纽约市地铁
火焰和钢铁打造的工程奇迹
坐地铁就对了
带我回家，去市郊、去市区
巴西的工人焊接车厢坚固车身
纽约市是亚斯通最难缠的客户
而由纽约的工人加以组装
大多以手工进行
这会有很多蒸汽
建造全球顶尖重要的生命线
需要对品质的全球承诺
这过程最重要的是精准制造
因其运作环境很严苛
为了满足八百多万苛求的客户
需要超级工厂
纪录片之家倾情奉献 http://www.jlpzj.com/ 摘订/时间轴：chenss 本字幕仅供学习交流，严禁用于商业用途
超级工厂：超级地铁
这是城市之下的城市
这系统反映其运送的人
强悍、坚忍
总是在赶时间
这是来去这城市的快速方法
尤其是去上城区，我都搭地铁
每天有超过五百万人次搭乘
年载客量近二十亿人次
这是唯一能到处跑
又负担得起的方法
买车太花金钱 光是在曼哈顿停车就很吃不消
为着这不凡的任务
地铁车厢的设计必须持久耐用
R160是纽约运输网 最新的成员
菜鸟归菜鸟，但是很重要
R160更轻、更安静
也比前代更舒适
拥有许多顶尖配备
包括时时更新列车位置的 液晶显示屏
如果路线改变
司机员只消按下触控屏幕
就能重新规划路线
每节车厢搭载近250名乘客
时速将近90公里
比曼哈顿街道平均时速 还快了十倍
建造地铁车厢 要动用两处超级工厂
在纽约的荷内尔
亚斯通组装R160
亚斯通这家法国公司 最以建造欧洲的高铁闻名
但第一站在曼哈顿以南 7600公里之外
巴西的拉帕
工人在此花费近60天 打造车壳
23个步骤几乎全由手工完成
建造作业始于底架
由不锈钢和碳钢组成
支持着墙面、车顶等内装组件
这是要做为车厢的地板
像是府上的地下室
所以是很简单的东西
工人先铺出底架的不锈钢横梁
小组把不锈钢边架 沿着横粱摆放
边架组成底架的脊骨
最后成为边墙的连接点
然后工人把组件点焊在一起
点焊利用铜合金电击
把焊接力道集中成小点
同时焊枪夹 把金属片夹在一起
施加589公斤 以至1600公斤的力道
逼使强大电流通过焊点 熔化金属，形成焊接
焊枪由高吊臂悬着
操作员无须全靠自己举重
焊接工务必精准计算焊接
热度给的时间太短
便无法熔化金属 焊接会不牢
热度给得太久，会烧穿钢铁
客户对焊接的要求很高
所以车厢每个焊接点都得完美
拉帕生产线的焊接工
平均有六年经验
接着，焊接工处理保险杆 内行人称之为末端底架
预装组的保险杆来自于 亚斯通在巴西陶巴提的工厂
保险杆由碳钢制成 有着关键的安全功能
吸收碰撞时的能量
保护车厢的其余部分
通常碰撞都发生在
列车的车头或是车尾
侧撞很罕见
所以车厢尾端的建造
一定要能抵挡各式撞击
所以也总是车厢最坚固的部分
秘密武器就是肋状碳钢 称为防爬装置
防爬置跟另一节车厢 类似装置扣在一起
避免撞击时车厢会彼此骑压
只有车厢前部会受到损害
其它部分将维持完整
这就是防爬装置的主要目的
高碳材质会让保险杆超级坚固
碳用得越多 金属就变得越硬也越坚固
这组人结合保险杆 横粱和边架
底架于焉成形
最后由工人和机器人 把地板点焊至底架
地板有特殊的隔音材质
能阻绝铁轨的声音进入客舱
接着，车厢从平面变成立体
工人把端架这垂直支架 焊接至碳钢保险杆
挑战来了
碳的成分越多，熔点就越低
这让碳钢变得很难焊接
精准至关重要
出于结构和安全考虑
所有焊接均需妥善执行
车厢现在准备加装墙面
每节车厢均以钢板做成
材质为沃斯田铁不锈钢
这种特别的钢铁合金 能增强张力
让钢铁能延展而不至断裂
此强度攸关着 抵抗地铁运输的拉扯
沃斯田铁不锈钢 亦有高度的延展性
这让金属弯而不至折断
他们在安装边墙前
先包上保护膜，避免刮痕
接着工人结合边墙和车体
钢铁臂把墙面撑至定位
好在焊接时能完美对齐
但地铁车厢依然少了个重点：
车顶
车顶始于不锈钢结构 称为衬梁
形成横过车顶两侧的构件
衬梁支承瓦楞状车顶板
光车顶就需要3500处点焊
车顶移往下一站 与地铁车厢连接
为了完成内部结构
技师预先在窗框处钻孔
再往下走
一组人安装车厢的门面、罩板
接着由品管专家 接手检查各处焊接
出错可能会让亚斯通大伤血本
焊接处一定要完美
否则会被客户罚钱
如果焊接出了问题
客户就不会接受该车厢
车厢正开始成形
完成的车厢车壳移往气候室
开口处先暂时封住
现在要接受真实世界的测试
模拟的大雷雨，纽约式样
车顶各角度都有水来犯
这洪水确保车厢完全防水
车厢来到最后的组装站
收尾专家在此 手工清洁每一处缝隙
并追加绝缘封存胶
收缩胶膜在运送时保护车厢
从钢铁原料打造这地铁车壳 需要超过60个工作曰
此刻要展开陆海的漫长旅程
距离未来的家，又迈进一步
在一个月的旅程之后
地铁车壳来到纽约荷内尔
但这漫长之旅离结束还早
在地铁车厢能上路行驶前
还需要再一个月的组装 以及两周的测试与检查
地铁系统超过一百年来 都是纽约市的一部分
19世纪末
老迈的大众运输系统 限制着纽约的潜力
电车和蒸汽驱动的高架列车
运送乘客的距离和速度都有限
显然这城市的成长和发展
需要大众运输跟上速度
解答就是往地下走
这需要有力的政治人物、金主
以及非裔美人天才发明家 葛蓝维伍兹来达成
伍兹开创出一种动力输送系统
至今仍使用于纽约及世界各地
即多数人所知的“第三轨”
其运作原理如下
列车的电力来源 是与轨道平行的高压电第三轨
电力由集电靴传送至列车
集电靴与铁道保持接触
1904年10月27曰
首列地下列车离站
地下捷运系统一炮而红
路线随后延伸至 布鲁克林区及布隆克斯
1915年，地铁越过东河 驶向皇后区
地铁扮演关键角色
扩大了纽约市的腹地
因为兴建地铁线
而让人们通勤去不同地方上班
这创造出其它工作机会 以及制造业
也在下曼哈顿之外许多地方 创造出许多住宅区
地铁线路才一世纪多之后
便延伸超过1300公里
共有468站
六百列列车
与超过六千节车厢
地铁要在此久留
这系统定义着其服务的城市
亚斯通的荷内尔厂 在曼哈顿以北近五百公里
但这儿深知大众运输
荷内尔和亚斯通公司 都有制造轨道车的长久历史
占地六万五千平方米的工厂
有多个区域专供R160使用
新车厢设施
配线圈区域
测试轨道
以及气候测试设施
这工厂每曰生产两节地铁车厢
近八百名员工轮值两班
听起来感觉或许不多
但这是在建造 运送千百万人的车厢
精确是第一要务
也难怪工厂内18个装配站中
首先就是又一次的品管检查
在亚斯通的荷内尔厂
品质不是品管小组的成果
这是大家共享的文化和态度
专案品管经理检查车壳
是否有在运送过程中受损
车厢过关后便由起重机吊起 在厂内移动
小组在一号站 安装共三层的车室地板
首先是隔音材质
然后是底板
再来是地板
此硬橡胶和黏土材质 极为耐用且防滑
地板采用模组组合式设计
损坏的部分可轻易快速更换
过去受损地板等 这种单简的修理
就得要让整列列车下线
折光座椅和柱子才能换地板
接着安装冷暖空调
此中央空调跟地板一样 拥有模组化的便利性
技师将两套组件 安装至易于施工的车顶
若有哪套坏了 工人只需更换该模块即可
直接把坏的送去维修
全程一小时就能搞定
中央空调系统攸关乘客舒适
就算在潮湿昏暗的隧道中 也能让干净空气在车厢内流通
所需的空气循环量何其大
这系统每分钟可带动 31立方米的空气
技师在一号站也能处理底盘
车厢在此会装上刹车的气动管
红铜是首选 因其能处理大幅温差下的压力
而且也极为耐用
在二号站 技师安装车窗、门板
以及地铁顶尖重要的安全配备 门控装置
这由计算机控制
若感应到乘客的手臂等障碍物
就会自动开门，放开乘客
1980年代末期之前
多数地铁车厢都没有这个功能
被车门卡住的人可能受伤
或更惨被拖行至死
这又是纽约大众运输当局 强调安全性的一例
车厢的车窗为防破坏 有四层聚乙酯电容保护薄膜
说得更精确点 是防止有人涂鸦乱刮
有种涂鸦会蚀刻刮割车床
窗框经过高度强化
所以用脚踹也踹不破
车门和车窗到位
进化中的地铁车厢 此刻越来越有样子
地铁车厢若想去哪儿 少不了要有马达和车轮
R160列车基本有五节车厢
两端各有一个驾驶舱
每节车厢四个车轴 各将有一个电动牵引马达
意即五节车厢 共将有20个马达
马达各能输出220匹马力
一列十节车厢的列车 则共有超过了8700匹马力
马达遇上车轮组便称为底盘
底盘是地铁推进系统的核心
纽约市地铁车厢的动力 来自电动牵引马达
交流电马达把电能 转换成机械能
交流电动马达主要有两个零件
一是称为转子的旋转零件
一是称为定子的不动零件
磁力和电力的互动
产生旋转速度和扭力
转子在定子中转动
驱动装有车轴的齿轮
齿轮旋转车轴进而带动车轮
在荷内尔的马达厂
一条组装线制造定子
另一条组装线制造转子
两者在最后合而为一
在第一条生产在线上 技师绝缘定子
定子放在夹具上，便于施工
接着一组人装上48个 预先以绝缘材质包覆的铜线圈
这特制胶带含有聚酰亚胺
聚酰亚胺耐热性强 抗化学物质
耐用度之强
在许多严苛的工业应用中 常用以取代玻璃和金属
电流进入这些线圈 将造成转子转动
接着操作员硬焊线路尾端
达成闭路，即不中断的电流
硬焊使用填料金属 将两个物件合在一起
而不需熔化两方金属
接着操作员再以绝缘材质 覆盖已硬焊的连接处
绝缘对承受高压电的马达各部 都至关重要
为确保R160列车安全运作
必须充分绝缘马达的通电件
因其运作环境非常严苛
技师把定子 吊至真空压力浸渍舱
盖子像是蚌壳那样打开
准备吞下猎物
盖子关上，发动压力
真空压力浸渍施以真空和压力
以绝缘树脂“浸渍”通电零件
其内的压力和温度是商业机密
树脂的化学组成亦然
在里头，树脂会黏合所有 外露的表面缝隙
而数量可不少
绕进这些马达的线路 每具就约有1/4英里长
线圈各自包覆有几层特制胶带
但就算在绝缘胶带内 仍有很小的空间
得要由绝缘物质来填满
以免有湿气跑进去
也好让列车能在严苛环境下 顺利运作
定子妥善绝缘后 就要和转子相遇
工人在另一条组装线打造转子
技师一个接一个
叠起510个磁钢板 做出转子的核心
接着把铜棒 插入钢板中的的缺口
他紧压转子核
在高压下扭转，直至弯曲
转子核被封进夹具 并在烤炉加温至膨胀
他从温度保持在摄氏零下60 至70度的冷冻柜中
取出驱动轴
然后将之降入核心中央 并沿轴心施压
驱动轴升至室温时
直径膨胀，服贴至转子开口
此刻传动轴便能维持定位
接着技师将银合金助熔剂 置于铜棒
银合金助熔剂是填料 无须熔化金属便能加以接合
他把转子总成降进硬焊机
铜的温度升高 银合金助熔剂便行熔化
但周围的金属并不熔化 这称为硬焊接合
熔化的助熔剂 把铜棒接合至环圈
完成了转子回路
这制程最关键的是精准制造
以达成硬焊接合
因为这正在电路和机械上 均需妥善
是达成我们设计目的的关键
技师自硬焊机取出转子 放入骤冷槽冷却
这会有很多蒸汽
此刻转子回路已经完成
技师用刷子和喷气加以清洁
转子此刻能和定子结合
转子被吊进定子固定
他们接着连接上齿轮
并盖住马达以为保护
马达现在准备和车轮组相遇
现在车门和车窗都已安装
高压水柱再次喷洒地铁车厢
倾盆大雨测试着车门和车窗 防水的完整性
确保间隙无误，位置妥切
车门间的胶条没有漏水
对开的车门胶条间
只有水被吹进来
角落也没有漏水的迹象
到目前都很好
车厢通过防水测试
线路系统便可以进场
线路很复杂
亚斯通已开发出 由路线专家坐镇的次组装组
他们把线路结合成配线圈
用这硬壳包住线路 以防磨损和湿气
配线圈降低短路风险 并优化使用空间
地板下和车厢内的线路
约有24英里长
我们在这位置 预先确定所有地板下的线路
高压电、低压电
布线槽通路 所有接头均预先确定
所有接线终端板亦已牵接
回到主组装线
起重机把车厢吊进线路站
降至眼睛高度 方便技师处理底盘
此刻安装线路变得很容易
技师安装单个集线圈 而非多条线路
技师将集线圈 安装至车厢底部后
便开始拉牵车室内的线路
线路最后将协助推动、点亮
提供冷暖空调和煞住地铁车厢
厂内许多工作站中 都有增加效率的设计
在组装线的一个次站中
技师建造门袋
门袋容纳着滑开时的车门
时钟倒数醒着工人 要在时间限制内完成任务
我们得在15分钟内完成门袋 生产线继续往下移动
否则你得追着门袋去做完
此法是亚斯通的制程精髓
这普遍称为及时交付
这很重要，有鉴于车厢零件 超过一万一千个
其中四千个 每天都在荷内尔厂进行安装
每天有超过八千个 独特的零件涌入
我们同时打造两节列车
在我们这儿
库存管理是关键原则
我们有个及时系统
亦即零件到位的预期要求
恰在站台实际使用之前
这表示零件在需要时 才会进入组装线
技师在下一站 安装刹车电阻器等底盘零件
他们添加R160 顶尖先进的装备
动力刹车系统
刹车时
电动马达施以与转动方向 相反的扭力
此扭力能抵消掉向前的动能
以至最后停住车厢
每当电动马达反转时
就成了发电机
此产生的电力能回馈至第三轨
但动力刹车并非都足敷 紧急刹车的需要
从时速四英里到煞停的效果不佳
所以和传统的摩擦刹车并用
基本上我们有两种刹车
动力刹车由车厢的马达为之
而摩擦刹车基本上 就跟卡车的气动刹车一样
摩擦刹车在时速八公里时启动 协助煞停
空气在此压往碟盘，抵住车轮
这是弥补动力刹车失效的 安全功能
刹车碟盘会进场帮忙停车
然而动力刹车的发电模式 低至时速近两公里时都有效
再往下走
组装工开始形塑乘客的经验
空调的扩散器装进大花板
扩散器导引外头进来的冷空气
并在车厢内循环
天候始终是地铁工程师的挑战
他们得要保持乘客的舒适
并让列车准时行驶
纽约的气候极端 从一月的零下四度
到七月超过摄氏35度
气候会对铁轨造成损耗
纽约市地铁轨道由近12米长 仅六公分宽的碳钢所制成
列车重达四百吨
每天行驶这些铁轨24小时
同时还有下雪、下雨和冰雹 打击外露的铁轨
这些因素都会影响到 铁轨的表面和定位
如果铁轨劣化或位移
列车有可能出轨
大众运输人员 得要时时监测铁轨的状况
为此他们使用几何列车
几何列车不停行驶于轨道之上
利用装置于车头和底盘的激光 来测量铁轨
铁轨定位凡偏差两公分以上 均需修复
车厢也有红外线感应器
以防车厢或隧道内有烟雾
纽约大众运输 确保地铁和乘客安全又一例
接着，技师安装 内装墙和天花板
材质为轻量的合成物热塑塑胶
这攸关乘客安全
万一地铁起火 热塑塑料不会熔化或液化
起烟或释放有毒气体 也相当有限
这饰板容易清理，抗刮抗磨
再来他们将安装主灯
车厢各有35盏灯
以及六个紧急照明灯
用量如此之大 亚斯通采用曰光灯管
因其比白炽灯省电75%
寿命也更长八到十倍
亦即节省更换灯泡的人力
到了第10站
车厢要装上乘客的必需品
技师加装碳钢座椅底座
在制程的这个阶段
车厢已接近完工上线的样貌
我们装妥扶手
乘客资讯告示屏幕
弧形天花板、空调扩散器
天花顶板
安装地板暖气、座椅底座
地板完工，有铝材加以防护
然后这儿正在组装驾驶舱
此时他们安装内装的玻璃纤维
完成车厢内所有的舒适装备
再来组员要加装立柱延杆
这是直径1.25英寸 以不锈钢制成的扶手
垂直的立柱延杆 优于头上的抓杆
因为各种身高的乘客都能抓
组装制程到了中途
R160的内装将近完成
在11号站 一组技师来到地铁车厢
他们一次一个回路 测试线路的完整性
串起车厢上下的线路连接
测试配线圈
然后将配线圈接进电脑
暖气系统需要650伏特电压
错接或是电路损坏 可能造成灾难性后果
他们也加装了 车厢新改良的对讲机系统
这让乘客在遇到麻烦时 能和驾驶员通讯
乘客按下车厢内的按钮
就能跟列车长 或列车司机员通话
凡因任何理由发生紧急状况
地铁预设的功能只有一个
停车
万一驾驶出事，这也有得救
有些人说这是安全开关
司机员把主控制器推入前进档
还得要转动，不能放掉
若他失能、睡着
若他出了个万一，呸呸呸
只要他的手一放开那个机制
就会自动启动刹车
列车不会开动
所义这是我们在列车上 最重要的安全功能
技师在下一站 加上纽约市地铁车厢专属涂装
但R160还不是纽约客
另一项测试将让车厢
接受真正情况的考验
在13号站 技师检查车门的功能
这里要看的关键是
车门开关
要顺畅无异音
车门高度要对
左右车门板均开启无误
关门时必需要紧闭
并传讯至列车上的电脑
因为若显示车门开启或未关紧
在显示车门均关妥前 列车将无法开动
这八成是我们在这儿 最关键的工作
车门能控制 整列列车的开动与停止
再来，车厢终于要有动力
外包商已把马达 连接至车轮组和车架
此时这称为底盘
亚斯通的技师 将媒合底盘和R160车身
底盘重约16450磅
这是建造作业无比刺激的时刻
工人把底盘连至装具 送上轨道
轨道宽度1米43公分
切合纽约地铁系统的规格
起重机前来吊起车身
吊重量达五万四千公斤
起重机慢慢把车厢 降上两个底盘
现在车身、马达和车轮合一
继续往下走
还需要一个东西 让这更像是地铁车厢
座椅
座椅制造得很耐用
材质是强化玻璃纤维
质轻而坚固
能承受经年的磨损
而且很舒适
这新的座椅设计内建腰靠支撑
在14号站
喷射水柱再次考验着车厢
这回是要浸泡底盘
地铁车厢的底部得要防水 进而保护电气系统
当线路和防水测试都过关
车厢移往15号站
技师首度以高压电供电
技师在此可以检查 马达是否妥善驱动车轴
好，史提夫，供电吧
我们将要查看速度 以及车轴方向是否适当
我们将向前推进
在显示屏上能看到速度
所以知道速度感应器 和牵引马达的线路都妥当
二号线方向很好，速度很好
一号线的方向和速度都很好
推进测试完成了 要进行下一个测试
地铁车厢长18米
共有44个座位
层层的钢铁、碳材和塑胶
让车厢净重达五万四千公斤
地铁车厢的使用寿命 有40至50年
约为汽车的五倍
但此时还进不了纽约市
它将移往测试轨道
R160地铁车厢 距离完成还早
得先经过全面的品检才算数
测试不一而足，从车门
通讯装备
品相
加速
刹车和间隙
前方还有超过两周的 测试和检查
首先来到荷内尔的测试轨道
司机在驾驶舱内 电脑将监测车厢的加速和刹车
这一切全在高压电之下
麻烦电力全开
现在车厢是全负载
时速是15、19、20英里
好，请减速
刹车
我们已确认动力刹车
麻烦最强刹车
动力刹车与摩擦刹车合并
现在车厢回到组装线
在那儿将还得通过另一项检查
亚斯通检查员详查车厢一整天 才能交给客户
他们在寻找各式瑕疵
刮痕、表面不平和裂缝
R160车厢在制程全程 共被30名检查员检查过
对技师和检查员来说
没有出错这个选项
完工的R160车厢 运上拖车
但就算车厢 已通过亚斯通严格的品检
还需要继续证明自己
这依然不是列车
此刻R160 得要通过至今最艰难的测试
必须在纽约市轨道上过关
在晚间时分 地铁车厢来到曼哈顿西区
停进地铁系统 207街的机厂
进入纽约市的R160 都要先通过这里
但这些车厢仍然还不能载客
在207街这儿
车厢还在拖车上 我们就先用目测来检查
其一是要找有无运送损坏
我们绕行车厢 确保零件都在
只有刮痕或凹陷
菜鸟车厢抵达
几个年迈的老兵等着退休
有些丢去的地方很让人吃惊
大西洋
本市有近50节退役地铁车厢 现在都成了百万鱼只的家
清除车厢的有害物质后
驳船便把老旧的车厢 沉入马里兰岸外20英里处
车厢在那儿形成人工礁石
吸引爱冒险的大鱼
在地铁系统的机厂
菜鸟车厢上轨道
一次共卸下五节车厢
组成一整列列车
R160现在像是真的列车
一节柴油火车头带头
把五节车厢的列车拉出机厂
下一站是布鲁克林的皮特金
又一个R160的测试中心
小组调整集电靴
这将是车厢 连接第三轨的生命线
要发出9到13公斤的下压力 才能运作
此刻列车首度靠自己的动力 在纽约市行驶
司机员要先不载客行驶两周
确定所有系统都没问题
总算在地铁列车实际路试后
乘客可以上车了
花费近90天
近一万一千个零件 这才完成了R160
规格和标准施工手册的重量
就已超越车厢的实际重量
亚斯通制造过的车厢总长 几乎和曼哈顿一样长
为了打造R160地铁列车
需要两大陆数百名工人的 技巧与精准
以及致力于 千百万乘客舒适与安全的小组
这需要超级工厂