在过去60年里一直是《ASSEMBLY》杂志所在地的芝加哥地区，货运火车已成为日常生活的一部分。无论开车到哪里，都会遇到至少一列由强大的火车头牵引着众多车厢的长火车。
这些大型机车大多由全球最大的柴油电力机车制造商通用电气(General Electric Co.)制造。自20世纪初以来，该公司一直是铁路设备行业的领导力量。在过去的35年里，它一直是世界上第一大机车制造商。
通用电气运输过去的许多成就都来自其位于宾夕法尼亚州伊利的传奇装配厂，该厂有着悠久而丰富的历史。工厂的10号楼被认为是圣地，因为它是25000多辆机车的诞生地。
但近年来，该公司在德克萨斯州沃斯堡(Fort Worth)新建了一家最先进的工厂。该工厂占地71英亩，包括一个25万平方英尺的工厂，组装用于电力运输采矿卡车的交流轮传动轴和控制箱。
这家已有五年历史的通用电气制造解决方案(GEMS)机车工厂占地面积超过100万平方英尺。一条灵活的装配线允许操作人员在翻新的机器旁边建造全新的机器。
事实上，再制造已经成为GE运输业务战略的重要组成部分。这是一种对抗新机车需求周期性的方式。
现代化项目可以把一辆老旧的火车头改造成具有尖端技术的现代机器。这种改头换面的选择越来越受到通用电气客户的欢迎，包括加拿大、墨西哥和美国最大的货运铁路公司。
汇编者还建造新的机车更新磨损的机器，有时超过20岁。任务范围从简单的更改，如控制系统升级，复杂的修复体，如老年人DC机车的全面转换为具有最先进的数字技术的AC机车。
通用电气运输服务副总裁帕斯卡尔•施韦策说:“这些火车头中有些已经有25年的历史了，它们正处于中年危机。”“他们来这里是为了彻底改造。当它们离开时，它们将准备好再继续运转几十年。
“自2015年以来，我们的现代化项目增长了20倍，”施韦策说。“随着需求的增加，(我们的)沃斯堡设施现在是世界上最大的机车现代化设施。”
很多好处
在过去的十年里，通用电气已经为全球客户改造了2000多辆机车，包括北美所有的一级铁路。据Schweitzer称，这些好处包括燃油效率提高10%，维护和维修费用最多减少20%，可靠性提高40%，运输能力提高50%。
“这些现代化的成果为我们的客户创造了从现有机车资产中实现更大价值的能力，这已经改变了游戏规则，”Schweitzer说。
“我们的客户知道什么对他们是最好的，当需求上升时，他们会购买新的机车，”通用电气运输公司全球服务产品管理总经理Sameer Gaur补充道。“但是，这个现代化项目使他们能够最大限度地利用现有资产。我们正在把这些火车头带入21世纪。”
为了利用这种优化，加拿大太平洋铁路公司于2017年送出了30个现代化的机车。额外的80次是订单，并计划于今年晚些时候交付。BNSF，Norfolk南部和联盟太平洋也追踪了今年宝石现代化的老舰队的一部分。
另一家从重建计划中受益的公司是诺福克南方公司。这条耗资110亿美元的铁路运营着从芝加哥到佛罗里达州杰克逊维尔、从新奥尔良到费城的2万英里的铁路网络。
Norfolk Southern连接了其他主要城市，如亚特兰大，巴尔的摩，夏洛特，克利夫兰，底特律，堪萨斯城，匹兹堡和圣路易斯。它为27个汽车装配厂，53个多式联运终端和东部海岸上的所有主要港口。
为了处理包括汽车、化学品、煤炭、木材、石油、钢铁和多式联运集装箱在内的重型货运，南诺福克依靠一支由4000辆机车组成的车队。其中许多机器是通用电气制造的。
南诺福克公司助理副总裁兼首席机械官Doug Corbin说:“这项重建计划符合我们负责任的资源管理的战略价值观。”“(它)将使我们的机队现代化并改进，增加使用寿命，提高货运能力，并使我们能够通过有效地更新现有资产来减少对新机车的资本支出要求。”
“我们的目标是高生产率，”柯尔宾补充道。“有些机车可以现代化;其他人不能。”
这次改造带来的好处之一是，诺福克南方公司可以使用两个火车头而不是三个火车头来拉动火车，并在其他地方重复使用备用的部件。该公司计划今年对总计100台机器进行GEMS现代化。
柯尔宾说:“我们可以提高生产率，减少燃料消耗，机车可以再使用20年。”“现代化(MODS)很可能会在未来几年里成为我们资本支出的重要组成部分。”
除了将旧车机车送到GE的运输堡工厂外，诺福克南部还在公司拥有的Altoona，PA和Roanoke，VA中重建一些机器。这两个历史商店都会回到蒸汽机车时代。
GEMS为那些内部重建项目每周运送一套设备到诺福克南部。
北美机车运营总经理迈克•巴顿表示:“这不仅仅是结构问题。”“每个组件都是机车的一个完整部分，包括驾驶室内部和线路，可以供客户安装。”
模块化机器
除了北美的每一个角落，通用电气的机车在世界其他地方也在努力工作。该公司的机器遍布安哥拉、中国、哥伦比亚、埃及、英国、印度尼西亚、莫桑比克、巴基斯坦和南非等国家。
通用电气运输公司为其全球客户群制造几种类型的机车。事实上，沃斯堡工厂生产的许多机器都用于出口。通用电气还在巴西、印度和哈萨克斯坦设有工厂，组装供当地使用的机车。
尽管再制造对通用电气运输公司越来越重要，但其核心业务仍是制造新型机车。在过去的两个季度里，该公司已经收到了超过30亿美元的新订单。
事实上，它目前为来自加拿大国家铁路公司的客户提供超过1,700台机器的积压，今年早些时候，GE运输还签署了10亿美元的多年合约，为乌克兰的新机车提供了新的机车铁路。
通用电气在沃斯堡的GEMS工厂制造的许多机器共享通用电气架构，并使用类似的机械组件，但也存在一些差异。例如，由于各国轨距不同，一些机车要求不同类型的卡车尺寸和车轮布置。
国际机车也有略微不同类型的机构。这是为什么巴西ES43BBI在南非的ES40ACI看起来的一个原因。
通用电气最受欢迎的家用机器是ES44AC和ET44AC，它们由北美各大货运铁路运营。进化系列机车采用柴油发动机，符合EPA严格的V级排放法规。
这款涡轮增压四循环12缸GEVO-12发动机在宾夕法尼亚州格罗夫市的通用电气工厂组装，功率为4400马力。该工厂最近进行了7000万美元的扩建，其中包括一座专门用于再制造服务的大楼。
燃油效率的GEVO发动机产生较少的排放，可以在溢出之间运行更长。它还采用增强的冷却和高强度材料来提高可靠性，并允许未来的功率和效率增加。最先进的演化系列机车可以在1加仑燃料上运送1吨重量超过480英里。
典型的ES44AC或ET44AC机器长75英尺，高16英尺，重42.6万磅。它的6个车轴都连接着43英寸的车轮。一辆机车由大约21万个部件组成，包括超过6英里长的电线。每台机器都由16000磅的焊丝连接在一起。
所有GE LOWOMotives都采用模块化设计，有助于简化组装。五个主要的子组件中的每一个都是预装并在馈线线上进行测试，然后通过重型开销起重机网络围绕工厂移动。
GEMS工厂经理Michael Bratt说:“我们有辅助驾驶室、鼓风机驾驶室、主驾驶室、散热器驾驶室和卡车的分装配线。”“它们与最终装配线的运行时间一致。
布拉特指出:“有些子装配线的作用不仅仅是给总装输送零件。“主驾驶室、辅助驾驶室和鼓风机驾驶室组件也在为客户生产套件。所以，分总成的驾驶室比总装的机车还要多。”
驾驶室在装配线上安装电线和管道。当它们到达最终装配线时，操作人员只需要集成电气和气动系统。每个驾驶室都是手工焊接在平台上的。装配工还使用电池驱动的工具将机车内外的部件固定在总装线上，总装线上有四个工作站。
“这尤其适用于主驾驶室(工程师和售票员坐的地方)和辅助驾驶室(位于主驾驶室后面)，”布拉特说。“这些部件都配备了完整的绝缘和电线安装，并在进入最终组装前进行了测试。
Bratt补充说:“这种方法简化了安装过程。“此外，它允许我们在模块化水平上测试驾驶室，使我们能够在最终组装前确认系统正在工作。”
通用电气所有机车的主干都是一个扁平的平台，其作用类似于汽车底盘。它由八万磅的结构钢制成。该平台安装在一对三轴卡车上，两辆卡车之间由悬挂的燃料箱隔开，最多可容纳5000加仑的汽油。每辆10英尺宽的出租车都焊接在光秃秃的站台上。
模块化组件包括一个安装在平台前部的驾驶室。它包含斗式座椅，控制，电气面板，通信设备，暖通空调系统和空气制动设备。驾驶室的顶部装有小型天线和卫星天线。驾驶室前部有一个机头，里面有入口门、厕所、前灯和沙箱。
辅助驾驶室安装在驾驶室后面。它包含电气元件，逆变器组，交流牵引电路，电池盒和动态制动组件。
下一个模块组件是发动机驾驶室，它容纳了机车的核心和灵魂——一个强大的12缸v型柴油原动机，此外还有一个发动机排气烟囱、一个交流发电机和一个交流发电机鼓风机。
这个复杂的谜题的最后一部分叫做散热器驾驶室。它的特点是大型屋顶安装散热器，散热器风扇，中间冷却器和空气压缩机。
Bratt说:“模块化设计主要适用于主驾驶室和辅助驾驶室。“虽然这种设计方法有助于简化最终装配过程，但它也有助于测试和验证。
Bratt解释说:“在进入最终组装之前，这些部件会进行模块化测试。“在安装到机车上之前，更容易确认系统在这个水平上运行正常。当组装完成时，所有系统将再次进行测试。”
由电池驱动的拖船牵引着火车头沿着三条平行的轨道走，这条轨道构成了最后的装配线。整个过程采用脉冲法。
巴顿说:“脉冲线的好处是，每次火车头移动到那个位置时，我们都有相应的工具、材料和团队成员。“为装配工提供标准工作可以提高效率。”
在机器完全组装好后，它被拉到一个户外的转移台上，然后横向移动几英尺到喷漆车间，这个车间可以同时容纳4台机器。在机车涂上一层新的静电水性涂料后，它们将在一个3英里长的测试轨道上进行测试。
重建过程
通用电气(General Electric)在沃思堡(Fort Worth)的工厂为了实现现代化，通常会分批接收多达10台机车。大部分改装车是Dash 8、Dash 9和ac4400。
大修活动在生产新机车的GEMS工厂的相同部位进行。然而，现代化的工作迫使通用电气
工程师重新配置一些装配线的流程和整个工厂的布局。
在总装线上，新的机车制造通常是朝一个方向流动的，从东到西。而且，装配线从南向北流动。
老机车从出口进入工厂，向西移动到东，然后向南到南方。工厂内部的专用轨道保留用于进入机器，在剥落之前，彻底清洗并排出流体。子组件然后向后向工厂移动，反对新组件的流程，然后在开始装配线时就像新的机车一样。
“幸运的是，无论火车头是新的还是国防部的，最终的组装部分都是类似的过程，”巴顿说。“装配顺序保持不变:副驾驶室，其次是主驾驶室、散热器驾驶室、发动机、鼓风机驾驶室和发动机驾驶室。
巴顿指出:“与现代化的火车头相比，建造一辆全新的火车头需要更多的标准化工作。”“现代化的机车需要以个体为基础。
“没有两个火车头是一样的，特别是在检查和拆卸阶段，”巴顿说。“一旦现代化的火车头进入总装阶段，其制造过程与新火车头相似，从而提高了制造效率。”
为了解决新的和重建的挑战，巴顿和他的“mod squad”团队应用了精益制造原则。这在使工厂能够足够灵活地在同一条装配线上生产两种类型的机车方面发挥了关键作用。
“精益生产是我们生产战略的核心，”Patton说。“工厂最初的设计和建造是考虑到效率、流动和灵活性。我们的团队文化是基于5S的，这仍然是一个关键的重点领域。
“在准备重建计划时，我们举办了3P（生产，准备和流程）练习，以确定处理新生产和现代化的最有效方式，”Patton解释说。“我们建模了该工厂以确定最佳的生产流程和布局。例如，我们仅为拆除工作分配了一行，而另一线专注于机车组装。“
一旦所有的机车部件(新的或现代化的)进入最终装配线，过程通常是相同的。这最大限度地减少了对生产线的干扰，并为装配工提供了尽可能多的标准工作。
“我们还致力于教育该团队有关需要现代化的老机车，”Patton说。“直到现代化开始，大多数球队都只是熟悉新的机车建设。”
重建机车通常需要平均九周。相比之下，它只需要五周时间来建立一个新的机车。
“现代化需要更多的工作，”巴顿说。“车队必须在组装开始前检查并拆卸机车。此外，每个现代化机车都是不同的，都有各自的特点，必须加以解决，比如不同的维护和运行历史。”
巴顿补充道:“解决每个火车头的需求需要额外的时间。”“每个单元都有其独特的特点，必须加以解决。任何现代化的机车都不一样。”
操作员移除驾驶室，卡车，发动机和其他部件。员工然后擦掉旧涂料，检查腐蚀和清洁发动机气缸。平台还可恢复较大的返工，以确保新的驾驶室和卡车适合。
根据规定，升级不能超过机车价值的50%。这就是为什么机器配备了一个再制造的引擎，而不是一个新的。
升级的一个关键部分是将驱动车轮的牵引电机从直流电(DC)换成交流电(AC)技术。交流电机使工程师能够更好地控制车轮，提高车轮与轨道的附着力，使机车能够处理更多的货物。
由于交流电机速度更快，它们对车轮的控制更大。在各种天气条件下，火车头能够更有效地拉动较长的列车上坡。
巴顿说:“在直流到交流的现代化中，火车头将配备带有交流牵引电机的新卡车。”“对于已经是交流电的机车，我们将卡车移走，并在分装配线上进行循环。我们做了一些小的更新，安装了一些传感器，重新油漆了卡车。”
重建过程中的另一个重要步骤是安装新的驾驶室，提供更新的控制和数字技术，以提高机车的性能。这包括安装最先进的传感器和数字系统，使铁路能够远程监控、跟踪并排除他们的机器故障。
传感器可以监测多达250个参数，包括振动、发动机温度、电压和压力。然后，一套算法对信息进行处理，并将潜在问题标记给在任务控制中心工作的GE运输运营商，该中心配有一排排显示器和一个大型交互式LED屏幕，显示世界地图和每个火车头的位置。
该软件为每个火车头创建一个数字双胞胎，并使用它来发现潜在的问题，并提出解决方案或维护计划。GE的先进技术包包括Trip Optimizer列车控制系统，该系统旨在分析路线和货物数据，并计算最佳速度和燃油消耗水平。
要查看行动的机车重建，请查看此项视频．
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