工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系下單軌列車焊接管理初探

葛懷普 趙明明 陸亞明 蔣浩軍

摘要： 單軌列車的焊接管理沿襲了EN 15085軌道交通認證和焊接體系，其焊接作業(yè)流程有一整套完整的標準支持，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為國家戰(zhàn)略發(fā)展的今天，軌道交通焊接體系接入互聯(lián)網(wǎng)也成為必然的趨勢。文中介紹了跨坐式單軌列車焊接體系、基本作業(yè)流程和產(chǎn)生數(shù)據(jù)，以及目前焊接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的現(xiàn)狀，對比現(xiàn)有作業(yè)的問題，對兩者結合做出一些思考和探索。

關鍵詞： EN 15085;單軌列車焊接管理;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號： TG 47

Abstract： The system of monorail welding is according to EN 15085 railway welding system. Welding workflow is supported by a series of ISO and European standards. Industry Internet is now becoming national strategy and railway welding join in Industry Internet is a tendency. This thesis introduces straddle monorail train welding system， the data in welding working and the status of welding industry internet. This thesis also makes some thinking and research based on combining with the welding system， the data in welding manufacturing and industry internet.

Key words： EN 15085; monorail train welding management; industry internet

0 前言

焊接工藝作為單軌車輛生產(chǎn)制造中重要的一道工序需要嚴格管控，目前單軌產(chǎn)品焊接制造執(zhí)行EN 15085焊接管理體系。EN 15085體系下包含焊工考試ISO 9606系列、操作工考核ISO 14732，工藝評定ISO 16514，ISO 25239，ISO 14555，焊接工藝規(guī)程ISO 15609等完整標準體系。國際焊接工程師IWE在EN 15085體系的框架下開展相關工作，隨著項目的增多且復雜程度不同，對焊接工程師的要求也會有不同，在工藝規(guī)程多、試驗類別多、人員證書多的情況下，不同項目的焊接工程師不能有效的實現(xiàn)經(jīng)驗共享，造成項目管控困難，難以避免的出現(xiàn)重復試驗，重復的工藝規(guī)程等問題。因此，需要引入信息化、平臺化操作，在同一平臺下形成數(shù)據(jù)庫，專家?guī)?，協(xié)同操作、經(jīng)驗共享。

2019年3月，國家已經(jīng)將“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”寫進政府的工作報告，并成為熱詞。在新形勢下，如何從重要的焊接制造工藝入手，在數(shù)據(jù)標準化思想下，為焊接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)注入動力，是我們這個時代軌道交通焊接人面臨的重要課題，文中依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的背景，從軌道交通裝備焊接體系的數(shù)據(jù)管理角度，探索一種可能性。

1 單軌列車的焊接體系及數(shù)據(jù)

1.1 EN 15085體系及企業(yè)認證

EN 15085軌道交通焊接管理具備完整的一套標準體系，包含人員、工藝、材料、質(zhì)量、設備等。圖1列出了常用的焊接標準，這些標準正是單軌列車生產(chǎn)制造和檢測的依據(jù)。企業(yè)必須在標準體系的框架下獲得EN 15085證書、焊工考試證書、WPQR、無損檢測人員證書等一系列的標準化的資質(zhì)。

1.2 流動在焊接中的數(shù)據(jù)

一個新的單軌列車項目焊接工作啟動時，國際焊接工程師需要進行大量的技術轉化，才能將設計圖紙轉化為車間的制造工藝文件。圖2介紹了國際焊接工程師（IWE）的常規(guī)工作流程。

焊接工程師需要根據(jù)ISO 3834和EN 15085的要求對產(chǎn)品進行相應的技術評審和要求評審，需要根據(jù)產(chǎn)品要求進行編制的焊接計劃[1]，需要判斷企業(yè)的WPQR和焊工資質(zhì)是否滿足產(chǎn)品的需求，需要進行工作試件的定項及相應的驗證，需要編制焊接工藝規(guī)程（WPS）和作業(yè)指導書等等。這一系列的工作中包含了大量的焊接信息，如：母材、焊材、焊接方法、接頭形式、焊接位置、焊縫細節(jié)、質(zhì)量等級、檢驗標準等一些列的基礎數(shù)據(jù)。1.3 產(chǎn)品的其他數(shù)據(jù)單軌焊接需要明確產(chǎn)品的人員組織架構，所有的材料需要相應的材質(zhì)證明并做到可追溯，在焊接過程中使用的工裝檢具管理，對焊接的前中后的檢驗數(shù)據(jù)等。

2 焊接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀

2.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀

工業(yè)經(jīng)歷了機械化、電氣化和信息化三次工業(yè)革命，如今正邁入第四次工業(yè)革命。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)繼互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)之后走到歷史的舞臺中央，成為引領本次工業(yè)革命的創(chuàng)新核心。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前還處于探索前進的階段，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可理解為是基于互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)生產(chǎn)活動，工業(yè)生產(chǎn)實體需要能夠進行高效的協(xié)同。單軌列車焊接制造已經(jīng)具備了完善的焊接體系，標準化的作業(yè)，實現(xiàn)人員協(xié)同、工藝協(xié)同、數(shù)據(jù)庫、專家?guī)斓葏f(xié)同，確保列車制造的高效智造和質(zhì)量保證也勢在必行[2]。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是對工業(yè)系統(tǒng)中制造相關大數(shù)據(jù)的采集，并且對采集的數(shù)據(jù)進行挖掘分析，從而推動工業(yè)互聯(lián)，協(xié)同智造。物聯(lián)網(wǎng)時代是將所有的設備上云，通過云端大數(shù)據(jù)觀察設備的運行效率及維修保養(yǎng)等。業(yè)內(nèi)達成共識的觀點認為僅僅設備上云，并不能實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的全要素協(xié)同效率提高，而人機料法環(huán)測中，工藝作為制造的最關鍵的核心要素，驅動人機料等的運作，對提高效率、質(zhì)量和改善成本至關重要，需要作為第一生產(chǎn)要素在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的初期重點構建出來[3-4]。

焊接工藝的數(shù)據(jù)是龐大的，需要在海量的數(shù)據(jù)中尋找到相對標準的有效的核心數(shù)據(jù)，將作業(yè)流程、關鍵數(shù)據(jù)、經(jīng)驗和互聯(lián)技術融合在一起，才是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)初期的發(fā)展方向[5-7]。

3 單軌列車焊接管理在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)框架思維下的探索

3.1 傳統(tǒng)作業(yè)方式的問題

傳統(tǒng)的焊接項目運作以“服務器文件夾+獨立電腦”的方式，焊接工程師根據(jù)項目的大小采取獨立或合作的方式操作項目。不管是獨立操作還是合作操作，其數(shù)據(jù)的分布都是相對獨立的，數(shù)據(jù)離散分布在各自的電腦或部分共用部分存儲于服務器。焊接工程師之間是一種弱交互的關系，而工程師和服務器的文件夾處于強交互的狀態(tài)（圖3），但服務器的數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)及時交互、協(xié)同交互，龐大的數(shù)據(jù)導致數(shù)據(jù)的交互效率低下，且出錯和重復勞動的情況時有發(fā)生[8]。

3.2 基于WRP8.0平臺新協(xié)同合作

WRP8.0（Welding resource platform）是焊聯(lián)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司的軌道交通焊接標準化作業(yè)平臺，架構了軌道交通焊接核心數(shù)據(jù)，從基礎數(shù)據(jù)庫，焊接工藝數(shù)據(jù)庫和項目管理三個方面構建了較為完整的作業(yè)體系。中車浦鎮(zhèn)龐巴迪此次和焊聯(lián)工業(yè)合作，在其標準化的作業(yè)體系上，加入企業(yè)特有的管理流程，部署私有云，結合公司現(xiàn)有的數(shù)據(jù)加密技術，確保焊接數(shù)據(jù)的云端積累和數(shù)據(jù)的安全。

所有數(shù)據(jù)存在企業(yè)私有云端（圖4），數(shù)據(jù)智能化匹配，如焊接接頭匹配WPS，WPS匹配WPQR，焊工匹配，工作試件匹配等。焊接工程師能更快的共享數(shù)據(jù)庫，加強之間的工作協(xié)作，提高工作效率，共享焊接經(jīng)驗。同時加強了和焊接現(xiàn)場的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)了在私有云部署下的工程師、辦公室、車間的協(xié)同工作，實現(xiàn)工業(yè)要素的互聯(lián)互通。

3.3 目前取得的成果

在實施WRP8.0的五個月里，共實現(xiàn)5個項目的管理，90份焊工證書的維護，25份WPQR的管理，320個接頭的錄入，156份WPS的共享，還有大量的基礎數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將形成數(shù)據(jù)庫、經(jīng)驗庫，為未來的數(shù)據(jù)決策提供有力依據(jù)。

3.4 未來進一步接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的可能

實現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)平臺化只是第一步，進一步加強和設備、人員、物料、環(huán)境等的交互，實現(xiàn)生產(chǎn)要求的全融合是未來的方向。同時對數(shù)據(jù)的進一步細化分類，部分數(shù)據(jù)接入公云，從國家戰(zhàn)略方面實現(xiàn)單軌列車或軌道交通行業(yè)的平臺化協(xié)同運作，為軌道交通行業(yè)在第四次工業(yè)革命中發(fā)揮排頭兵的作用做出努力。

4 結論

（1）單軌列車焊接具備在EN 15085體系下一整套完整數(shù)據(jù)體系。

（2）在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時代，單軌列車焊接具備接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的可行性。

（3） 加強企業(yè)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略平臺之間的合作，尋求在新形勢下的合作與開發(fā)，將是一條可能的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之路。

參考文獻

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