基于云智能焊接管控的大数据分析系统设计

潘培松

摘  要：随着我国信息化技术的不断发展，各行各业的生产模式都发生了翻天覆地的变化，在焊接领域中也不例外。特别是大数据相关技术投入应用以后，云智能焊接管控系统则开始发挥较好的作用，能够结合实际工况灵活控制电流、速度、气压等各类参数信息，促进了我国焊接体系迈向智能化。文章先阐述了云智能焊接管控大数据分析系统设计的必要性，接着从多个层面探讨了云智能焊接管控大数据分析系统设计内容，分析了整个系统设计的各项细节内容，有助于云智能焊接管控大数据分析系统在我国各个企业中的广泛应用。

关键词：云智能焊接;大数据分析;系统设计;焊接制造

中图分类号：TP311.1       文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）35-0072-02

Abstract： With the continuous development of information technology in China， earth-shaking changes have taken place in the production mode of various industries， and there is no exception in the field of welding. In particular， after big data relevant technology was put into use， the cloud intelligent welding management and control system began to play a better role， and was able to flexibly control all kinds of parameter information， such as current， speed， air pressure， and so on， in combination with the actual working conditions. It promotes the welding system of our country to move towards intelligence. This paper first expounds the necessity of the design of cloud intelligent welding management and control big data analysis system， then discusses the design content of cloud intelligent welding management and control big data analysis system from many aspects， and analyzes the details of the whole system design. It is helpful to the wide application of cloud intelligent welding management and control big data analysis system in various enterprises in our country.

Keywords： cloud intelligent welding; big data analysis; system design; welding manufacturing

焊接活動本身就是一项非常复杂的冶金过程，需要充分关注整个过程中的各个参数，才能够保证最终的焊接质量。在以前人工焊接模式中，需要焊接人员具有较高的经验，同时各个焊接人员也要具有较强的现场稳定性，才能够保证焊接品质。而在当前云计算、大数据等各类技术飞速发展的背景下，焊接领域如果能够全面贯彻物联网体系，那么就能够有效发挥云计算、大数据等技术的作用，最终也就能够逐步实现焊接过程的智能化与自动化。在这种情况下，就有必要深入全面分析云智能焊接管控的大数据分析系统设计内容以及实现路径。

1 云智能焊接管控大数据分析系统设计的必要性

在当前我国工业体系中，焊接技术是非常重要的，焊接工艺的最终质量往往会直接影响产品品质。在传统焊接模式中，整个焊接过程会受到多种因素的影响。对于焊接人员来说，即便能够保证各项焊接参数完全正确，也很难实现预计的焊接质量。不仅如此，大部分焊接人员在进行焊接操作的时候，都很难及时发现各类焊接缺陷，总是在焊接完成以后才能够得知各类焊接问题，不仅不利于焊接质量的保证，同时也影响了最终的焊接效率。而在当前大数据、云计算等技术开始广泛应用的基础上，传统焊接模式迎来了变革发展的可能。对于社会企业来说，如果能够使用物联网体系来联动大数据、云计算等技术，那么就能够串联焊接过程中的各个参数信息，最终形成云智能焊接管控系统，通过大数据技术来实现焊接工艺参数与质量品质的控制。在引入这项技术以后，整个体系还能够针对海量焊接数据信息进行网络化分析。而各个焊接操作人员和管理人员则能够通过移动端便捷查询各类数据分析的最终结果，能够显著提高焊接的质量。

2 云智能焊接管控大数据分析系统设计内容

2.1 整体架构设计分析

在焊接活动进行的过程中，会产生非常多的数据信息，主要有耗材信息、焊缝信息等。这些信息相互之间通常都有一定的联系，并且部分信息本身就含有较大的价值。在这种情况下，如果能够设计一款智能管理系统，那么就可以实现对各类信息的统一管理，同时也能够充分发挥各类数据信息的价值。结合当前国内外相关技术研究进度以及各行业在这方面的应用现状，这里可以考虑设计一款基于Labview平台焊接参数检测系统，同时融入大数据、云计算等技术形成一套云智能焊接管控系统。在本次系统设计过程中，整体架构主要分为三层。

第一层，感知层。这一模块主要是对现场设备进行信息化改革，能够实现信息交互的基本功能。对于各个设备来说，应该至少能够附加一些信息采集的工具，同时使用嵌入式的模式融入到设备中。这样以后，整套系统就可以通过这些设备上的信息采集工具，实现远程信息采集工作。除此之外，感知层模块还要实现对焊接电源状态的实时监控，能够及时传递焊接电压电流的实时信息，同时还要接受终端对于这些信息的确认，保证整个焊接过程的顺利进行。第二层，网络层。这一模块主要是提供各类数据信息传播的通道与接口，最终能够通过无线或有线的方式，将焊接数据信息传输到对应网络设备当中，接着通过网络渠道传送到云端。这样以后，其他人员就可以通过智能手机、平板电脑等终端设备跟云端相连，实现焊接数据信息共享的功能，提高这些焊接数据信息的应用成效。第三层，应用层。这一模块主要是对各类焊接数据信息的全面处理，因此整个模块通常都会设计在企业内网体系中，跟企业内部的各个终端实现连接。而企业内部人员则可以根据自身不同的权限享受不同规格的功能，在保证焊接数据信息具有一定保密性的同时，也可以进一步提高云智能焊接管控的规范性与完备性。

2.2 功能模块的设计与实现

（1）物理层设计。在云智能焊接管控系统的物理层设计过程中，大部分焊机都需要通过网络实现信息传输，同时还要具有各类焊接数据信息采集的功能。因此每一台焊机上都应该设置触摸屏参数调节模块，以及焊接数据信息采集模块。不仅如此，在焊机工作场景中，还需要设置额外的监控设备，能够实现对焊接作业过程的实时监控，及时发现焊接缺陷以及其他问题。从这个角度来看，整个云智能焊接管控系统的物理层设计内容应该至少包括计算机中心、监控设备、信息采集传感器、触摸屏参数调整设备等内容，完成基础的信息采集与传播等功能。（2）操作层设计。云智能焊接管控系统也应该设计专项的操作系统，并且操作层的设计还应该满足我国工业智能制造标准，同时还要在计算机、平板电脑、智能手机等多个终端上都有较强的兼容性。除了自身运行所必备的各类功能以外，操作系统最好设计完善的故障自诊断功能，能够自主解决可能遇到的各类故障内容。在操作控制模块中，整个系统至少应该拥有焊接电流、电压、速度、小车行走等各类功能，同时还要融入专家经验模块，提高整套操作系统的智能化与自动化。在发现焊接问题的时候，操作层设计系统还应该及时发出预警信息，最终也就能够快速处理各类故障。（3）数据库设计。云智能焊接管控系统还需要专项数据库的支撑，才能够更好发挥各类焊接数据的价值。相关人员可以考虑使用MySQL数据库。在数据库的设计过程中，不仅仅要完成各类焊接数据的分项储存与管理，同时还要做好数据接口的优化，能够实现数据库跟web services、Oracle等接口较好的对接。在具体焊接数据信息储存方面，主要可以分为四个类型，即焊接工艺参数信息、焊缝信息、耗材信息和人员信息。除了这些基本信息的实时储存与及时变更以外，数据库还要尝试构建焊接生产全过程数据流，并同步各个焊接实时数据参数，实现每一个焊缝的全过程数据链，最终形成对每一条焊缝的闭环质量控制。

2.3 项目设计细节

（1）设计方案规划。在云智能焊接管控系统设计过程中，应该将各类焊接工艺参数、焊接使用到的设备、焊接人员信息等各类数据内容都直接归入到大数据管控系统中去，同时还要完成各类细节功能模块的设计工作。具体来讲，焊接部门应该先对各个焊机进行编号，同时还要根据焊接车间的具体工作任务以及不同焊接班组的实际工作情况完成网络化管理与配置。接着焊接部门就可以针对不同的焊接班组发放相关焊接任务，同时完成焊接工艺的规范化管理和闭环质量控制。在整套方案细节设计的过程中，需要企业设计部分对焊缝外观与质量进行分析，同时还要注意搜集质检部门对焊接产品的质量检查信息，最终汇总这些部门关于焊接的海量数据源，并能够在经过必要数据整合与统一标准处理以后，放置在数据库中。接下来，云智能焊接管控系统就能够使用大数据技术模块，对这些海量数据信息进行全面的分析，并能够建立专项的数据结构，同时还要构建异构数据的关系模型。通过这个模型，就可以较好消除不同数据之间可能出现的冲突，完成差异化数据信息的有效集成，提取有价值的焊接数据信息。特别是焊机在运作过程中，会不断产生新的数据信息。比如如果焊机采集信息间隔为1s，那么二百台焊机一天就会产生上百万条信息，而一个月就会产生上亿条信息。因此在方案设计的时候，还应该结合企业的实际情况来实现监控数据的储存与回溯，保证整套系统的性能。（2）各类技术的应用。在云智能焊接管控系统设计的过程中，还应该融入一些必要的技术，其主要包括两个方面。第一，焊接参数预设技术。即各个企业应该能够结合焊接工艺标准和内部焊接任务，完成各类焊接参数的预设工作，保证整个系统能够自动检测焊接过程的实时参数，提高焊接质量。第二，中间件技术。这套技术的使用能够更好实现各类信息通信的成效，使得信息传播具有更强的可靠性，有利于各类系统功能的实现。

2.4 设计方案的应用效果

在系统应用的过程中，使用了B/S网络结构，同时整套系統只需要在服务器中安装对应软件，其他访问系统则不需要进行安装活动，只需要通过浏览器访问即可。本次所使用的MySQL数据库也进行了一定的优化，基本形成了焊接活动全过程的信息数据链，同时也可以实现对焊接过程的分级管理与集中管控，并且也可以对焊接活动进行实施监督，有效保证了焊接质量，提高了焊接的智能化与自动化。

3 结束语

综合来看，本次设计的云智能焊接管控系统能够实现对海量数据的综合处理，同时还可以直接优化系统的数据库，实现焊接活动的全过程统一管理。不仅如此，这套系统还能够实现对焊接过程质量的客观评价，具有较高的可靠性。因此对于各个焊接人员来说，在后续时间里应该不断提高自身对于云智能焊接管控体系的认识，同时还要积极搜集相关资料以及其他企业的成功应用案例经验。这样以后，当云智能焊接管控体系在企业内部全面推广应用的时候，整套系统所受到的阻碍就能够显著降低，同时也可以发挥更好的价值与作用。

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