船舶建造焊缝无损检测信息管理系统的设计与实现

2021-09-07王鹏宇

造船技术 2021年4期

刘坚，王鹏宇，郭威，祁超

(上海船舶工艺研究所，上海 200032)

0 引言

在船舶建造过程中船体结构和管子的焊接工作量很大，焊接工艺根据材质、部位等因素各不相同，而手工焊接的工作比例较大，工人的焊接水平参差不齐[1]。无损检测(Nondestructive Testing, NDT)作为一种先进有效的检测手段已在船舶建造中广泛应用，但目前船舶企业对于NDT各环节均通过手工和Excel的方式进行管理，造成同一信息在不同环节重复输入、同一信息在不同环节不一致、前后信息传递不及时等问题，数据统计分析依靠人工处理不仅费时而且很难保证时效性和准确性，因此有必要建立一个NDT信息管理系统对船舶建造过程的焊缝质量进行全面管控[2-6]。

1 NDT业务分析

完整的NDT过程分为多个阶段，焊缝信息随着每个阶段不断地深化和完善，最终形成完整的数据流。典型的业务流程环节如下：

(1)设计部门根据船级社技术要求，结合设计模型，对需要检测的焊缝进行规划，确定相应的检测类型，生成NDT检测图和焊缝检测库。焊缝以分段、区域或系统为单位进行汇集，每条焊缝含有分段/系统号、焊缝标识号、材质、板厚、焊接方法、坡口和检测长度等设计信息，为后续报验提供基础数据。

(2)人力资源部维护每名焊工的个人信息和持证信息，为后续焊缝实名分析和追踪提供数据支撑。

(3)生产部门根据每天的生产情况，对完成的焊接工作进行报验，在焊缝检测库中选择需要报验的NDT类型，每条焊缝的焊接工人同时进入报验单，形成焊缝报验信息的追踪和焊缝的实名制。

(4)检测部门依据生产部门提交的报验信息去现场对焊缝进行相应的检测，录入相应的检测结果信息，形成焊缝由设计到检测的闭环。

(5)基于上述各环节产生的信息流，对各种数据进行统计分析，自动生成报表和检测报告，提交至相关部门或船级社。

2 系统设计

船舶建造NDT信息管理系统采用先进的浏览器-服务器结构(Browser-Server，B/S结构)，在该结构下用户通过浏览器及手机App对系统进行操作，较少部分事务逻辑在前端(Browser)实现，主要事务逻辑在服务器端(Server)实现。整个系统采用云平台技术，扩展性良好，分3层体系：基础设施即服务(Infrastructure as a Service，IaaS)层，平台即服务(Platform as a Service，PaaS)层，软件即服务(Software as a Service，SaaS)层。这种结构对客户端进行统一，将系统功能实现的核心部分集中至服务器，简化系统的开发、维护和使用，大幅减轻客户端微机载荷，减少系统维护与升级的工作量，降低用户的总体成本。系统框架如图1所示。

图1 NDT信息管理系统框架

(1)IaaS层。该层以云计算资源作为系统的基础资源层，可适应多个基地的并行运行、集团化管控，是整个平台的基础设施。云计算资源包括主机、存储、网络及其他硬件设备，是实现虚拟化服务集群(云计算)的基础资源，形成一个提供对应源头的池化管理(包括网络池、服务器池、存储池等)，同时通过云管理平台，提供智能安全平台的运行环境等基础服务。

(2)PaaS层。该层主要基于IaaS层提供统一的平台化系统支撑服务，包括基础组件层与业务组件层。主要服务包括统一权限管理、移动开发框服务、位置信息服务、数据服务、报表服务、消息服务等，这些基础服务满足云结构的部署方式，通过虚拟化、集群、负载均衡等技术提供云状态服务，并可根据需要随时定制及扩展。

(3)SaaS层。该层是平台对外提供的业务应用服务，依托移动互联网应用，对建造过程的质量实现生命周期的集中管控、大数据技术驱动的集团化管控，对质量管理的业务切分出若干单独的应用模块，形成若干质量管控的微服务。

后台服务是基于WebAPI搭建的一个微服务轻量级框架，为应用层提供数据服务支撑。WebAPI是网络应用程序接口，包含广泛的功能，可实现存储服务、消息服务、计算服务等能力，利用这些能力可开发出功能强大的Web应用。