[发明专利]在焊接和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法

说明书

披露了在焊接和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法的实施例。在一个实施例中，系统包括服务器计算机和连接到所述服务器计算机的数据存储器。所述服务器计算机通过计算机网络从焊接系统接收焊接数据，所述焊接数据包括核心焊接数据和非核心焊接数据，所述焊接系统用于生成多个焊缝以产生同一类型零件的多个实例。所述服务器计算机对所述焊接数据执行分析，以对所述多个焊缝中的相同的单独焊缝进行标识和分组，而不依赖于作为所述分析的一部分的焊接轮廓标识号。一组相同的单独焊缝与同一类型零件的所述多个实例上的同一焊缝位置相对应。所述数据存储器从所述服务器计算机接收所述焊接数据，并将所述焊接数据数字地存储为被标识的和被分组的。

技术领域

本发明的实施例涉及与焊接和切割相关的系统和方法，并且更具体地涉及在焊接和切割中提供模式识别和数据分析的系统和方法。

背景技术

在竞争性的全球经济中，效率在车间层占主导地位，尤其是就设备整体效率而论。经营良好的制造车间关于保持成本受控制已经变得越来越警惕，同时在生产周期的所有方面努力达到更高的生产力和质量水平。焊接和切割操作也不例外。

任何焊接或切割工艺改进都需要基准测试和测量成功的能力。期望在不增加成本的情况下提高生产力。虽然一些人求助于如使实际工艺流线化的自动化方法和其他方法的这类工具，但允许对生产力和吞吐量进行评估和分析的更简单的工具可以对公司的成本具有巨大影响。

焊接和切割工业可以利用监控工具，这些监控工具使得任何联网的焊接或切割电源能够传输其性能数据。这些系统可以追踪度量并且提供下至由具体操作者在某次移动期间对特定焊机或切割机执行的单次焊接或切割的水平的分析，以便确立生产力基准、支持检修能力等等。

在过去的十来年时间里，解决方案一直发展，以帮助生产车间(fab shop)和制造商基于其需求和核心技术、以一种将详细视图递送到焊接或切割生产环境中的方式来开发定制的追踪解决方案。虽然这些程序中的最早程序在链接到特定电源的PC上运行并且没有远程追踪能力，但现今的一些系统已经扩展到有限桌面环境之外，并自动将数据移动到“云”中。这使得在几乎任何装置(无论它是膝上型计算机、智能手机还是或其他平板电脑)上从全球任何地方进行全天候生产监控的概念成为功能现实。

生产监控允许任何组织级别的用户查看关于每个焊机或切割机的相关实况信息并以高粒度级别分析性能。这些系统还有助于组织在生产线中的任何站点上追踪预防性维护活动和红旗焊接或切割相关问题，从而允许工程师在问题发生之前将其阻止。

虽然生产监控解决方案最初被设计为仅关注生产度量，但用户对记录保留和其他质量评定支持的需求在增长并开始扩展这些系统的功能。监控技术本身在持续发展，以包括对质量度量的关注。现在，质量追踪是任何良好的生产监控系统的特点。新工具可以可靠地评估在每个站点处创建的焊缝，并且虽然并不意图代替实际的质量保证测试方法，但它们提供了基准测试，该基准测试反映零件将合格与否的很大概率。

但是，这并不是过去几年中这些系统中唯一明显的发展。随着在多个地点都有设施的较大型公司采纳技术以及普遍的移动通信手段的增长，用户开始需要对用户甚至更加友好的某种东西，从而使得他们不仅能够在本地而且也能够在全球、从路上即时或在工厂的焊接或切割站点处从任何装置访问数据，而不依赖于公司自己的计算机服务器和内联网访问。

此外，当尝试使用高级机器学习(ML)算法分析收集的焊接或切割数据时，在对单独焊缝或切口的数据进行聚类时存在高的难度。这是困难的，因为从可追溯性的观点来看，焊接或切割数据常常未被标记。数据的来源是已知的，并且通常一种零件类型的零件号码易于记录，但是对零件上发生的焊接或切割的单独标识常常是未知的/未被标记的。另外，从聚类的观点来看，若干焊缝(或切口)可以容易地重叠，因为数据参数类似，但是需要将这些焊缝(或切口)分配到不同的簇中。