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1開發(fā)船體焊接工藝知識庫的必要性

船體焊接工藝設計復雜，影響船體焊接質量工藝參數繁多。目前，大多數焊接工藝人員只能通過手工查閱相關標準，以及查閱企業(yè)歷史資料，結合自身經驗完成焊接工藝設計，工藝設計效率難以提高。另外，由于每個工藝人員能力、經驗、工作習慣、責任心存在差異，使得焊接工藝規(guī)程標準化程度低，從而影響施焊工作開展。為了實現快速化、智能化焊接工藝設計，有必要開發(fā)船體工藝焊接知識庫及工具包，在船體焊接工藝設計中引入知識管理技術，將焊接工藝員從繁重的查手冊、查標準等重復勞動中解放出來，并且將企業(yè)焊接工藝人員多年來積累的豐富經驗進行有效的利用，提高焊接工藝設計的效率。

2船體焊接工藝知識庫

2．1船體焊接工藝知識要素分析

在船體生產制造中，焊接工藝必須根據相應的標準或規(guī)范進行嚴格的焊接工藝評定（WPQ），形成焊接工藝評定報告（PQR），其后，生成焊接工藝指導書（WPS），并且依據WPS制定焊接工藝規(guī)程，以保證產品的焊接質量和性能。船體焊接工藝設計中主要關注如下幾個方面的問題：焊接方法的選擇、焊接位置的選擇、坡口形式的設計、加工步驟的安排和工藝成本分析等。船體焊接工藝設計中許多問題的可統(tǒng)計性差，影響因素多，因素與因素之間的相互聯系難以明確表達。因此，解決這類問題要借助于經驗知識，比較適合于選用工藝知識庫。

2．2船體焊接工藝知識庫組成

船體焊接工藝知識庫包含6大類庫：焊接工藝基礎參數庫、母材庫、焊材庫、焊接規(guī)范參數庫、檢驗項目庫、施焊要求庫。其中：焊接工藝基礎參數包括：焊接方法庫、接頭形式庫、坡口信息庫、設備信息庫，母材庫包括：種類及規(guī)格庫、力學性能庫。

2．3船體焊接工藝知識庫信息模型

系統(tǒng)客戶端依據系統(tǒng)功能，設計開發(fā)了不同的用戶接口，滿足不同工藝設計和管理人員的需求。系統(tǒng)服務端負責工藝數據的處理和工藝決策的推理。數據庫服務器主要為焊接工藝設計系統(tǒng)提供信息的存儲、查詢和管理服務，積累基礎焊接知識、推理規(guī)則和專家經驗，是企業(yè)的重要信息資源之一。

3船體焊接工藝過程智能化應用工具包

基于知識庫的快速化、智能化，實現了船體焊接工藝過程智能化應用工具包的系統(tǒng)設計。通過智能化應用工具包，根據焊接工藝設計的特點，可以選擇產生式規(guī)則表示方法，作為船舶焊接工藝決策基礎。選擇產生式規(guī)則表示除了符合焊接工藝知識特點外，還具有易于擴展、易于進行一致性檢查等實現方面的優(yōu)勢。根據對焊接工藝決策需求分析，在引入知識管理技術對焊接工藝知識庫構建的基礎上，焊接工藝設計系統(tǒng)可以建立焊接工藝決策過程。

3．1焊接工藝設計集成環(huán)境

作為用戶建立產品結構的應用平臺，是系統(tǒng)應用的重要前提，此模塊將用以建立工藝評定數據、文檔的存儲線索，同時，也作為PDM與焊接工藝規(guī)程設計系統(tǒng)進行數據集成的接口模塊，可以從PDM系統(tǒng)中得到產品數據，建立焊接工藝設計產品結構。

3．2焊接工藝指導工具

完成焊接工藝指導書（WPS）的編制、校對、審核、歸檔、瀏覽、打印等工作。焊接工藝指導為工藝人員提供一個方便實用的工藝設計環(huán)境和工具，將工藝人員從大量繁瑣的工藝標準的選擇、工藝資源的查找、工藝指導書的填寫和工序圖的繪制等工作中解放出來，減輕工藝人員的勞動強度，促進企業(yè)工藝設計的自動化、標準化和規(guī)范化。

3．3焊接工藝規(guī)劃工具

焊接工藝規(guī)程，又稱焊接細則，是指導焊工操作的詳細工藝說明書，是以工藝評定為基礎，以具體產品為服務對象的詳盡焊接工藝。每當有新產品出現時，焊接工藝評定可能會有可替代的，但多數焊接工藝規(guī)程要重新編制，因此，企業(yè)內部積存了高于工藝評定1倍甚至幾倍的焊接工藝規(guī)程，造成重復編制和遺漏等現象時有發(fā)生。

3．4焊接工藝評定工具

產品投產之前，必須對所采用的焊接工藝進行焊接工藝評定試驗，驗證合格后，方可用于產品的焊接生產。由于影響焊接性能和質量的工藝參數眾多，每種重要參數的改變，如預熱溫度、熱處理溫度、焊接能量超出規(guī)定的范圍，都要進行焊接工藝評定試驗。因此，各船廠積累了大量的焊接工藝評定規(guī)則。

4結論

武昌造船廠在船體焊接工藝智能化方面開發(fā)建設了船體焊接工藝知識庫及應用工具包，引入知識管理和專家推理，建立了基于網絡環(huán)境的焊接工藝評定專家管理系統(tǒng)，實現了船舶焊接工藝評定過程中的數據和流程的全過程管理。這對提升船舶焊接工藝評定的技術水平和推動企業(yè)的信息化建設都有著十分重要的意義。

作者:侯木單位:武昌船舶重工集團有限公司