Информационные технологии в электросварке – ключ к энергосбережению

Современный уровень развития вычислительной техники и программных средств расширили горизонты многих научных и технических направлений. Это, в частности, позволяет создавать системы, обеспечивающие интеллектуальную поддержку и облегчение труда конструкторов и технологов, сокращение сроков выполнения проектных работ, обеспечивает качество и конкурентоспособность сварных конструкций.

Этой теме посвящен доклад ученых ОХСП «Институт сварки и защитных покрытий» на семинаре «Сварка и родственные технологии» в программе Белорусского промышленного форума-2012.

Информационные технологии в сварке объединяют комплекс методов, программных и технических средств, ориентированных на решение определенных классов задач подготовки и изготовления сварных конструкций. Основными из них являются конструирование, технологическая подготовка, моделирование и управление процессами сварки.

         В Институте сварки разработан комплекс информационно-аналитических систем (ИАС), предназначенный для включения в состав корпоративных режимов предприятий с целью повышения их функциональности. С его помощью появляется возможность оперативно получать информацию, необходимую для принятия управляющих решений по качеству сварки и решать расчетные задачи по конструкторской и технологической подготовке производства.

По функциональному назначению в составе комплекса можно выделить две группы систем.  

         К первой группе отнесены информационно-расчетные системы, предназначенные для автоматизации решения расчетных задач, возникающих при проектировании технологии изготовления сварных конструкций:

         -определения технически обоснованных норм расхода сварочных материалов на наиболее распространенные  способы сварки;

         -расчета параметров режима дуговой сварки сталей, алюминия и алюминиевых сплавов, меди и медно-никелевых сплавов, титана и его сплавов;

         -расчета параметров режима контактной (точечной, шовной, рельефной) и стыковой сварки оплавлением (с подогревом и без подогрева) и  сварки сопротивлением;

         -определения длин сварных швов при сварке трубных заготовок различных диаметров, свариваемых под прямыми или острыми углами.

         -определения норм основного времени на выполнение сварки и вспомогательного, связанного со сваркой.

Ко второй группе систем отнесены информационно-справочные системы (ИСС), предназначенные для  конструкторско-технологической подготовки и принятия технически обоснованных проектных решений по выбору способа и режимов сварки, сварочного оборудования, свариваемых и сварочных материалов, типов сварных соединений. 

В свою очередь, ИСС обеспечивают решение следующих задач:

         –  создание и ведение баз данных и знаний (БД и З) предприятия по свариваемым и сварочным материалам, способам сварки, оборудованию, составу изделий, нормативным документам и др.;

         – оперативное получение требуемой информации из БД и З по запросу пользователя (конструктора или технолога);

         получение рекомендаций по выбору способа и режимов сварки, свариваемых и сварочных материалов;

         определение механических характеристик наплавленного металла шва (предел прочности шва, относительное удлинение, ударная вязкость, предел текучести металла шва).

Так, например, при выборе марки электрода, система обеспечивает вывод на экран следующей информации:

основное назначение, технические характеристики, включая производительность сварки и наплавки, типичные механические свойства металла шва при нормальной (кроме особо оговоренных случаев) температуре, типичный химический состав наплавленного металла и рекомендуемые режимы сварки, технологические особенности применения, условное обозначение электродов или обозначение электродов в документации, соответствие электродов зарубежным стандартам: американскому (AWS), международному (ISO), немецкому (DIN), принятую в соответствии с ГОСТ 9466-75 буквенно-цифровую структуру условного обозначения электродов, перечень сертификатов, подтверждающих качество электродов.

Сопоставление и выбор приемлемого решения остается за технологом.

Частью ИСС также являются созданные базы данных и знаний по свариваемым материалам (сталям и цветным металлам), в которой по каждой марке материала приведены: группа и оценка свариваемости, назначение, технологические свойства, химический состав, заменитель выбранной марки и другие сведения.

Как часть ЭС создана база данных и знаний по сварочным проволокам (сплошным металлическим, порошковым и порошковым самозащитным), защитным газам и флюсам.

         Системы  разработаны на основе принципов функциональности, модульности, интегрируемости и надежности, с использованием современных средств визуального объектно-ориентированного программирования и СУБД.  Каждая из систем имеет базу данных и знаний. Получение информации из базы может выполняться посредством выбора из меню (по заданным условиям) или по SQL-запросам. 

Системы построены по модульному принципу и состоят из универсальных модулей, не зависящих от типа производства и объектно-ориентированных модулей, учитывающих специфику конкретного предприятия. Каждая из систем комплекса оформлена в виде загрузочного модуля и имеет свою независимую от других базу данных и знаний.  Такой подход позволяет адаптировать и внедрять систему на различных промышленных и монтажных  предприятиях   при строительстве ответственных сварных конструкций. 

При работе с системами пользователю обеспечивается:

         -рационально организованный современный интерфейс, удобный для  работы и позволяющий  избежать ошибок при подготовке данных;

         -ввод, визуализация, контроль и возможность корректировки входной информации об элементах и узлах сварных конструкций;

         -интеллектуальная поддержка в процессе подготовки данных и в процессе расчетов;

         -возможность работы с несколькими системами в процессе подготовки текстовой технологической документации.

Значительный экономический эффект от внедрения систем достигается за счет сокращения в 5-10 раз трудозатрат на технологическую подготовку производства, снижения брака сварки и сокращения материальных затрат благодаря более точным, технически обоснованным расчетам. 

Перечисленные выше системы могут использоваться как автономно, так и в составе режимов технологической и конструкторской подготовки производства. Передача данных из одной системы в другую осуществляется через файлы или буфер обмена.

 К настоящему времени системы внедрены в  ОАО «Центроэнергомонтаж», ОАО «ГродноАзот», ОАО «Промтехмонтаж», ОАО «Ремспецстрой» и многих других, занимающихся строительством и ремонтом  ответственных сварных конструкций. Кроме этого они успешно используются в учебном процессе в высших и средних специальных  заведениях. республики.

Павел ЗАНКОВЕЦ,

кандидат технических наук,

заведующий отделом.

Геннадий ИВАНОВ,

кандидат технических наук,

ведущий научный сотрудник.

 Валентина ПРОНЧЕВА, научный сотрудник.

Обособленное хозрасчетное структурное подразделение «Институт сварки и защитных покрытий». г. Минск.