全面焊接管理信息化解决方案

智能制造与工业互联网是未来制造业的必然选择，推动智能制造，从实际出发，第一步应从数据采集开始，海量数据在多节点采集，同时与人员、设备、生产物资、环境、工艺等数据相汇集，就会衍生出深度学习、智能优化、智能预测等创新能力，展现出大数据的价值，展示出工业4.0的真正威力。

智能制造的核心是强化竞争力，近几年，我国包括高铁在内的轨道交通发展迅速，焊接工艺在轨道交通制造上尤为重要。

我国从本世纪初引入欧洲的焊接执行标准EN 15085，用于规范轨道交通产业，经过近二十年的发展与革新，轨交行业整体有了长足进步，然而在目前的智能制造与工业互联网大背景下，仍然有个课题摆在我们面前，那就是如何实现焊接信息化。

轨道交通焊接行业的整体现状当前焊接行业存在诸多问题（图1），其中两个急需解决的矛盾问题是标准与执行两张皮问题和现场有效监控手段问题。

图1 当前焊接行业存在的问题龙星软件从2007年开始致力于通过焊接全过程信息化解决上述问题，与国家标准起草者、建设者，行业内专业人士，生产管理经营者们一起努力，共同推出了一套基于软件系统的解决方案：智能焊接管理系统，简称WIMS，系统初期以轨道交通行业为起点，后续几年内将辐射和深入船舶、压力容器、核电等众多行业，实现全面的焊接智能管理。

智能焊接管理系统WIMSWIMS整合企业焊接相关的资源，通过软件进行系统化、规范化管理，实现资源高效利用、降本增效；轨道交通行业产品焊接全过程管理平台，可有效帮助焊接工程师及技术人员提升焊接文件编辑效率、规范作业流程、提升业务水平；以EN 15085为主体，EN 287-1，ISO 9606-2，DIN 1418，ISO 15614等欧洲国际标准为基础的标准化平台，与国际标准接轨，方便链接国际大客户；整个系统是包含软硬件的一个集成系统，强调焊接体系的现场管控能力；以成熟的标准为基础，建立中国特色的焊接管理体系，是以最终建立国际焊接信息化，智能化平台为目的的管理系统。

WIMS组成WIMS系统由三部分组成（图2），包括WRP系统、焊接现场智控采集系统和焊接数据统计分析系统。

图2 WIMS系统组成⑴WRP系统是整个后台处理系统。

WRP（Welding Resource Platform）系统（图3），2009年开始进行研发，是基于EN 15085标准化的焊接资源管理型软件，它是整个WIMS系统的后台支撑系统。

该系统广范适用于轨道交通焊接行业，且是一套规范性强的标准化系统，行业共通性很强，工具化后的可复制可推广性很强。

图3 WRP系统⑵焊接现场智控采集系统。

2015年，在WRP系统的基础之上，我们按照最初的规划目标要求，将标准化的管理延伸到焊接现场，推出了以现场执行管控为目的的智控采集系统。

这是一套软件配合智能硬件设备，针对关键焊缝，关键产品的一套工业互联焊接生产执行系统（Welding Manufacturing Execution System），简称WMES（图4）。

图4 焊接现场智控采集系统⑶焊接数据统计分析系统。

通过结合WRP软件的多年应用，以及现场WMES的关键场景应用，将采集到的设备状态，焊接工艺执行数据进行有效分析，得以形成进一步完善工艺参数，是以提高焊接质量管理精准度为目的的一套统计分析系统（图5）。

图5 焊接数据统计分析系统WIMS系统特点WIMS系统的设计初衷是通过对焊接全过程信息化管理（图6），帮助主机厂和配套供应商解决前述的两大主要矛盾问题，以及焊接行业现行的“人机料法”环各环节有效管理的问题。

图6 焊接全过程信息化管理方案WIMS对于焊接过程管控，其最终目的是使整个焊接工艺过程，乃至整个焊接行业生态获得一个不断完善优化的闭环过程，同样信息化也是一个不断完善的过程，如图7所示。

图7 焊接过程形成不断优化的闭环WIMS为使用者带来的改变⑴焊接工厂的改变。

1)方便快捷准确地建立严格实施的焊接管理体系；2)降低实施的难度以及复杂度，提高产品质量并保持质量的稳定性；3)确保各种焊接过程工艺记录文件随着工艺流程完整正确地被记录下来，更方便地发现工艺质量的提升点；4)降低现场焊接指导的难度，降低焊接监督的工作难度；5)通过平台可以方便地获得更先进的工艺，同时也可以将自己独有的工艺推向市场。

⑵焊接认证机构的改变。

1)显著降低认证人员的工作量；2)大大缩短认证及监督所需周期。

⑶焊接产品客户（采购方）的改变。

1)方便现场、远程监督供应商的焊接工艺编写及质量记录过程；2)可以确保对焊件的要求直接传达到生产商；3)尽早提前发现生产商的质量问题，最大限度降低质量问题对产品交期的影响。

WIMS主要成效及为焊接行业做出的贡献⑴为焊接生产节约资源，降本增效。

编制文件效率提高；重复性工作减少；提升文件编制质量，减少人为错误；节约大量试件材料费及人工。

⑵提升企业管理水平。

标准化的作业指导，焊接质量的有力保障；管理监督，电子化审核签认；综合统计，工艺数据分析功能；高效率地应对客户审核，体系审核，机构评审；工艺资料、生产记录、信息安全性保障。

⑶主机厂/审核机构的管理创新。

事后监督→全程监督，书面监督→数字化监督，监督记录→监督全要素，监督结果→监督过程，集中审查→随时审查。

⑷主机厂/审核机构规范化，下发作业标准，形成行业管理水平的准入门槛。

云端服务的建设，数据规范化和电子化，发挥出行业整体的聚力；通过共享和分发，行业信息的积累；行业性大数据分析趋于形成，逐步构筑专家系统的基石。

⑸主机厂/审核机构，与焊接工艺系统，焊接产品追溯系统之结合。

整车制造的焊接产品追溯到工艺细节层面；行业范围的焊接服务提供；监督方可以完全按照体系要求真实和实时地做好监督工作。

⑹焊接行业人才培养的得力工具。

快速形成高效的教学资料库；一套自动化和量化考评工具；数字化记录培训并形成经验库；智能化指导教学和训练，缩短培训周期。

总体技术路线如图8，从信息化起步，逐步实现平台化、大数据，最后实现智能化。

图8 总体技术路线图⑴信息化。

主要是进行联盟成员的信息化交流标准，规范化建设，以通过建立工具化软件应用平台，形成共同产业数据入口作为平台大数据构筑基础。

目前，从焊接资源管理系统以及焊接现场执行系统，进行焊接标准，焊接体系规范下的工具化产品推行，使整个行业联盟内成员的焊接制造加工全过程工艺和资源信息得到高效规范的管理，快速形成数据和交流交互环境的统一定义和规整，为平台化做准备。

⑵平台化。

从联盟成员供需关系来看，平台化的一个最主要目的是通过统一的信息化入口，进行WEB化的运营，通过系统平台进行包括权限等级分类管理，数据安全加密等技术应用，功能标准化应用，系统客服体系这一系列功能性建设等，将打通焊接企业的上下游数据互通共享，同时将行业的执行层管控通过边缘网关，4G，5G等网络点对点，通讯端到端技术，以及区块链加密，可追溯，数据防篡改等技术的存储应用，保障参与焊接互联成员的数据安全性，有效性。

平台化的另一个重要实现目的是形成价值再传递过程，企业的焊接工艺资源、工艺信息、服务资源、人机料法环各方面可以形成无形资产，为企业本身带来价值的同时，通过平台的转化和再传递，依托平台的多种交换展现窗口，由平台充当中间机构进行安全、高可行性、高效率的价值再传递，包括技术资产交易、技术转化服务交易、技术合作、外包技术服务支持等多种形式。

平台化的后期需要着重对资格审查，权益评估，标准认核，权限分级管控，以及数据的分析和收集归类，资料筛选和自动化人机交互等这些分模块进行重点管理，为大数据中心的建立做好相应准备。

⑶大数据。

大数据中心将在平台化的后期进行，通过相应的非关系型数据分类存取技术，智能匹配分析算法，和相应智能抓取和区块链智能合约，共识链上算法等技术应用，以优化工艺参数检索，设备信息查询，质量保障方案获取，智能非人为签审等应用呈现在用户面前。

平台的联盟用户可直接在平台数据中心进行数据区块的租用，复用，大数据分析模型的自建自解析，智能应用中心还将提供包括焊接智能工艺匹配，焊接工艺全文相关性检索，焊接全行业专业FAQ智库，标准文件库，交易记录授权项，服务业务资源，资讯等智能查询筛选。

大数据实现阶段重要的目标是形成整个行业的一个资源数据池和整个行业的通行业务分析模型，分析模型本身也是大数据的一部分，可由参与的联盟成员进行归纳。

把对焊接互联参与者有用的，对焊接行业产业生态建设有用的信息，采集到，归集好，抓取出来，分析好，从而最终通向专家库的必由之路。

⑷真正专家库，焊接智能AI。

当以上三个步骤顺利实现，真正的焊接智能化管理时代就可以到来，各种行业算法各种工艺经验可以用工业互联网和人工智能的逻辑获得高度优化，各项工作的效率会以数十倍甚至更高的效率提升，焊接管理可以实现革命性的变化。

焊接工业互联网平台建设建设中的焊接云互联网平台主要由五大中心组成，如图9所示。

图9 焊接云互联网平台⑴信息共享中心。

平台提供资源信息共享，行业资讯分享，技术资料互享发布，行业前沿研究报告信息发布，行业相关统计信息服务提供等大数据共享的平台化应用。

⑵技术服务中心。

技术服务中心是焊接云互联网平台的四大中心里最为核心的一块内容，平台为此提供焊接云创技术人才服务窗口，焊接云联盟新技术发布和技术产业促进中心专家指导窗口，技术在线咨询服务功能，技术交流区，技术合作专区等，在依托平台的信息安全，流程有力透明监管下，有序开展领域合作、信息推广等一系列技术服务。

⑶研发服务中心。

通过互联网平台进行技术研发合作，主要面向有整包研发需求的中小焊接企业，在合作意向初步达成条件下，由平台充当第三方，进行资讯传递，按照流程、规范和平台联盟协同监管要求，进行较广范围内的研发软硬条件确认，研发资源开发，研发过程和研发成果转化等综合评审。

平台还将提供整包研发交钥匙工程的招标发布，由平台联盟企业参与，进行线上资格审查，线上投标，中标管理等。

⑷焊接交易中心。

平台交易，包括但不局限于进行技术转让，研发转包，以及焊接资源，人力，服务能力的直接线上交易，还提供产业化基础建设咨询服务，自动化产线技术和产品，软件系统，策划转化合作等多方面的信息和实体交易管理。

⑸平台运营中心。

包括平台的成员信息维护中心，平台资源后台管理，平台客服中心，平台资源下载中心，平台技术服务中心。

结束语二十一世纪前半叶，工业制造文明将会进化为网络协同智造文明，龙星人将继续紧扣时代脉博，广纳人才，与行业各方专家一道，凝心聚力，开展多领域合作，共享共赢，向大数据智能制造时代迈进。