CN111070694B - 一种基于大数据的管道焊接质量监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的管道焊接质量监控方法及系统，其中，方法包括以下步骤：获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机；根据工程编号信息将焊工信息、焊机和工程关联至对应的工程监控模块；根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求；获取并发送待焊接管道接口的第一图片信息至工程监控模块，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求；获取并传输焊机的工作状态信息至工程监控模块；根据第二图像检测焊口是否合格。本发明通过工程监控模块，对焊接过程中的数据信息进行实时监控分析，提高焊接质量，防止出现焊接质量隐患；通过对数据存储，以备后期质量追踪，方便管理人员对焊接质量的管理，可广泛应用于管道焊接质量监控。

Description

一种基于大数据的管道焊接质量监控方法及系统

技术领域

本发明涉及管道焊接质量监控，尤其涉及一种基于大数据的管道焊接质量监控方法及系统。

背景技术

PE管道具有价格低、寿命长、耐腐蚀、施工方便等优点，在燃气行业中得到了广泛应用。PE的温度达到一定温度时会被熔化，在PE熔化时，施以规定的压力作用，使PE管焊接端相互融合，然后经保压冷却管材熔接成为一体。在进行PE燃气管道连接时，常使用数字电熔焊机或热熔焊机来完成对接工作。PE管道的焊接质量主要依靠数字焊机设定的过程参数来控制，同时也受到材料因素、设备因素、环境因素和人为因素的影响。

目前的主要做法是，通过在数字焊机中输入管材管件的信息，焊机按照设定参数进行焊接。实际施工过程中会有准备不充分的情况或其他原因影响焊接质量，主要有：1、PE焊工虽然都有取得PE焊工证，但存在少数焊工实际操作水平低下，不按规程进行操作的现象。2、热熔连接前未对焊口附近的管表面进行清洁、干燥处理，存在污染焊口，焊口质量不达标的风险。3、电熔焊接前未按规定划线、刮除氧化皮，存在焊接不到位的风险；4.焊接参数核对不认真，甚至不按管材工艺参数要求输入，造成焊口质量不合格。4、焊接参数核对不认真，甚至不按管材工艺参数要求输入，造成焊口质量不合格。5、未按要求检验焊口外观质量，对不合格焊口未作切除处理，留下焊口质量隐患。由于存在以上各种干扰因素，导致焊接质量仍存在不稳定因素，难以提高焊接质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于大数据、能够更加有效地监控管道焊接质量的方法、系统及装置。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，包括以下步骤：

获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机；

获取工程编号信息后，根据工程编号信息将焊工信息、焊机和工程关联至对应的工程监控模块；

获取待焊接管道的管道信息后，将管道信息传输并存储在工程监控模块内；

根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求，并在检测不符合时，发出更换待焊接管道信息，以及停止焊接操作，直至管道信息符合预设要求；

获取并发送待焊接管道接口的第一图片信息至工程监控模块，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求，并在检测不符合时，发送接口不合格信息，以及停止焊接操作，直至接口符合预设要求；

获取焊接参数后，根据焊接参数对待焊接管道进行焊接，以及获取并传输焊机的工作状态信息至工程监控模块；

根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块；

根据第二图像检测焊口是否合格，若合格，保存所有获取的信息；反之，发出重新焊接信息。

进一步，所述焊工信息包括焊工身份信息、指纹信息、焊接次数信息和失败次数信息。

进一步，还包括焊接成功率和焊接合格率的统计步骤，所述统计步骤具体为：

结合焊接次数信息和失败次数信息统计焊工的焊接成功率；

结合第二图像和预设的模板匹配模型统计单个焊口的焊接合格率。

进一步，所述获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机这一步骤，具体为：

获取焊工的指纹信息后，根据指纹信息开启焊机。

进一步，所述焊机为热熔焊机或电熔焊机。

进一步，所述工作状态信息包括焊接的电流信息、通讯信息和时间信息。

进一步，所述根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块这一步骤，具体包括以下步骤：

根据电流信息判断焊机是否工作异常，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

根据通讯信息判断焊机的通讯是否出现异常，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

根据时间信息判断焊接时间是否小于预设时间，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

检测到焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块。

进一步，还包括比对分析步骤，所述比对分析步骤具体为：

获取焊接失败的工作状态信息，并结合工作状态信息和预设的数据库进行对比分析后，获得对比分析结果。

本发明所采用的第二技术方案是：

一种基于大数据的管道焊接质量监控系统，包括：

焊机开启模块，用于获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机；

工程关联模块，用于获取工程编号信息后，根据工程编号信息将焊工信息、焊机和工程关联至对应的工程监控模块；

管道信息获取模块，用于获取待焊接管道的管道信息后，将管道信息传输并存储在工程监控模块内；

管道信息检测模块，用于根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求，并在检测不符合时，发出更换待焊接管道信息，以及停止焊接操作，直至管道信息符合预设要求；

接口检测模块，用于获取并发送待焊接管道接口的第一图片信息至工程监控模块，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求，并在检测不符合时，发送接口不合格信息，以及停止焊接操作，直至接口符合预设要求；

焊接模块，用于获取焊接参数后，根据焊接参数对待焊接管道进行焊接，以及获取并传输焊机的工作状态信息至工程监控模块；

焊接检测模块，用于根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块；

焊口检测模块，用于根据第二图像检测焊口是否合格，若合格，保存所有获取的信息；反之，发出重新焊接信息。

进一步，所述焊工信息包括焊工身份信息、指纹信息、焊接次数信息和失败次数信息。

本发明的有益效果是：本发明通过工程监控模块，对焊接过程中的数据信息进行实时监控分析，严格要求焊工按照标准进行焊接，提高焊接质量，防止出现焊接质量隐患；另外，通过对数据存储，以备后期质量追踪，方便管理人员对焊接质量的管理。

附图说明

图1是本发明一种基于大数据的管道焊接质量监控方法的步骤流程图；

图2是本发明一种基于大数据的管道焊接质量监控系统的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供了一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，包括以下步骤：

S1、获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机；

S2、获取工程编号信息后，根据工程编号信息将焊工信息、焊机和工程关联至对应的工程监控模块；

S3、获取待焊接管道的管道信息后，将管道信息传输并存储在工程监控模块内；

S4、根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求，并在检测不符合时，发出更换待焊接管道信息，以及停止焊接操作，直至管道信息符合预设要求；

S5、获取并发送待焊接管道接口的第一图片信息至工程监控模块，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求，并在检测不符合时，发送接口不合格信息，以及停止焊接操作，直至接口符合预设要求；

S6、获取焊接参数后，根据焊接参数对待焊接管道进行焊接，以及获取并传输焊机的工作状态信息至工程监控模块；

S7、根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块；

S8、根据第二图像检测焊口是否合格，若合格，保存所有获取的信息；反之，发出重新焊接信息。

在进行焊接施工前，由已经登记的焊工输入焊工信息，启动焊机，如果不是已经登记的焊工，则无法启动焊机，提高施工安全性。员工可以通过在焊机上输入自己编号启动焊机，或者通过输入指纹来开启焊机。开启焊机后，获取工程编号信息，其中，可以通过扫描工程编码条码输入工程编号信息，也可以通过手动输入工程编码号码输入工程编号信息，焊机将根据工程编号信息识别对应的工程监控模块，并将焊工信息和本焊机的基本信息关联至该工程监控模块内。焊工通过扫描待焊接管道上的追溯码获取管道信息，所述管道信息包括管径、材质、生产日期等信息，并通过焊机传输至工程监控模块。在工程监控模块中，根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求，比如检测材质、管径是否符合预设要求，生产日期是否超过有效期，如果超过有效期，是否补充了检验报告等。如果不符合预设要求，说明待焊接的管道存有问题，则直接终止焊接操作。

在焊接操作前，需要按照要求在待焊接管道的接口位置进行刮除氧化皮、清洁、划线等操作，并拍照上传至工程监控模块。在工程监控模块中，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求若不符合要求时，要求继续对接口进行刮除氧化皮和清洁处理等，直至符合要求为止；其中，图像检测过程中，可以采用人工检测检测，也可以采用图像智能识别功能进行检测。通过焊机输入焊接参数，所述焊接参数为管材焊接时焊机的工作参数，比如温度参数和工作时间参数等，根据焊接参数对待焊接管道进行焊接。焊接过程中，全程获取焊机的工作状态参数，并将工作状态参数发送至工程监控模块，在工程监控模块实时对焊接进行监控，防止出现焊接过程参数造假。当焊接结束后，获取焊口的第二图像信息，并发送至工程监控模块，根据第二图像信息检验焊口外观质量，如果不合格，则需要作切除处理，重新焊接。若焊接质量合格的，将整个焊接过程中记录获取的数据进行保存，以备后期质量追踪。

另外，通过统计焊接过程中各个部位发生不合格返回重新操作的概率，对于概率较高的步骤进行重点监控，改进焊接条件和方法，防止由于偷工减料导致焊接质量不合格的情况发生，提升焊接质量。统计各焊接步骤、施工环境、焊工、焊机等对焊接质量的影响，为提升焊接质量提供数据支撑，比如得出各种焊接环境(温度、湿度等)下的焊接合格率，以便得出最适合焊接的外部环境，为后续采用手段改善焊接环境以提高焊接质量。

通过上述方法，可以严格要求焊工按照标准要求进行焊接操作，避免不按规程进行操作的现象，对接口进行拍照审核，起到严格的监控作用，提高焊接质量；焊接过程中，实时监控焊接的工作状态，避免出现偷工减料导致焊接质量不合格的情况；最后通过拍照检测焊接质量，进行验收审核，提升了焊接质量。

其中，所述焊工信息包括焊工身份信息、指纹信息、焊接次数信息和失败次数信息。所述步骤S1具体为：获取焊工的指纹信息后，根据指纹信息开启焊机。通过采集指纹信息，避免焊工偷梁换柱，采用非专业的工人进行操作，提高施工安全性。

进一步作为优选的实施方式，还包括合格率统计步骤，所述统计步骤具体为：

结合焊接次数信息和失败次数信息统计焊工的焊接成功率；

结合第二图像和预设的模板匹配模型统计单个焊口的焊接合格率。

记录每个焊工的焊口焊接的成功率，对于合格率低于80％的焊工进行重点监控，控制由于焊工技能较低而造成的焊工质量不合格，如此更加有的放矢，提高监控效率，也可倒逼焊工提高焊接水平。另外，结合基于灰度的模板匹配算法，依据累计误差与阈值计算，统计单个焊口的焊接合格率，了解单个焊口的焊接情况，方便后期的管理工作。

其中，所述焊机为热熔焊机或电熔焊机。热熔焊接按焊机工作流程完成预热、吸热、加热板取出、对接、保压冷却等步骤。电熔焊接按照焊接设定流程，对接、通电加热、保压冷却等步骤。

其中，所述工作状态信息包括焊接的电流信息、通讯信息和时间信息，步骤S7具体包括以下步骤S71～S74：

S71、根据电流信息判断焊机是否工作异常，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

S72、根据通讯信息判断焊机的通讯是否出现异常，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

S73、根据时间信息判断焊接时间是否小于预设时间，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

S74、检测到焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块。

焊接开始工作至保压冷却完成的时间应不小于焊接参数设置时间。焊接过程出现停电、停机通讯中断等均判定为焊接失败。防止出现焊接过程参数造假，提高焊接质量。

进一步作为优选的实施方式，还包括比对分析步骤，所述比对分析步骤具体为：

获取焊接失败的工作状态信息，并结合工作状态信息和预设的数据库进行对比分析后，获得对比分析结果。

所述数据库为预先建立的数据库，该数据库收集了不同情况下焊机工作的工作参数，主要收集了由于焊机缺点导致焊接不合格主要类型的数据，例如焊机温度、压力达不到设定要求等。对焊接不合格的情况，与数据库进行比对，做大数据分析，并将焊接失败的详细结果呈现给焊接人员，如压力过大、温度过高等导致焊接失败。并在系统中进行提醒设备性能异常，需要维修维护。

如图2所示，本实施例还提供了一种基于大数据的管道焊接质量监控系统，包括：

焊机开启模块，用于获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机；

工程关联模块，用于获取工程编号信息后，根据工程编号信息将焊工信息、焊机和工程关联至对应的工程监控模块；

管道信息获取模块，用于获取待焊接管道的管道信息后，将管道信息传输并存储在工程监控模块内；

管道信息检测模块，用于根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求，并在检测不符合时，发出更换待焊接管道信息，以及停止焊接操作，直至管道信息符合预设要求；

接口检测模块，用于获取并发送待焊接管道接口的第一图片信息至工程监控模块，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求，并在检测不符合时，发送接口不合格信息，以及停止焊接操作，直至接口符合预设要求；

焊接模块，用于获取焊接参数后，根据焊接参数对待焊接管道进行焊接，以及获取并传输焊机的工作状态信息至工程监控模块；

焊接检测模块，用于根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块；

焊口检测模块，用于根据第二图像检测焊口是否合格，若合格，保存所有获取的信息；反之，发出重新焊接信息。

进一步作为优选的实施方式，所述焊工信息包括焊工身份信息、指纹信息、焊接次数信息和失败次数信息。

本实施例的一种基于大数据的管道焊接质量监控系统，可执行本发明方法实施例方法所提供的一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机；

获取工程编号信息后，根据工程编号信息将焊工信息、焊机和工程关联至对应的工程监控模块；

获取待焊接管道的管道信息后，将管道信息传输并存储在工程监控模块内；根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求，并在检测不符合时，发出更换待焊接管道信息，以及停止焊接操作，直至管道信息符合预设要求；

获取并发送待焊接管道接口的第一图片信息至工程监控模块，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求，并在检测不符合时，发送接口不合格信息，以及停止焊接操作，直至接口符合预设要求；

获取焊接参数后，根据焊接参数对待焊接管道进行焊接，以及获取并传输焊机的工作状态信息至工程监控模块；

根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块；

根据第二图像检测焊口是否合格，若合格，保存所有获取的信息；反之，发出重新焊接信息；

所述焊工信息包括焊工身份信息、指纹信息、焊接次数信息和失败次数信息；还包括焊接成功率和焊接合格率的统计步骤，所述统计步骤具体为：

结合焊接次数信息和失败次数信息统计焊工的焊接成功率；

结合第二图像和预设的模板匹配模型统计单个焊口的焊接合格率。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，其特征在于，所述获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机这一步骤，具体为：

获取焊工的指纹信息后，根据指纹信息开启焊机。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，其特征在于，所述工作状态信息包括焊接的电流信息、通讯信息和时间信息。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，其特征在于，所述根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块这一步骤，具体包括以下步骤：

根据电流信息判断焊机是否工作异常，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

根据通讯信息判断焊机的通讯是否出现异常，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

根据时间信息判断焊接时间是否小于预设时间，若是，判定焊接失败，并终止焊接操作；

检测到焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，其特征在于，还包括比对分析步骤，所述比对分析步骤具体为：

获取焊接失败的工作状态信息，并结合工作状态信息和预设的数据库进行对比分析后，获得对比分析结果。

6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的管道焊接质量监控方法，其特征在于，所述焊机为热熔焊机或电熔焊机。

7.一种基于大数据的管道焊接质量监控系统，其特征在于，包括：

焊机开启模块，用于获取焊工信息后，根据焊工信息开启焊机；

工程关联模块，用于获取工程编号信息后，根据工程编号信息将焊工信息、焊机和工程关联至对应的工程监控模块；

管道信息获取模块，用于获取待焊接管道的管道信息后，将管道信息传输并存储在工程监控模块内；

管道信息检测模块，用于根据管道信息检测待焊接管道是否符合预设要求，并在检测不符合时，发出更换待焊接管道信息，以及停止焊接操作，直至管道信息符合预设要求；

接口检测模块，用于获取并发送待焊接管道接口的第一图片信息至工程监控模块，根据第一图片信息检测接口是否符合预设要求，并在检测不符合时，发送接口不合格信息，以及停止焊接操作，直至接口符合预设要求；

焊接模块，用于获取焊接参数后，根据焊接参数对待焊接管道进行焊接，以及获取并传输焊机的工作状态信息至工程监控模块；

焊接检测模块，用于根据工作状态信息判断焊接是否成功，并在判定焊接成功后，获取并传输待焊接管道焊口的第二图像至工程监控模块；

焊口检测模块，用于根据第二图像检测焊口是否合格，若合格，保存所有获取的信息；反之，发出重新焊接信息；

所述焊工信息包括焊工身份信息、指纹信息、焊接次数信息和失败次数信息；

还包括焊接成功率和焊接合格率的统计步骤，所述统计步骤具体为：

结合焊接次数信息和失败次数信息统计焊工的焊接成功率；

结合第二图像和预设的模板匹配模型统计单个焊口的焊接合格率。

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