摘 要:半个多世纪以来,计算机技术获得了巨大的发展和广泛的应用,渗透到国民经济的各个领域,进入政治、经济、国防以及人类社会生活的各个方面,推动了各行各业的信息化。网络技术的发展更加促进了信息化进程,使信息得以集中管理、高速传输、方便共享,提高了信息的利用率和安全程度。目前,除少量计算机仍用于数值计算外,绝大多数计算机作为信息存储、处理、加工和传输的工具。随着相关学科技术的发展和进步,不断有新的知识融合在焊接之中。本文在此基础上,针对信息化在焊接管理中的应用进行了简要的论述。
关键词:信息化 焊接 生产 发展 系统
信息自古以来就以语言、文字、图画等形式存在,自从计算机出现以后人们发现信息可以用数字的形式来表示,从而得以大量地存储、方便地处理、利用,因此计算机技术的飞速发展推动了各行各业的信息化。国家从“863”和“九五”计划推进计算机集成制造系统(CIMS)示范工程和CAD应用示范工程十多年来,我国在制造业信息化方面已经取得了相当进展。
1 我国焊接行业发展状况
我国在焊接应用软件研制方面,清华大学在上世纪80年代末就为中国石化总公司开发了“弧焊工艺专家系统”,哈尔滨工业大学为哈尔滨锅炉厂等单位开发了“焊接工艺专家系统”,现在他们对各自的软件系统不断地进行改版升级。太原重型机械厂作为原机械部焊接示范单位,曾经在厂内焊接处中建立了计算机应用科,开发了“数控切割自动编程套料系统”等软件,现在正和清华大学合作开发”焊接零件下料工艺、材料和工时定额制定软件系统”。在应用计算机对焊接工艺过程、焊缝跟踪、焊接质量等领域的检测与控制方面,我国开展了许多工作,其中有的工作达到了国际水平、得到了国家级的奖励。
在数值分析方面,国内在上世纪八十年代初西安交通大学和上海交通大学等就开始了关于焊接热弹塑性理论的研究工作。
另外,清华大学潘际銮院士的“现代弧焊控制”、哈尔滨工业大学吴林等的“智能化焊接技术”、上海交通大学陈楚等的“数据分析在焊接中的应用”等专著,焊接学会计算机应用技术专业委员会组织出版的“计算机辅助焊接技术”一书,都对我国焊接控制、模拟与仿真研究以及焊接计算机应用和信息化方面的工作起了很大的推动作用。
根据以上简单介绍,可以看出,焊接界所关心的信息化问题可以大体包括以下几个方面:焊接过程的信息检测与控制,焊接过程的模拟与仿真,焊接生产过程的组织与管理等。
2 焊接生产过程中的管理信息化
我们对企业信息化应有一个全面的理解,广义地说,凡是利用电子信息技术于企业的生产、管理、办公和商务活动的都是企业信息化的一部分。因此,可以把制造业信息化大体分为5个层面,即技术的信息化、数据处理的信息化、管理和办公的信息化、企业生产、经营、管理一体化的信息化、信息化从企业内部延伸到外部,由于企业本身和现代企业管理的理念不断发展,企业信息化也必然要不断地发展和进化。全面的企业信息化涉及面很广,投入资金和人力很多,因此风险也很大,在没有做好充分准备之前,通常只能采取渐进的过程。
我们这里的讨论只限于与焊接生产过程管理信息化相关的问题,不包括企业的全面信息化。
2.1 制定焊接工艺规程系统在焊接施工过程中焊接工艺规程是最重要的指导性文件。制定焊接工艺规程的依据是焊接工艺指导书(WPS)。凡没有进行过工艺评定时,工艺人员就要根据相应的标准和自己的经验提出焊接工艺评定委托书,简称PPQR。工艺评定合格后提出焊接工艺评定报告(PQR)。WPS是在PQR的基础上形成的。由此可见,制定一套焊接工艺规程文件要求严格,但过程繁琐,因此开发能够编制、检索焊接工艺规程文件的数据库软件系统十分必要。这类软件经过十多年的发展,国内外都已经几次改版升级,新版本增加了功能,提高了性能,除了在单机上运行的版本外,有的还发行了网络版。
2.2 制定焊接结构材料用量和焊材用量的计算和统计系统焊接结构材料用量和焊材用量计算和统计是每一个企业针对每一个产品都需要作的工作。过去有的企业往往采取根据经验进行粗估,在当前市场经济的情况下,如果对产品提不出比较准确的材料预算清单,几乎无法得到用户的订单。按照现代企业管理的要求,对产品中的焊接结构材料用量和焊材用量进行准确的计算,不是一件困难的事,但是如果一个产品是由上千个零件、数百条焊缝焊接而成,用手工计算起来既费时、费力,又非常枯燥繁琐,采用计算机进行计算并汇总就很方便了。
2.3 焊工技术档案管理和焊工技能的数字化为了保证焊接质量,根据国家的或行业的规定,不管是手工焊焊工、自动焊焊工,甚至是焊接机器人的操作者,都要进行培训、经过考试合格后才能持证上岗,才能焊接在资格认可允许范围内的产品。这些规定与制定弧焊工艺规程的标准类似,各国、各行业均有所不同。因此,一个焊工需要经过多种考试,持有若干证书,才能适应工作的需要。在相应的标准中还对这种资格证书规定了有效期,有效期满后必须重新考试。此外,授权单位可以根据焊工的焊接工作业绩延长证件的有效期或者终止其资格认可。所以,焊接工程管理人员需要随时掌握所管部门内的焊工各种资格认可以及平时业绩的情况。
2.4 焊接结构件焊接装配CAPP系统CAPP系统,即通过计算机来辅助工艺人员进行工艺过程设计,提高工艺过程设计规范化、标准化水平,使得企业中的工艺经验和信息资源可以共享,减少工艺人员的重复劳动,提高工艺编制的效率和质量。近年来人们日益认识到CAPP系统的重要性,但是由于焊接工艺的特殊性,以焊接结构件生产过程为主的CAPP系统还有待开发。
焊接结构件生产的全过程应该包括:焊接结构件中每一零件生产工艺路线的确定,零件和部件在装配焊接时工序和工步的安排和技术要求,最后形成完整的焊接结构件。所以,焊接结构件生产的CAPP可以概括为:在计算机辅助下编制焊接结构件零(部)件工艺路线表、焊接装配工艺过程卡、焊接装配工序卡等。
3 建立焊接信息数据库和互联网系统
3.1 焊接数据库许多国家自从上世纪80年代以来就建立了一些和焊接有关的数据库,例如;焊接母材和焊接材料的化学成分与性能数据库、焊接CCT图库以及与焊接相关的标准和法规库等,这些数据库不断在更新、扩充。例如:日本金属研究所编制的焊接CCT图库中已经收集了200多种材料的CCT图。这些数据库大部分免费通过互联网就可以查阅。由于建立数据库需要投入较多的人力物力,在我国基本上没有焊接方面的数据库。
3.2 焊接技术在互联网站中的推广为了利用互联网这种可以高速传播信息的工具,国外一些大的焊接学术、研究单位从上世纪90年代初期开始,纷纷建立了自己的网站,如:美国焊接学会AWS(wwv,aws org),英国焊接研究所TWI(www,twi co,uk),德国焊接学会(www dvs-ev,de)等,随后焊接方面的企业也先后建立了自己的网站。现在可以检索到的有关焊接的网站数以千计。这些网站可以提供我们丰富的焊接信息资源。例如,在AWS、TWI网站上都设有FAQ(常见技术问题解答),BBS(电子公告系统)等。在BBS中可以根据用户所关心的问题设立许多专题组,用户可以在上面进行讨论、交流经验。我国在1999年,中国焊接协会、焊接学会联合主办的“中国焊接信息网”(www,weldnet,com,ca)和成都电焊机研究所主办了“中国焊接资讯网”(www,wekdinfo,net)先后开通,两个网站各有特色。这几年,我国有的焊接企业也建立了自己的网站。但总的来看我国各网站内容还有待充实,更新也不够及时。
焊接生产与研究中的信息化是企业信息化的一部分,但也涉及面很广,上面只从几个方面做了简要地介绍。实施企业信息化的任何一部分都会牵涉许多方面,包括:经费的投入、管理体制的调整、人员习惯的改变等,因而困难都会很大,所以不能求大、求全、求快,在任何情况下都要把提高效益作为信息化的根本目的。焊接学会计算机应用技术不断地推动信息技术在焊接中的应用,我们应该继续完善和促进焊接生产和研究的信息化,迎接新世纪的挑战。
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