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焊接生产信息化与焊接工程应用软件的开发
摘要：在简述计算机技术在焊接生产信息化中的应用和发展、焊接工程应用软件的用途和分类的基础上，介绍了作者近年来参与开发的焊接生产专家系统、焊接结构件装（配）焊（接）计算机辅助工艺规划CA 系统和焊接生产质量信息管理系统等方面的部分焊接工程应用软件。并指出焊接工程应用软件有广泛的发展和应用前景。
关键词：焊接工程 应用软件 专家系统 计算机辅助工艺规划 信息管理系统
近20~30 年来，计算机技术在传统机械制造业中也获得了广泛的应用，如计算机辅助产品设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CA ）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助信息管理系统（MIS）、办公自动化（OA）等，将这些技术进行综合和集成，则构成计算机集成制造系统（CIMS）。
计算机技术的应用使传统机械制造业正在经历着一场革命，促使其向先进制造技术发展。从国家“863”和“九五”计划推进CIMS 和CAD 应用示范工程以来，我国在制造业信息化方面取得了相当进展。在此基础上，国家在“十五”期间提出了以“信息化带动工业化”的目标，由科技部组织实施制造业信息化关键技术研究及应用示范工程，以加快制造业信息化的进程。中国机械工业联合会于2002年9 月在北京召开了"机械工业企业信息化会议"，以进一步推进机械行业的企业信息化。
焊接技术作为机械制造业中必不可少的加工工艺，同样也经受信息化的巨大冲击。为促进计算机技术在焊接领域的应用，各国及国际焊接学会（IIW）已多次举行专门的学术会议。英国焊接研究所（TWI）在1986 年召开了“焊接中的计算机技术”（Computer Technology in Welding）的国际会议，至2003 年已召开了13 次会议。与此同时，美国焊接协会（AWS）、焊接研究所（AWI）和国家标准技术研究所（NIST）自1986 年开始也组织了类似的会议，2003年在奥兰多召开了第13 次会议。这些会议一般都包括专家系统、模拟与仿真、制造过程自动化、管理和教育软件等内容，近两年又增加了网络应用和集成制造等方面的内容。1988 年国际焊接学会（IIW）在维也纳召开的第41 届年会的大会主题就是“Computer in Welding Technology”。此后，在IIW 第Ⅻ专业委员会会议上几乎每年都有世界各国计算机在焊接领域的研究、应用以及焊接工程应用软件发展情况的报道。1994 年在北京召开的IIW 第47 届年会的大会主题报告题目为“信息时代的焊接”。另外，在IIW 第Ⅸ专业委员会中建立了“焊接数值分析”工作组。
中国焊接学会在1986 年建立了“数值模拟和CAD/CAM 研究组”，后改称为“计算机应用技术专业委员会（CAW）”。该专业委员会在1987、1988年两次召开学术讨论会，1989 年召开了“焊接专家系统”专题学术会议。1992 年、1996 年、2000 年、2004 年先后四次承办了中国焊接协会和焊接学会联合召开的全国“计算机在焊接中的应用技术交流会”。2001 年在第十次全国焊接学术会议上组织了“焊接与IT”专题讨论会。这些会议交流和讨论的内容反映了历年来国内许多学术单位和生产企业针对焊接研究和生产中的问题所开展的计算机应用和信息化方面的大量工作。
在焊接领域开展专家系统工作是从1985 年开始的，国际焊接学会（IIW）的统计资料表明：开展这方面研究开发工作的国家有中国、英国、美国、日本、德国、法国、丹麦、瑞典等，涉及工艺设计或工艺选择（包括焊接材料或焊接方法选择等）、焊接缺陷或设备故障诊断、焊接裂纹分析、焊接结构断裂评定、焊接结构疲劳性能分析、焊接预热和焊后热处理要求、焊接成本估算、实时监控、焊接CAD（疲劳设计、符号绘制等）、焊工考试以及焊接技术人员和焊工的教育与培训多媒体软件等方面。
许多国家自上世纪80 年代以来还建立了一些和焊接有关的数据库，例如焊接母材化学成分和性能数据库、焊接材料化学成分和性能数据库、焊接CCT 图库以及与焊接相关的标准和法规库等，并不断在更新、扩充。此外，德国亚琛工业大学焊接研究所开发的电子束焊、气体保护电弧焊和点焊模拟系统（E IM、MAGSIM、 OTSIM）可以方便地通过计算得到在特定焊接条件下焊缝的形状。
焊接界所关心的焊接生产信息化问题，除了包括一条优质焊缝形成过程的信息化以外，还包括焊接结构生产全过程的信息化。例如焊接结构件装焊计算机辅助工艺规划（WCA ）、焊接生产施工管理、焊接生产质量管理等。 2 焊接工程应用软件的用途和分类 焊接工程应用软件包括两种不同类型：一种是和焊接或切割设备直接有关的、基于微处理器的控制类应用软件；另