黃強(qiáng)

摘 要：數(shù)字化已經(jīng)成為裝備制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，技工院校在為企業(yè)提供高技能人才的同時(shí)，也需要緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐。本文主要介紹了焊接專(zhuān)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，為培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的高技能人才提供思路和參考。

關(guān)鍵詞：焊接專(zhuān)業(yè) 數(shù)字化管理 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

焊接作為材料加工的重要手段，廣泛應(yīng)用于制造領(lǐng)域中，而數(shù)字化是裝備制造產(chǎn)業(yè)信息化、柔性化的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。將制造技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)傳感技術(shù)等相結(jié)合，建立包含焊接試驗(yàn)、焊接工藝制定、焊接教學(xué)管理、焊接質(zhì)量監(jiān)測(cè)、焊接設(shè)備管理、材料管理的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)，是焊接專(zhuān)業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和信息化提升乃至與智能制造接軌邁出至關(guān)重要的一步，也為技工院校培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)未來(lái)發(fā)展的高素質(zhì)高技能人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、焊接專(zhuān)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的背景

縱觀技工院校焊接專(zhuān)業(yè)發(fā)展的歷程，結(jié)合人社部對(duì)一體化教學(xué)的要求，大多數(shù)技工院校都在努力探索和實(shí)踐“產(chǎn)教一體”的焊接專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，最終能實(shí)現(xiàn)學(xué)校工廠合一、教師師傅合一、教室車(chē)間合一、學(xué)生學(xué)徒合一、作品產(chǎn)品合一的教學(xué)模式。但學(xué)校要將企業(yè)文化、管理方式、質(zhì)量要求、效益效率綜合為教學(xué)內(nèi)容，并讓學(xué)員理解和實(shí)踐尚存諸多困難和不足。因此改變傳統(tǒng)的教學(xué)管理模式，引入數(shù)字化管理系統(tǒng)就成為較好的解決方案和必然途徑。

筆者歸納職業(yè)院校所用的類(lèi)似焊接系統(tǒng)的發(fā)展，經(jīng)歷了焊機(jī)聯(lián)網(wǎng)版、焊機(jī)聯(lián)網(wǎng)+工位監(jiān)控版、數(shù)字化工位等版本，可以看出該系統(tǒng)的實(shí)用性、使用范圍和數(shù)字化程度越來(lái)越高，但也反映出與企業(yè)實(shí)際脫節(jié)、教學(xué)應(yīng)用少、過(guò)程控制欠缺等問(wèn)題，這也促使我們開(kāi)發(fā)出更好的系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)踐。

二、焊接專(zhuān)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)概述

數(shù)字化管理系統(tǒng)是基于信息技術(shù)的生產(chǎn)管理、工藝管理、質(zhì)量管理、物流管理、材料管理、教學(xué)管理的平臺(tái)，是數(shù)字化焊接設(shè)備、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合，使操作者（學(xué)習(xí)者）、管理者（教師）、生產(chǎn)任務(wù)（學(xué)習(xí)任務(wù)）、生產(chǎn)過(guò)程（學(xué)習(xí)過(guò)程）和設(shè)備不再是一個(gè)孤立的焊接單元，而是整個(gè)數(shù)字化管理系統(tǒng)的一部分，多者的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接品質(zhì)、效率、成本和教學(xué)質(zhì)量的透明化和量化管理。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)焊接生產(chǎn)特點(diǎn)的充分了解，是焊接生產(chǎn)過(guò)程有用信息的可靠采集、分析、應(yīng)用、歸檔、存儲(chǔ)、反饋等的綜合體現(xiàn)。

三、焊接專(zhuān)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

一是軟件結(jié)構(gòu)。采用客戶(hù)端/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)的軟件結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示。

二是聯(lián)網(wǎng)方式?？梢圆捎糜芯€、無(wú)線、U盤(pán)等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并實(shí)現(xiàn)手機(jī)、電腦、平板等硬件端和微信、網(wǎng)頁(yè)等軟件端的實(shí)時(shí)管理和查詢(xún)。

2.系統(tǒng)模塊和框架

在焊接系統(tǒng)日益完善的基礎(chǔ)上，我們通過(guò)市場(chǎng)了解、企業(yè)調(diào)研、專(zhuān)家訪問(wèn)、開(kāi)發(fā)研討和思路創(chuàng)新，在焊接管理系統(tǒng)1.0上主要體現(xiàn)系統(tǒng)管理、工藝管理、材料管理、設(shè)備管理、質(zhì)量控制、教學(xué)管理和人員管理等七大模塊（圖2），并在系統(tǒng)的延續(xù)性和擴(kuò)展性上持續(xù)更新，使之同樣能在企業(yè)車(chē)間運(yùn)行，并一定程度上超前于大多數(shù)企業(yè)的實(shí)際管理水平。

四、焊接專(zhuān)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)的功能

本系統(tǒng)針對(duì)不同的模塊覆蓋不同的功能，且模塊間信息相互交叉讀取和協(xié)助，實(shí)現(xiàn)多功能、多任務(wù)和全方位的管理功能。

1.管理系統(tǒng)涵蓋的基本功能

系統(tǒng)應(yīng)該滿(mǎn)足的基本功能包括不同操作人員的管理和授權(quán)、焊前預(yù)加工及工藝管理、焊接材料的出入庫(kù)管理、焊接過(guò)程中的質(zhì)量控制與管理、焊后檢測(cè)、焊接數(shù)據(jù)歸檔及信息追溯、焊接教學(xué)和成績(jī)管理和設(shè)備管理等內(nèi)容。

2.具體功能介紹

首先是操作者的管理與授權(quán)。系統(tǒng)為相關(guān)的操作人員發(fā)放各自唯一的、功能相匹配的用戶(hù)名和密碼，按照工作內(nèi)容給予使用權(quán)限，自動(dòng)記錄使用情況和教學(xué)情況，并跟蹤其工作軌跡，在非安全或跨區(qū)域進(jìn)行提示。

其次是焊前預(yù)加工及工藝管理。系統(tǒng)可以管理產(chǎn)品或作品的相關(guān)信息，輔以專(zhuān)家工藝系統(tǒng)，可以按規(guī)范格式生成工藝報(bào)告和按需分配任務(wù)，參數(shù)提前進(jìn)入規(guī)定設(shè)備并提示，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)范自動(dòng)管理和人性化管理相結(jié)合。

再次是焊接材料的出入庫(kù)管理。系統(tǒng)對(duì)不同材料建立信息庫(kù)，分配唯一的材料編碼，輔以?huà)呙柙O(shè)備，實(shí)現(xiàn)材料的精準(zhǔn)管理和提示，并生成材料使用報(bào)告，減少浪費(fèi)和損壞，提高操縱者的效益意識(shí)。

還有焊接過(guò)程中的質(zhì)量控制和追溯。包括：系統(tǒng)中的設(shè)備借助傳感技術(shù)，在焊接過(guò)程中自動(dòng)地做出一些避免缺陷、提高效率的響應(yīng)；系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)焊接參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況等超出允許范圍，自動(dòng)報(bào)警或停機(jī)，并將報(bào)警信息反饋給系統(tǒng)；按照需求增加實(shí)時(shí)跟蹤、熱成像等功能，實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程的可視化、數(shù)據(jù)化跟蹤并提示；對(duì)焊接全過(guò)程的工藝參數(shù)、宏觀微觀視頻、周?chē)h(huán)境條件進(jìn)行記錄并存儲(chǔ)，保證一旦出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題能夠?qū)崿F(xiàn)全生產(chǎn)過(guò)程追溯，判斷問(wèn)題產(chǎn)生的原因，為后續(xù)質(zhì)量改善提供保證。

之后是焊后檢測(cè)管理。系統(tǒng)借助傳感技術(shù)對(duì)焊接完成的焊縫按照質(zhì)量要求進(jìn)行外觀成形快速檢測(cè)，對(duì)進(jìn)行X光、超聲波探傷等檢測(cè)記錄結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)分析。

還有就是焊接教學(xué)管理。在教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)任一學(xué)員都進(jìn)行精細(xì)化和個(gè)性化管理，不同學(xué)員訓(xùn)練的進(jìn)度和成績(jī)單獨(dú)存儲(chǔ)；在實(shí)習(xí)過(guò)程中，針對(duì)不同課題、不同進(jìn)度進(jìn)行語(yǔ)音講解和操作提示；按照學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性考核，并生成學(xué)習(xí)報(bào)告和成績(jī)單，且教學(xué)進(jìn)度和成績(jī)可以通過(guò)各種客戶(hù)端進(jìn)行查詢(xún)。

最后是設(shè)備管理。記錄每臺(tái)設(shè)備的編號(hào)、安裝位置、安全區(qū)域、責(zé)任人、采購(gòu)時(shí)間、累計(jì)操作時(shí)間、使用率、實(shí)施保養(yǎng)提示等信息，并形成設(shè)備工作報(bào)告。

五、小結(jié)

時(shí)下，隨著大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”等社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變化，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、過(guò)程控制等技術(shù)手段的更新、推廣、應(yīng)用逐步加快，企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)要求技工院校高技能人才培養(yǎng)必將進(jìn)入數(shù)字化、精細(xì)化、高效化的發(fā)展軌道，筆者希望拙文能對(duì)技工院校焊接專(zhuān)業(yè)的同仁們?cè)跀?shù)字化管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上提供思路和參考，為高技能人才創(chuàng)新培養(yǎng)提供技術(shù)支持。

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（作者單位：長(zhǎng)治技師學(xué)院）