汽車焊裝車間信息管理數據庫的構建

梅冬勝，張忠典，李冬青，魏艷紅

(哈爾濱工業大學 先進焊接和連接國家重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150001)

焊接管理

汽車焊裝車間信息管理數據庫的構建

梅冬勝，張忠典，李冬青，魏艷紅

(哈爾濱工業大學 先進焊接和連接國家重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150001)

在充分了解汽車焊裝車間手工焊生產線工藝流程和特點的基礎上，設計了生產過程信息管理系統的總體結構，確定了系統數據的模型和相互之間的關系。利用圖形化編程語言LabView作為開發工具，開發了信息管理系統的操作界面，采用ODBC技術實現了操作界面與數據庫之間的無縫鏈接。本系統的開發與實現能夠提高企業的生產效率和產品質量，同時降低企業的生產成本。

焊裝車間；信息管理；數據庫

0 前言

電阻焊是汽車白車身制造過程中應用最多的焊接方法，在底板、側圍、車頂、車門和車身總成等部分的焊裝中，都大量采用電阻焊工藝，據統計每一輛白車身上，大約擁有4 000～6 000個電阻焊點，所以點焊質量是衡量白車身質量的重要指標[1]。在實際的生產過程中，影響焊點質量的因素較多，包括焊接工藝、板材層數和厚度、零件結構、焊點間距、設備運行狀態、生產過程參數等，在出現焊點質量問題時，應從多方面加以分析[2-3]。隨著企業生產規模的擴大和生產過程的推進，以上信息呈現“爆炸性”增長，手工操作無法進行有效管理[4-5]。本研究針對以上問題，采用SQL Server和LabView作為開發工具，構建了焊裝車間信息管理系統，實現生產過程信息的集中管理，為產品質量分析提高基礎性的資源，不僅能夠提高企業的信息化管理水平，而且可以提高產品的生產效率和質量，同時降低企業的生產成本。

1 信息管理系統總體結構設計

需求分析是建立整個信息管理系統的起點，根據焊裝現場的特點和工藝流程，將信息管理系統分為四個部分，如圖1所示，各個模塊的功能如下：

圖1 生產信息管理系統總體結構

(1)設備信息管理模塊。實現設備靜態信息、點檢信息和設備運行故障信息的準確記錄和反饋，對設備的備件和耗材使用進行及時記錄，實現設備運行在生產過程的信息化管理。

(2)實時信息管理模塊。實現對點焊過程中的電參數(電網電壓、焊接電流、電極間電壓、導通角、觸發角、動態電阻等)的準確記錄和有序管理。通過對生產過程信息進行檢索和分析，了解生產設備運行狀態和產品的質量，并對出現的問題進行及時反饋。

(3)生產信息管理模塊。實現對生產現場各個工位的工件(零件和合件)信息、工藝規范信息、操作人員信息等進行有序管理，此部分是整個信息管理系統的有機組成部分，能夠真實反映生產過程的設計情況，為生產過程信息分析提供必要的資源。

(4)系統信息管理模塊。設定整個系統的使用權限，保證系統信息的安全性和一致性。另外根據系統的各種統計分析結果，實現各種報表的輸出功能。

2 數據模型設計

汽車焊裝生產過程信息模型設計涉及到多個部門信息的協調、配合和組織，主要任務是確定信息資源和信息活動。信息資源是指企業生產過程中所涉及的一切文件、圖表和數據信息等，主要包括生產信息和監控信息，生產信息也可稱為靜態信息，包括工件的結構、操作人員信息、設備靜態信息、工藝規范等。監控信息也稱為動態信息，主要是指在日常的維護過程中和正常的生產過程中獲得的信息，包括設備的點檢信息、監測的電參數信息、設備運行狀態信息等。總結以上內容，確定的數據表如表1所示。

表1 焊裝生產信息表

信息活動是指圍繞信息資源的形成、傳遞、記錄和分析過程而開展的信息活動，主要任務包括劃分信息的類別、確定信息之間的關系、對信息資源進行抽象、提取反映問題的特征值、確定特征值與反映的問題的聯系等。所以在確定數據庫各個數據表字段以后，還需要確定各個數據表之間的關系，應用E-R(Entity-Relation)對系統涉及到的實體和屬性，以及屬性之間的關系進行概念性描述。焊裝生產信息管理系統部分數據表的E-R模型如圖2所示，包括焊點信息與焊點工藝信息之間、焊點信息與工件之間的關系等。

3 信息管理系統應用程序設計

本系統軟件的編寫和開發采用圖形化編程工具LabView，采用圖形化編程方法，最大特點是不需要編寫代碼，只需設計程序的總體結構，然后調用LabView內部集成的相應模塊組成整個軟件系統，模塊之間以“線”連接，軟件在運行過程中通過線相互傳遞信息，數據庫采用SQL Server，兩者之間鏈接采用數據庫訪問標準接口ODBC(Open Database Connectivity)，用戶不需要考慮下層數據源連接的復雜性，直接通過操作界面就實現對數據信息的相關操作[6]。

根據圖1所示的系統總體結構，信息管理系統主要由系統信息管理、設備信息管理、工藝規范信息管理、實時參數信息管理、實時參數信息分析等組成，界面之間利用超鏈接的方式相互轉換。每一個子模塊都采用ODBC標準接口進行開發，其主要有以下幾個步驟：(1)創建數據源DSN(Data Source Names)，在ODBC設置對話框中選擇相應的驅動程序和輸入數據源名；(2)創建相應的SQL命令，命令采用SQL語言編寫，包括數據表的創建、刪除、數據插入、查詢等；(3)執行SQL命令；(4)數據操作；(5)斷開數據源連接以及錯誤操作的處理方法。

系統信息錄入主要有兩種方式：手工輸入和自動生成。手工輸入信息是指依靠操作人員通過人機界面輸入系統，數據項包括工位信息、焊接工藝信息、設備信息和工件信息等。工藝信息管理操作界面如圖3所示，其主要操作包括焊接工藝信息的設置、存儲、查詢、修改和參數預覽等。為了能夠解決焊裝生產現場焊接工藝多樣性的問題，系統提供“脈沖數”選擇下拉框，在設置之前，從下拉框中選擇相應的脈沖數(1、2、3)，如圖3所示，當選擇的脈沖數為2時，說明需要設置的焊接工藝規范具有兩個脈沖，即操作界面上“焊接循環3”的設置項自動消失。當一組焊接工藝錄入完成以后，用戶可以點擊“參數預覽”按鈕查看工藝規范曲線；點擊“添加記錄”按鈕，系統利用事件驅動的方式將設置的參數存入數據庫。

圖3 焊接工藝規范信息管理界面

自動生成信息是指通過通信網絡和計算機應用程序自動生成的信息，此類信息一般不需要人工干預，主要是指生產過程實時參數信息。點焊過程實時信息管理界面設計如圖4所示，當系統接收到下位數據采集系統傳遞的數據包以后，利用預定的算法對數據進行預處理，然后一方面將數據傳遞給相關模塊顯示參數的變化趨勢，另一方面系統將自動添加實時信息的關鍵字，將參數存入數據庫，為以后的信息分析提供基礎資源。

圖4 生產過程實時參數信息管理界面

數據的查詢和檢索功能采用基于SQL語言的多關鍵字復合查詢，用戶可以輸入不同查詢條件和利用查詢條件之間的關系，實現多個數據表之間的鏈接查詢。為了使用戶直觀了解查詢結果，將查詢結果以圖表的形式提供。圖5為工位信息查詢界面，允許用戶根據工位、合件名稱和焊鉗編號進行復合查詢，實現合件信息表、焊接工藝規范信息表、設備信息和操作人員信息表的聯合查詢。

4 結論

(1)在研究汽車焊裝車間過程信息管理系統總體結構的基礎上，確定了數據庫中各個數據的具體內容和相互之間的關系。

(2)采用LabView和SQL Server作為開發工具，開發了計算機信息管理系統，根據系統信息的分類，設計了不同用戶界面，通過頁面超鏈接的方式實現界面之間的相互轉換，方便用戶有序管理各類信息。

圖5 工位信息查詢界面

(3)利用ODBC數據庫標準接口實現操作界面與數據庫之間的無縫鏈接，用戶可以通過操作界面進行數據庫的維護。

[1]王 敏.電阻焊在汽車工業中的應用[J].電焊機，2003，33 (1)：1-6.

[2]尹孝輝，張忠典.點焊質量監控技術的發展與現狀[J].焊接，2002(2)：5-10.

[3]楊洪剛，張延松，陳關龍.工藝參數對板管間接點焊過程的影響[J].焊接學報，2007，28(5)：9-13.

[4]童彥剛，楊再貴，侯廷紅.焊接工藝智能數據庫系統的設計與實現[J].電焊機，2004，34(10)：21-25.

[5]曹 鍵，陳關龍.轎車車身點焊信息計算機管理系統的開發[J].機械制造，2004(42)：8-11.

[6]陳錫輝，張銀鴻.LabVIEW 8.20程序設計從入門到精通[M].北京：清華大學出版社，2011.

Building a database of information management system for automotive assembly and welding workshop

MEI Dong-sheng，ZHANG Zhong-dian，LI Dong-qing，WEI Yan-hong
(Harbin Institute of Technology，State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining，Harbin 150001，China)

Based on investigating the process flows and characteristics of manual welding production line in automotive assembly and welding workshop，the whole structures of information management system were designed，and the models and mutual relationships of data were defined.The graphical programming language LabView was adopted to develop operation interfaces of information management system，the ODBC technology is utilized to seamless connection between operation interfaces and database.The implement of system can improve the production efficiency and quality，at the same reduce production cost.

automotive assembly and welding workshop；information management；database

TG409

A

1001-2303(2011)12-0085-04

2011-05-25

梅冬勝(1981—)，男，江蘇人，博士，主要從事焊裝車間信息化監控和信息管理的研究工作。