战略，支撑铁路数字化转型升级，积极推进铁路企业“上云用数赋智”行动。随着中国铁路企业在雅万高铁、匈塞铁路等境外重点项目建设的积极推进，中国铁路对外影响力持续增强，运用数字化发展策略在国际市场拥有更多的机会和优势。

（作者单位：中国国家铁路集团有限公司工程管理中心）