焊缝缺陷分析管理系统及分析管理方法

摘要

焊缝缺陷分析管理系统及分析管理方法，涉及零件焊缝缺陷分析领域。该方法包括：基础信息的维护和管理；将工厂‑生产线‑产品‑工位‑左右焊接机器人‑焊缝号在生产管理模块中设置关联，将焊缝号与产品平面图设置标注关联；缺陷报修；缺陷返修确认；报修及缺陷信息统计；统计分析，包括：工厂综合分析、按焊缝统计缺陷、按工位统计缺陷、按缺陷类型统计缺陷、产品合格率和报废率统计、按班次统计和按废品损耗统计；统计预警；工厂缺陷分析和产品缺陷分析。本发明与现有技术相比，生产线末端到管理端信息响应提高30％，零件质量控制程度提高30％，零件生产质量提高30％，零件生产效率提高30％。

说明书

技术领域

本发明涉及零件焊缝缺陷分析技术领域，具体涉及焊缝缺陷分析管理系统及分析管理方法。

背景技术

各工厂生产线上零件返修的控制程度，直接影响到零件的质量。目前返修率的高低、返修水平的高低是很难直接通过数字化方式进行显示统计和管理的，由返修量引起的零件质量下降或在返修过程中又增加新的缺陷等情况，调度中心很难统计掌握并及时控制。

发明内容

为了解决现有在零件在加工过程中存在的返修率、返修水平无法直接通过数字化方式进行统计和管理、由返修量引起的零件质量下降或增加新的缺陷的问题，本发明提供一种焊缝缺陷分析管理系统及分析管理方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的焊缝缺陷分析管理系统，系统分布式应用而数据集中管理，包括数据库和WEB应用程序服务器；

生产管理模块，用于维护基础信息和统计分析；上传产品平面图并标注焊缝位置；统计所有产品焊缝缺陷情况，生成统计图形、报表并导出PDF文件；将所有焊缝缺陷信息进行集中管理、统计展示；利用工厂网络专线传输数据，并对所有产品返修状态进行查看；用于用户管理，按工厂-生产线-工位设置操作用户角色、工厂生产线工位权限及用户名称；工艺设置功能；

检修模块，采集百检工位的焊缝缺陷信息，所采集的焊缝缺陷信息自动保存到WEB应用程序服务器中共享；根据所采集的焊缝缺陷信息生成焊缝报警信息；查看和统计各个工位焊缝缺陷情况和产品返修状态；查看焊缝信息和缺陷类型；

领导驾驶舱模块，以大屏幕图形化方式显示工厂、生产线、工位、产品、焊缝缺陷数量及占比情况；按工厂和产品分别统计产品合格率情况；用于查看工厂内所有产品的焊线缺陷统计分析情况、单个产品的所有焊缝缺陷统计分析情况；用于查看来自检修模块的焊缝报警信息。

本发明的焊缝缺陷分析管理方法，采用上述的焊缝缺陷分析管理系统实现，主要包括以下步骤：

步骤一、基础信息的维护和管理；

步骤二、工艺设置，将工厂-生产线-产品-工位-左右焊接机器人-焊缝号在生产管理模块中设置关联，将焊缝号与产品平面图设置标注关联；

步骤三、缺陷报修；

步骤四、缺陷返修确认；

步骤五、报修及缺陷信息统计；

步骤六、统计分析，包括：工厂综合分析、按焊缝统计缺陷、按工位统计缺陷、按缺陷类型统计缺陷、产品合格率和报废率统计、按班次统计和按废品损耗统计；

步骤七、统计预警；

步骤八、工厂缺陷分析和产品缺陷分析。

进一步的，步骤一中，所述基础信息包括：工厂信息、产品信息、生产线信息、工位信息、焊缝信息、工艺设置信息、缺陷类型、报修及缺陷信息、排班信息和人员信息；

所述工厂信息包括：工厂名称、车型、生产线数、地址、联系人、电话信息；

所述产品信息包括：产品名称、产品识别码、规格型号、焊缝数、切割面、报修次数上限、产品平面图；

所述生产线信息包括：生产线名称、线体上产品、百检工位数、焊接工位总数、生产线负责人、联系电话；

所述工位信息包括：工位号、工位序号、工位报废单品损耗金额；

所述焊缝信息包括：焊缝号、焊缝名称、焊缝返修类型；

所述焊缝返修类型包括：允许返修、部分返修、不允许返修；

所述缺陷类型包括：咬边、裂纹、弧坑、气孔、断弧、焊偏、焊瘤；

所述排班信息包括：生产线-工位的排班人员信息；

所述人员信息包括：工厂内人员的基本信息。

进一步的，步骤二中，在新增工艺设置时，先选择工厂，然后选择生产线自动带出该生产线上的产品，再选择工位，最后选择焊缝；设置时生产线产品在工位上的焊缝号可多选，每个工位上的焊缝号不重复。

进一步的，步骤三的具体过程如下：

S3.1百检工位登录

百检工位人员登录到检修模块，检修模块自动显示百检工位人员所在的生产线信息、产品信息、工位信息、登录前的焊缝信息；

所述登录前的焊缝信息采用矩阵形式显示，默认显示工位号-焊缝号矩阵；所述焊缝返修类型采用不同颜色标注；

S3.2手工输入或扫码枪输入产品的识别码后，进行报修工作；若通过扫码枪输入产品的识别码后不进行任何操作，则再次通过扫码枪输入其他产品的识别码时，前一个产品自动保存为合格品；

S3.3选择一个焊缝号和对应的一个或多个缺陷类型，保存到临时缓存，经多次选择、保存后将之前已保存过的焊缝信息进行批量报修；

S3.4通过检修模块查看已标注焊缝信息的产品平面图，选择标注的焊缝信息和缺陷类型，保存到临时缓存，经多次选择、保存后将之前已保存过的焊缝信息和缺陷类型进行批量报修；

S3.5同一个产品识别码、同一个百检工位，多次报修时只保存最后一次的设置；

S3.6同一个产品识别码、不同的百检工位，多次报修时只保存最后一次的设置；

S3.7同一个产品识别码、同一个焊缝信息连续报修2次或累计报修5次时，则检修模块根据所收集的焊缝信息和缺陷类型生成焊缝报警信息，并进行预警提示；通过领导驾驶舱模块查看焊缝报警信息。

进一步的，步骤四的具体过程如下：

S4.1返修工位登录

返修工位人员登录到检修模块，检修模块自动显示返修工位人员所在的生产线信息、产品信息、工位信息、登录前全部工位的焊缝信息；

所述登录前全部工位的焊缝信息采用矩阵形式显示，默认显示工位号-焊缝号矩阵；所述焊缝返修类型采用不同颜色标注；

S4.2手工输入或扫码枪输入产品的识别码后，默认显示产品的报修及缺陷信息，选择对应的焊缝号，则在缺陷类型中自动显示其对应的缺陷信息；

S4.3通过检修模块查看已报修的产品平面图，产品平面图上显示焊缝信息，选择焊缝信息自动显示对应的缺陷类型；

S4.4选择缺陷类型，自动显示该缺陷类型对应的解决措施、措施提出时间、措施提出时间前一周焊缝缺陷数量及占比情况、措施提出时间后到目前为止焊缝缺陷数量及占比情况；

S4.5已报修的工位焊缝在返修工位检查无问题时，确认合格；

S4.6选择报废时，之前报修的工位焊缝信息和缺陷类型自动保存；

S4.7选择已返修时，自动将产品标注为返修合格状态。

进一步的，步骤五的具体过程如下：

S5.1百检-统计分析

(1)按缺陷统计

统计全部工位的全部焊缝缺陷信息，生成统计图形、报表并导出PDF文件；

(2)按返修状态统计

统计全部工位的焊缝缺陷报修的确认状态，分别为合格、报修、已返修、报废；

S5.2百检-焊缝信息

(1)焊缝查看

查看登录人员所在生产线上的工位信息和焊缝信息；

(2)缺陷类型查看

查看所对应的缺陷类型及解决措施；

S5.3返修-统计分析

(1)按缺陷统计

统计全部工位的全部焊缝缺陷信息，生成统计图形、报表并导出PDF文件；

(2)按返修状态统计

统计全部工位的焊缝缺陷报修的确认状态，分别为合格、报修、已返修、报废；

S5.4返修-焊缝信息

(1)焊缝查看

查看登录人员所在生产线上的工位信息和焊缝信息；

(2)缺陷类型查看

查看所对应的缺陷类型及解决措施。

进一步的，步骤六的具体过程如下：

S6.1工厂综合分析

按工厂和产品查询统计全部工厂生长线的产品合格率情况，按工厂、产品、时间段查询某个工厂的某个产品在某一段时间内的产品合格率情况；

S6.2按焊缝统计缺陷，按照每个焊缝按缺陷类型显示对应的缺陷数量；

S6.3按工位统计缺陷

按工位统计缺陷量，每个工位按左右焊接机器人分别显示缺陷数量；

S6.4按缺陷类型统计缺陷

按缺陷类型统计缺陷数量，每个缺陷类型按允许返修、部分返修、不允许返修的属性分别显示缺陷数量；

S6.5产品合格率和报废率统计

统计一个工厂全部产品的合格率和报废率趋势分析；

S6.6按班次统计

按工位和班次统计产品缺陷数，对比每个工位上不同班次焊接中的缺陷情况；

S6.7按废品损耗统计

按工位和班次统计产品报废率和报废个数，同时统计每个工位报废品损耗金额，与工位废品对应查看。

进一步的，步骤七的具体过程如下：

同一个产品识别码、同一个焊缝信息连续报修2次或累计报修5次时，则检修模块根据所收集的焊缝信息和缺陷类型生成焊缝报警信息，并进行预警提示；在检修模块中的百检工位和返修工位均能查看焊缝报警信息，领导驾驶舱模块同时能查看焊缝报警信息。

进一步的，步骤八的具体过程如下：

S8.1工厂分析

分析各个工厂的产品合格率情况，以折线图统计工厂的产品合格率，以3D柱图统计生产线-工位返修次数前5名，以雷达图统计产品缺陷占比情况，以柱状图分析全部产品的一次合格数、返修数、报废数，以柱状图分析全部工位的左右焊接机器人的一次成功数、返修数、报废数；

S8.2产品分析

以环形图分析产品中焊缝总数、有缺陷的焊缝数，显示产品信息，以数字和图形方式分析产品合格率；以柱状图按焊缝分析产品缺陷数及每个缺陷按缺陷类型的占比情况，以饼状图按缺陷类型分析缺陷占比情况。

本发明的有益效果是：

本发明采用物联网管理模式，通过人工或扫码枪扫描生产零件产品的二维码，采集流水零件产品信息到检测模块，进行焊缝缺陷检查报修及返修确认，最后各项分析数据采用图形化形式进行显示，具有一定的直观性，能够清晰显示各个分析数据，便于查看和管理，能够使管理者实时掌握和了解生产动态、零件产品的返修率等情况，便于决策，便于控制各个工厂生产线上零件返修的程度，降低报修及返修率，以提高零件的生产质量。

本发明的焊缝缺陷分析管理系统，通过生产管理模块、检修模块和领导驾驶舱模块能够实现更加直观的数据查看和分析功能，对于实现智能化、统一化、高效率化的焊缝缺陷分析管理提供了最为精准的分析管理方法。

本发明与现有技术相比，生产线末端到管理端信息响应提高30％，零件质量控制程度提高30％，零件生产质量提高30％，零件生产效率提高30％。

附图说明

图1为本发明的焊缝缺陷分析管理系统的结构组成框图。

图2为本发明的焊缝缺陷分析管理方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的焊缝缺陷分析管理系统，采用系统分布式应用而数据集中管理的模式，主要包括：数据库、WEB应用程序服务器、生产管理模块、检修模块和领导驾驶舱模块。

MES服务器主要用于存储系统运行中产生的各种数据。

生产管理模块，用于维护基础信息和统计分析；上传产品平面图并标注焊缝位置；统计所有产品焊缝缺陷情况，生成统计图形、报表并导出PDF文件；将所有焊缝缺陷信息进行集中管理、统计展示；利用工厂网络专线传输数据，并对所有产品返修状态进行查看；生产管理模块还包括用户管理功能，主要是按工厂-生产线-工位设置操作用户角色、工厂生产线工位权限及用户名称；另外，生产管理模块还具有工艺设置功能。

检修模块，采集百检工位的焊缝缺陷信息，所采集的焊缝缺陷信息自动保存到WEB应用程序服务器中共享；根据所采集的焊缝缺陷信息生成焊缝报警信息；查看和统计各个工位焊缝缺陷情况和产品返修状态；查看焊缝信息和缺陷类型；

领导驾驶舱模块，以大屏幕图形化方式显示工厂、生产线、工位、产品、焊缝缺陷数量及占比情况；按工厂和产品分别统计产品合格率情况；用于查看工厂内所有产品的焊线缺陷统计分析情况、单个产品的所有焊缝缺陷统计分析情况；用于查看来自检修模块的焊缝报警信息。

如图2所示，本发明的焊缝缺陷分析管理方法，主要包括以下步骤：

步骤一、基础信息的维护和管理；

其中，所说的基础信息主要包括：工厂信息、产品信息、生产线信息、工位信息、焊缝信息、工艺设置信息、缺陷类型、报修及缺陷信息、排班信息和人员信息；

所说的工厂信息主要包括：工厂名称、车型、生产线数、地址、联系人、电话信息；

所说的产品信息主要包括：产品名称、产品识别码、规格型号、焊缝数、切割面、报修次数上限、产品平面图；

所说的生产线信息主要包括：生产线名称、线体上产品、百检工位数、焊接工位总数、生产线负责人、联系电话；

所说的工位信息主要包括：工位号、工位序号、工位报废单品损耗金额；

所说的焊缝信息主要包括：焊缝号、焊缝名称、焊缝返修类型；

所说的焊缝返修类型主要包括：允许返修、部分返修、不允许返修；

所说的缺陷类型主要包括：咬边、裂纹、弧坑、气孔、断弧、焊偏、焊瘤等；

所说的排班信息主要包括：生产线-工位的排班人员信息；

所说的人员信息主要包括：工厂内人员的基本信息。

步骤二、工艺设置，主要是将工厂-生产线-产品-工位-左右焊接机器人-焊缝号在生产管理模块中设置关联，将焊缝号与产品平面图设置标注关联。在新增工艺设置时，先选择工厂，然后选择生产线自动带出该生产线上的产品，再选择工位，最后选择焊缝；设置时生产线产品在工位上的焊缝号可多选，每个工位上的焊缝号不重复。具体的设置是：

A、点表格{操作}列中的眼睛图标‘查看’可以查看设置信息，点小笔图标可‘编辑’设置信息，点删除图标可以删除设置信息。

B、表格中每行代表不同生产线工位上的关联设置，点表格上部分‘+新增’标签按钮，能新建工艺设置。

C、点表格{操作}列中小红旗图标设置焊缝号与产品图关联：弹出页面按照表格中所选行的生产线、显示工位及焊缝矩阵、显示生产线上产品图片，用鼠标拖拽焊缝号到产品图片某位置、放开鼠标自动保存设置，图片上显示一个绿色的圆点、标识已经设置成功，点选图片上的点、点图片下面的‘删除’按钮可以删除标记。

C1、一个产品有多张图片时，通过‘下一张’‘上一张’按钮切换查看。焊缝号特别多时、可以分别标注在多张图片上。通过点‘扩大’、‘缩小’按钮来对图片放大或缩小查看，用鼠标可以拖拽图片在方框范围内上下左右移动。

C2、在工位焊缝矩阵中，被标注过的焊缝颜色变暗，不能再选用。

C3、在表格中不同记录行、如果是同一生产线，打开的设置页面相同(工位号、焊缝号、产品图相同)。

C4、设置焊缝标注产品图，可以在触摸屏上通过图片焊点方式选择报修。

步骤三、缺陷报修，具体包括以下步骤：

S3.1百检工位登录

百检工位人员登录到检修模块，检修模块自动显示百检工位人员所在的生产线信息、产品信息、工位信息、登录前的焊缝信息；

所述登录前的焊缝信息采用矩阵形式显示，默认显示工位号-焊缝号矩阵；所述焊缝返修类型采用不同颜色标注；

S3.2手工输入或扫码枪输入产品的识别码后，进行报修工作；若通过扫码枪输入产品的识别码后不进行任何操作，则再次通过扫码枪输入其他产品的识别码时，前一个产品自动保存为合格品；

S3.3选择一个焊缝号和对应的一个或多个缺陷类型，保存到临时缓存，经多次选择、保存后将之前已保存过的焊缝信息进行批量报修；

S3.4通过检修模块查看已标注焊缝信息的产品平面图，选择标注的焊缝信息和缺陷类型，保存到临时缓存，经多次选择、保存后将之前已保存过的焊缝信息和缺陷类型进行批量报修；

S3.5同一个产品识别码、同一个百检工位，多次报修时只保存最后一次的设置；

S3.6同一个产品识别码、不同的百检工位，多次报修时只保存最后一次的设置；

S3.7同一个产品识别码、同一个焊缝信息连续报修2次或累计报修5次时，则检修模块根据所收集的焊缝信息和缺陷类型生成焊缝报警信息，并进行预警提示；通过领导驾驶舱模块查看焊缝报警信息。

步骤四、缺陷返修确认，具体包括以下步骤：

S4.1返修工位登录

返修工位人员登录到检修模块，检修模块自动显示返修工位人员所在的生产线信息、产品信息、工位信息、登录前全部工位的焊缝信息；

所述登录前全部工位的焊缝信息采用矩阵形式显示，默认显示工位号-焊缝号矩阵；所述焊缝返修类型采用不同颜色标注；

S4.2手工输入或扫码枪输入产品的识别码后，默认显示产品的报修及缺陷信息，选择对应的焊缝号，则在缺陷类型中自动显示其对应的缺陷信息；

S4.3通过检修模块查看已报修的产品平面图，产品平面图上显示焊缝信息，选择焊缝信息自动显示对应的缺陷类型；

S4.4选择缺陷类型，自动显示该缺陷类型对应的解决措施、措施提出时间、措施提出时间前一周焊缝缺陷数量及占比情况、措施提出时间后到目前为止焊缝缺陷数量及占比情况；

S4.5已报修的工位焊缝在返修工位检查无问题时，确认合格；

S4.6选择报废时，之前报修的工位焊缝信息和缺陷类型自动保存；

S4.7选择已返修时，自动将产品标注为返修合格状态。

步骤五、报修及缺陷信息统计，具体包括以下步骤：

S5.1百检-统计分析

(1)按缺陷统计

统计全部工位的全部焊缝缺陷信息，生成统计图形、报表并导出PDF文件；

(2)按返修状态统计

统计全部工位的焊缝缺陷报修的确认状态，分别为合格、报修、已返修、报废；

S5.2百检-焊缝信息

(1)焊缝查看

查看登录人员所在生产线上的工位信息和焊缝信息；

(2)缺陷类型查看

查看所对应的缺陷类型及解决措施；

S5.3返修-统计分析

(1)按缺陷统计

统计全部工位的全部焊缝缺陷信息，生成统计图形、报表并导出PDF文件；

(2)按返修状态统计

统计全部工位的焊缝缺陷报修的确认状态，分别为合格、报修、已返修、报废；

S5.4返修-焊缝信息

(1)焊缝查看

查看登录人员所在生产线上的工位信息和焊缝信息；

(2)缺陷类型查看

查看所对应的缺陷类型及解决措施。

步骤六、统计分析，主要包括：工厂综合分析、按焊缝统计缺陷、按工位统计缺陷、按缺陷类型统计缺陷、产品合格率和报废率统计、按班次统计和按废品损耗统计；

具体包括以下步骤：

S6.1工厂综合分析

按工厂和产品查询统计全部工厂生长线的产品合格率情况，按工厂、产品、时间段查询某个工厂的某个产品在某一段时间内的产品合格率情况；

S6.2按焊缝统计缺陷，按照每个焊缝按缺陷类型显示对应的缺陷数量；

S6.2.1趋势分析图显示：

按照日进行显示时，横轴为时间，显示一天的24小时；按照周进行显示时，横轴为时间显示一周的7天；按照月或时间范围在月以上进行显示时，横轴为时间，显示一年52周中当前月份所在的周；

按照上述显示方式以趋势分析图的形式显示全部焊缝缺陷趋势分析和单个焊缝缺陷趋势分析；

S6.2.2统计图和统计表显示：

按照柱状统计图的形式显示焊缝缺陷，每个柱显示焊缝缺陷总数和各个缺陷类型的缺陷数量，横轴为焊缝；

按照报表形式显示产品缺陷总数、焊缝缺陷总数、焊缝缺陷信息及产品返修状态；

S6.3按工位统计缺陷

按工位统计缺陷量，每个工位按左右焊接机器人分别显示缺陷数量；显示时按照S6.2.1和S6.2.2所述形式进行显示；

S6.4按缺陷类型统计缺陷

按缺陷类型统计缺陷数量，每个缺陷类型按允许返修、部分返修、不允许返修的属性分别显示缺陷数量；显示时按照S6.2.1和S6.2.2所述形式进行显示；

S6.5产品合格率和报废率统计

统计一个工厂全部产品的合格率和报废率趋势分析；显示时按照S6.2.1和S6.2.2所述形式进行显示；

S6.6按班次统计

按工位和班次统计产品缺陷数，对比每个工位上不同班次焊接中的缺陷情况；显示时按照S6.2.1和S6.2.2所述形式进行显示；

S6.7按废品损耗统计

按工位和班次统计产品报废率和报废个数，同时统计每个工位报废品损耗金额，与工位废品对应查看，显示时按照S6.2.1和S6.2.2所述形式进行显示。

步骤七、统计预警，具体包括以下步骤：

同一个产品识别码、同一个焊缝信息连续报修2次或累计报修5次时，则检修模块根据所收集的焊缝信息和缺陷类型生成焊缝报警信息，并进行预警提示；在检修模块中的百检工位和返修工位均能查看焊缝报警信息，领导驾驶舱模块同时能查看焊缝报警信息。

步骤八、工厂缺陷分析和产品缺陷分析，具体包括以下步骤：

S8.1工厂分析

分析各个工厂的产品合格率情况，以折线图统计工厂的产品合格率，以3D柱图统计生产线-工位返修次数前5名，3D柱图可用鼠标拖拽旋转查看效果，以雷达图统计产品缺陷占比情况，以柱状图分析全部产品的一次合格数、返修数、报废数，以柱状图分析全部工位的左右焊接机器人的一次成功数、返修数、报废数；鼠标在图形上可以滑动放大或缩小图形、拖拽左右移动图形；

S8.2产品分析

以环形图分析产品中焊缝总数、有缺陷的焊缝数，显示产品信息，以数字和图形方式分析产品合格率理想情况下，合格率+报废率＝100％，实际有未返修件的占比；以柱状图按焊缝分析产品缺陷数及每个缺陷按缺陷类型的占比情况，以饼状图按缺陷类型分析缺陷占比情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。