专利名称：自动化部件验证系统的制作方法
技术领域：
所公开主题涉及部件的独立自动化无损检查的系统和过程，以便验证与预定义性质的一致性。更具体来说，所公开主题涉及用于测试和分析部件以验证材料性质与预定义要求一致、从过程中去除不正确或非一致部件并且独特地标识经验证和/或非一致部件以及与 其相关的数据的自动化系统和过程。2.对现有技术的描述
一般来说，输入的部件和/或原材料在用于过程中之前经过检验，以便确保部件和/或原材料的性质具有可接受性质。在高压应用中，例如，管子、导管和/或其它管道由诸如从工厂提供的钢之类的材料组成。工厂通常证明部件和/或原材料具有预定义化学性质，具有预定义机械性质，和/或具有预定义结构完整性，以便确保对预计使用的适合性。这种证明通常采用各种测试来进行，例如通过采用涡流或超声装置进行测试来检测部件和/或材料中的缺陷或瑕疵。一旦完成并且经过证明，就采取工厂测试报告(Mill Test Iteport)的形式向买方提供证明。工厂测试报告用作部件和/或原材料的正式码证明(official codecertification)。在从工厂到达之后,部件和/或原材料一般部分地基于证明被盘存，并且在进入生产过程循环之前被存储。一般来说，检验员确保实际上检索具有某些性质的部件和/或原材料。如同任何人工交互一样，这些检验可遭受某种差错，例如无意地遗漏检验过程的步骤或者整个检验过程。虽然可存在具有某些重叠或冗余检查以防止非一致或不正确部件和/或原材料进入生产过程的质量和其它检验检查点，但是这些检查点的大多数也与人工交互相关。相应地，存在若干情形，其中具有非一致或有缺陷性质的部件和/或原材料可被选择并且引入生产过程中。情况包括例如选择对于预计用途不充分的部件或原材料(例如“错误”部件)、错放部件和/或原材料，使得它不会在过程中被发现和利用，或者来自另一个过程的过剩部件和/或原材料无意地用于另一个过程而不是返回库存或丢弃。其它示例问题情况包括例如
1.具有非一致化学组成但具有正确物理尺寸的部件和/或原材料无意地用于过程
中；
2.具有正确化学组成但具有非一致物理尺寸的部件和/或原材料用于过程中；或者
3.具有不充分硬度性质或尺寸缺陷、例如椭圆度、即不圆度状况的部件和/或原材料用于过程中。在此第一情况下(其中具有对于预计应用而言非一致的化学组成(例如由错误合金材料组成)的部件或原材料被使用，并且没有被检验过程检测到)，会产生部件的过早故障。例如，在先进循环蒸汽发生器或石油化工过程中，这种过早故障能够是高成本的，并且也许是灾难性的，从而对监视该过程的人员造成生命威胁事件。在第二情况下(其中具有非一致物理尺寸的部件、例如由壁厚尺寸过小的材料组成的部件)，也可能发生过早故障。在第三情况下(其中部件的非一致物理特性能够导致例如与不圆(out of round)管子关联的焊接过程的困难)，也会发生过早故障。类似地，其硬度对于预计过程而言不充分的部件可过早出故障。因此，如果不正确和非一致部件和/或原材料在生产循环或过程开始时没有被识别，则不正确和非一致材料可完全作为成品部件的一部分来制造，并且即使有的话也仅在成品部件的最终检验时检测到，从而引起原来的成品部件的高成本再加工或报废。另外，在生产过程中可存在使非一致性的检测更为困难的步骤。例如，管子、导管和/或管道常常通过喷丸处理(shot blasting)来进行表面清洁。清洁过程可去除所有表面标识标记。类似地，热处理能够烧掉表面标记。一旦这类表面标识符被去除，则管子、导管和/或管道的组成(例如化学和/或物理性质)的细微差异难以检测。例如，淬火铁素体 材料越来越多地用于高温应用中。仅根据其物理外观难以识别由这类材料所制成的管子。因此，已混淆由各种合金和碳钢所制成的部件。因此，非一致部件可能通过最终检验并且发货。相应地，期望用于部件的自动化无损测试和分析以验证性质与预定义要求的一致性、从过程中去除不正确或非一致部件并且独特地标识经验证和/或非一致部件以及与其相关的数据的改进系统和过程。
发明内容
按照本文所述的方面，提供用于鉴定部件是否合格的系统和方法。该方法包括接收部件；向部件指配独特标识符；在多个测试、测量和检验站中的一个或多个站来验证部件的性质以鉴定部件是否合格以供使用。验证步骤可包括通过视觉上观测和测量部件的性质；通过将所观测性质与性质的预定义物理性质进行比较；以及通过确定所观测性质与预定义物理性质之间的一致性，来验证部件的物理性质的至少一个。验证步骤还可包括通过测量组成部件的材料的元素组成；通过将所测量元素组成与性质的预定义组成性质进行比较；以及通过确定所测量元素组成与预定义组成性质之间的一致性，来验证部件的组成性质(compositional property)的至少一个。验证步骤还可包括通过测量部件的抗性性质；通过将所测量抗性性质与预定义抗性性质进行比较；以及通过确定所测量抗性与预定义抗性性质之间的一致性，来验证部件的抗性性质(resistance property)的至少一个。该方法还包括在数据存储器(data store)中记录至少一个所测量物理、组成和抗性性质以及比较和确定步骤的结果，并且采用独特标识符来标记该部件。在一个实施例中，该方法可包括接收描述部件的初始性质的信息，并且将所测量性质与预定义性质和初始性质之一或两者进行比较，以便鉴定部件是否合格以供使用。按照本文所示的另一方面，该系统包括接收站、控制段、多个测试/检验站、数据存储段和标记站。接收站接收部件。控制段包括处理器。多个测试/检测站各包括测量部件的物理性质、组成性质和抗性性质中的一个或多个性质的设备。处理器和设备合作将所测量性质与预定义性质进行比较，并且确定所测量性质与预定义性质之间的一致性，以便鉴定部件是否合格以供使用。数据存储段包括数据存储器，数据存储器接收并且存储部件的预定义性质、独特标识符和所测量性质。标记站包括采用独特标识符来标记部件的标记设备。在一个实施例中，接收站接收描述部件的初始性质的信息，并且处理器以及多个测试/检测站中的一个或多个站的设备合作将所测量性质与预定义性质与初始性质之一或两者进行比较，以便鉴定部件是否合格以供使用。通过以下附图和详细描述来举例说明上述及其它特征。
现在参照作为示范实施例的附图，图中相似单元被相似地编号。图I示出按照本文所公开的一个实施例的自动化部件验证系统。 图2示出按照本文所公开的一个实施例的验证系统的视觉测试站。图3示出按照本文所公开的一个实施例、标记有独特标识符的部件。图4示出按照本文所公开的一个实施例、突出验证系统所执行的测试的信息、数据和状态的报告。图5示出按照本文所公开的一个实施例、突出验证系统所执行的测试和/或进程的结果的报告。
具体实施例方式图I示出自动化部件验证系统100，自动化部件验证系统100认证部件和/或原材料的性质，包括例如材料或化学组成、诸如尺寸、圆度以及类似性质之类的物理性质、诸如硬度和对穿透、擦伤、磨损或磨蚀的抗性以及类似性质之类的结构性质或抗性性质，以便鉴定部件和/或原材料是否合格以用在生产过程中。如图I所示，验证系统100包括一般以120示出的控制段、一般以140示出的测试/检验段、一般以180示出的传输段、一般以190示出的数据存储段以及一般以210示出的标记段。各段120、140、180、190和210在操作上连接以处理在验证系统100处接收的一个或多个部件和/或原材料20。仅为了便于说明而不是要限制所公开主题，一个或多个部件和/或原材料在下文中称作要鉴定是否合格以用在工业过程中的管子(tube)、导管(pipe)或管道(conduit) 20。应当理解,处于本公开的范围之内的是，本文所述的验证系统100可单独地或者通过各种组合来处理其它部件和/或原材料。如图I所示，管子20由传输段180的材料传输设备182提供给测试/检验段140的接收站142。在一个实施例中，材料传输设备182包括例如输送带或者通过手动或自动控制进行操作的其它“驱动通过(drive-through)”或“推拉”类型传输装置。例如，控制段120的处理器122控制由传输设备182将管子20传输到接收站142以及测试/检测段140中的其它位置。备选地，处理器122可发信号通知操作人员通过常规方式将管子20人工传输到接收站142以及测试/检测段140中的其它位置。在又一个实施例中，材料传输设备182可提供将要在测试/检测段140中验证的管子20或其它部件和/或原材料的液体传输(liquid transport)。在一个实施例中，处理器122可实现为例如能够运行诸如来自 Microsoft Corporation (Redmond, WA (USA))的 Microsoft Windows 系列的操作系统、来自 Apple Computer (Cupertino, CA (USA))的 Macintosh 操作系统以及各种 Unix、例如来自Sun Microsystems 的 Sun Solaris 和来自 Red Hat, Inc. (Durham, NC(USA))的 Linux 其中之一之类的操作系统的独立或连网的通用计算机、工作站和便携计算装置，例如膝上型或平板计算机等。在接收站142，描述管子20的信息例如由操作人员输入到验证系统100或者否则由经授权人员响应对在耦合到处理器122的显示装置126处所呈现的用户界面124处的输入的请求提供给验证系统100。在一个实施例中，以预定批量或束、如束22来接收管子20。各束22具有在束22上提供(例如其上加标签或书写)或者作为伴随束22 (例如在同一货运集装箱等中)的文件提供的关联信息24。信息24包括每个管子20的特性和/或性质和/或束22作为整体的特性和/或性质，例如管子束标识码或编号、束22的管子的数量、束22和/或每个管20的重量等。信息24可包括管子20的性质，例如管子源所提供的管子20中每个相应管子的化学组成、物理尺寸、结构或抗性性质等，例如由供应管子20的工作所提供的上述工厂测试报告。
备选地，信息24可被提供给验证系统100，并且管子20的性质可由处理器122来检索。在一个实施例中，例如，处理器122接收经由用户界面124所提供的管子束标识码，并且访问数据存储段190的数据库194中的记录192。记录192包括与管子束标识码关联的管子20的性质。在一个实施例中，在接收管子束22之前、同时或前面(in advance of),接收记录192并将其存储在数据库194。在另一个实施例中，处理器122包括用于访问诸如内联网、外联网、因特网或类似通信网络之类的网络300的通信能力，以便从一般以310示出的一个或多个远距离地定位的处理系统和其中的数据源检索管子20的性质。在一个实施例中，远距离地定位的处理系统310包括提供了管子20的供应方(例如工厂)。在接收站142，管子20的性质最初由验证系统100来处理。在一个实施例中，处理器122向每个管子20指配独特管子标识号26。管子标识号26可由处理器122存储在与每个管子20关联的记录192上。在一个实施例中，管子20的性质包括材料组成、管状部件的内径和外径、重量等。如下面所述，信息24定义用于识别管子20的初始性质，初始性质后来也许会或者也许不会由验证系统100所执行的后续测试和检验进程来确认或宣告其无效。一旦确定初始性质，管子20就由材料传输设备182传递到预备站144。在预备站144，管子20的表面被预备或在146所执行的通过例如喷丸处理过程、砂纸打磨等清洁，为进一步测试、检验和分析做准备。清洁过程通常去除书写或以其它方式施加到管子表面的任何标识信息。测试、检验和分析过程这时在多个测试、测量和检验站150处进行，以便验证和确认管子20的性质对于使用而言是可接受的或将其宣告无效。例如，多个测试、测量和检验站150验证管子20 (如下面所述)的所测量或所观测性质与所述过程的预定义性质一致。多个测试、测量和检验站150包括视觉测试站152。视觉测试站152观测或测量并且确认、验证、认证管子20的例如物理性质或属性(例如尺寸)或宣告其无效。管子的物理性质可包括例如内径(ID)、外径(OD)、管状部件的同心度和/或圆度、壁厚和其它物理尺寸。在一个实施例中，基于管子20的视觉观测特性来计算一个或多个物理性质，例如，壁厚计算为所测量OD与ID之间的差。所测试物理性质的所产生测量、读数等由验证系统100存储。在一个实施例中，例如，包括管子20的初始性质的数据记录192由处理器122来访问，并被提供给视觉测试站152处的设备(V) 154。设备154可包括例如数字摄像机或光学摄像机、激光度量系统及相关处理器和部件，例如从Cognex Corporation (Natick,MA(USA))可得到的视觉系统。在图2所示的一个实施例中，视觉测试站400的摄像机402以与管子20通过视觉测试站400的行进路径404成预定义角度406安装在其上。在一个实施例中，预定义角度406相对于行进路径404大约为30度(30° )。以角度406来安装摄像机402的至少一个察觉到的有益效果在于，摄像机402的成角度观察点便于检测管子20的边缘以及更可靠地确定例如壁厚等。成角度安装还便于在管子20穿过行进路径404时使管子20通过摄像机402下方。一致数据值和非一致数据值由设备154记录。在一个实施例中，一致数据值表示在(设备154中预先定义或者提供给设备154的)所测量值与预定义值之间的容许偏差(例如容差范围)之内管子20的所测量物理性质与对于在所述过程或产品中使用而言是可接受的预定义性质的对应性。在另一个实施例中，一致数据值表示在(设备154中预先定义或者提供给设备154的)所测量数据值与初始数据值之间的容许偏差(例如容差范围)之内管子20的所测量物理性质与初始性质的对应性。在一个实施例中，处理器122在数据存储器194中创建新数据记录196，包括由视觉测试站152所确定的管子20的物理性质的所产生测量、读数等。新数据记录196可包括管子20的关联预定义可接受性质和初始性质(例 如在记录192上)的数据值的部分或全部，或者可包括对数据库194中存储的关联初始性质的引用、链接等(例如对记录192的引用)。相应地,初始性质(例如记录192)、预定义可接受性质以及视觉测试站152所确定的所产生测量和读数(例如记录196)中的一个或全部在验证系统100中是可用的。在一个实施例中，通过运用一个或多个预定义视觉测试进程，并且将所测量值与这些进程所定义的预定义可接受性质进行比较(其中具有以及没有也由这些进程定义的实际值与必要值之间的容许偏差(例如容差范围))，来确定一致数据值和非一致数据值。基于这些进程以及性质的所测量值与性质的初始值和预定义可接受性质的必要值之一或两者的比较，一个或多个管子20按照预定义视觉测试进程可“通过”或者“未通过”。在一个实施例中，处理器122向操作和/或监视放置在视觉测试站152的设备154的人员提供视觉测试进程。这些进程可包括要执行的一个或多个步骤、要测量的性质以及预定义的必要数据值及其范围。在一个实施例中，处理器122监视在视觉测试站152的操作，以便确保完成视觉测试进程的每个步骤，或者如果不执行，则授权并记录该不执行。在一个实施例中，一个或多个初始性质(例如来自记录192的数据)、由视觉测试站152取得的物理性质的所产生测量和读数(例如在一个或多个步骤所执行的实际测量)以及来自测试进程的预定义可接受性质的预定义必要值或值的范围存储在记录196上并且是在验证系统100中可用的。如图I所示，一个或多个管子20可能“未通过”在视觉测试站152的测试进程。“未通过”测试进程的管子-以下称作管子20f -在例如视觉测试站152的输出端156处被导向生产线外。在一个实施例中，可在输出端156更密切地检查(例如由专业人员人工检查)、再加工或者以其他方式处理这些未通过管子20f，以便确定它们是可与生产过程配合使用、返回到向验证系统100提供这些未通过的管子20F的源还是丢弃。在一个实施例中，更新记录196以反映人员在检查、再加工或以其他方式处理管子20f时所记录的任何信息、数据或状态。“通过”在视觉测试站152处执行的测试进程的管子20 -以下称作管子20P -由材料传输设备182导向多个测试、测量和检验站150中的额外站。在一个实施例中，通过的管子(例如管子20P)和未通过的管子(例如管子20f)至少之一基于例如管子与预定义性质一致或不一致的程度来分等级。使用的一个或多个合格证明(qualification)可基于管子20在其它管子20之中的总评分。例如，等级较高的管子或等级最高的管子20可用于更关键或敏感过程中，例如在高压等之下进行的过程中。类似地，等级较低或最低的管子20可用于较不关键过程中或者用在组件上或过程中更易于进行和接受更经常更换的位置。通过视觉测试站152处的进程的管子20P被传递到多个测试、测量和检验站150的材料识别站162。材料识别站162测量和确认、验证、认证例如管子20P的组成性质(例如化学和材料组成)或宣告其无效。管子的组成性质可例如通过谱分析来确定。所测试组成性质的所产生测量、读数等由验证系统100存储。在一个实施例中，例如，包括管子20的初始性质的数据记录192由处理器122来访问，并被提供给材料识别站162处的设备164。设备164可包括例如一个或多个正面材料识别(positive material indentification, PMI)装置，例如来自 Innov-X Systems, Inc. (Woburn,MA(USA))的手持 x 射线突光(HHXRF)装 置。在一个实施例中，设备164 (例如HHXREF装置)测量管子20P的材料的元素组成，以便验证与管子20的初始性质和/或来自材料识别站162的测试进程的预定义必要值或值的范围的一致性和/或宣告其无效，下面进行描述。一致数据值和非一致数据值由设备164确定。在一个实施例中，一致数据值表示在(设备164中预先定义的或者提供给设备164的)所测量性质与预定义性质之间的容许偏差(例如容差范围)之内管子20的所测量组成性质与对于在所述过程或产品中使用而言可接受的预定义性质的对应性。在另一个实施例中，一致数据值表示在(设备164中预先定义或者提供给设备164的)容许偏差(例如容差范围)之内管子20的测量组成性质与初始性质的对应性。在一个实施例中，处理器122在数据存储器194中创建新数据记录198，包括在材料识别站162处测试的管子20P的组成性质的所产生测量、读数等。新数据记录198可包括管子20P的关联预定义可接受性质和初始性质(例如在记录192上)的数据值的部分或全部、由视觉测试站152所取得的物理性质的所产生测量和读数(例如记录196)，或者可包括对数据库194中存储的关联记录的引用、链接等等。相应地，预定义可接受性质、初始性质(例如记录192)、由视觉测试站152所取得的物理性质的所产生测量和读数(例如记录196)以及由材料识别站162所取得的组成性质的所产生测量和读数(例如记录198)中的一个或多个在验证系统100中是可用的。在一个实施例中，通过运用预定义材料识别测试进程，并且将性质的实际测量值与测试进程所定义的预定义可接受性质的必要值进行比较，其中具有以及没有这些进程所定义的所测量值与必要值之间的容许偏差(例如容差范围)，来确定一致数据值和非一致数据值。例如，设备164(HHXREF装置)可被预先加载或编程有用于检测已知合金(例如其谱分析)的信息。基于这些进程以及性质的所测量值与性质的初始值和预定义可接受性质的必要值之一或两者的比较，一个或多个管子20P按照预定义材料识别测试进程可“通过”或者“未通过”。在一个实施例中，处理器122向操作和/或放置在材料识别测试站162处的设备的经授权人员提供材料识别测试进程。这些进程可包括要执行的一个或多个步骤、要测量的性质以及预定义必要数据值及其范围。在一个实施例中，处理器122监视在材料识别测试站162处的操作，以便确保完成材料识别测试进程的每个步骤，或者如果不执行，则授权和记录该不执行。再一次，在一个实施例中，通过的管子(例如管子20,,')和未通过的管子(例如管子20 /)至少之一基于例如管子与预定义性质一致或不一致的程度来分等级。使用的一个或多个合格证明可基于这些管子在其它管子20之中的总评分。如图I所示，在材料识别测试站162处“未通过”进程的管子20P -以下称作2<V-例如在输出端166被导向生产线外。在一个实施例中，可在输出端166更密切地检查(例如由专业人员人工检查)、再加工或者以其他方式处理这些未通过的管子20/，以便确定它们是可与生产过程配合使用、返回到向验证系统100提供这些未通过的管子20/的源还是被丢弃。在一个实施例中，更新记录198以反映人员在检查、再加工或以其他方式处理管子》V时所记录的任何信息、数据或状态。“通过”材料识别站162处的进程的管子-以下称作管子2<V -由材料传输设备182导向多个测试、测量和检验站150中的额外站。例如，通过材料识别测试站162处的进程的管子皮传递到多个测试、测量和检验站150的材料抗性测试站172。材料抗性测试站172测量和确认、验证、认证例如允许材料耐受擦伤、变形等的材料的抗性性质(例如管子2IV的硬度、抗张强度等)，或宣告其无效。 所测试抗性性质的所产生测量、读数等由验证系统100存储。在一个实施例中，例如，包括管子20的初始性质的数据记录192由处理器122来访问，并被提供给材料抗性测试站172处的设备174。设备174可包括例如来自Zwick Roell (Kennesaw, GA (USA))的自动化硬度测试装置，以便测量管子SV的硬度。例如，清洁每个管子20/的区域，并且自动化硬度测试装置174指向下(index down)、接触该区域以及感测或测量所述管子的硬度。如同上述测试和测量进程一样，一致数据值和非一致数据值由设备174来确定。在一个实施例中，一致数据值表示在(设备174中预先定义或者提供给设备174的)所测量性质与初始性质之间的容许偏差(例如容差范围)之内管子20的所测量抗性性质与对于用在所述过程或产品中而言可接受的预定义性质的对应性。在另一个实施例中，一致数据值表示在(设备174中预先定义或者提供给设备174的)所测量性质与初始性质之间的容许偏差(例如容差范围)之内管子20的所测量抗性性质与初始性质的对应性。在一个实施例中，处理器122在数据存储器194中创建新数据记录200，包括在材料抗性测试站172处测试的管子2iV的抗性性质的所产生测量、读数等。新数据记录200可包括管子2〖V的关联预定义可接受性质和初始性质(例如在记录192上)的数据值的部分或全部、由视觉测试站152取得的物理性质的所产生测量和读数(例如记录196)、由材料识别站162取得的组成性质的所产生测量和读数(例如记录198)、或者可包括对数据库194中存储的关联记录的引用、链接等。相应地，预定义可接受性质和初始性质(例如记录192)、由视觉测试站152所取得的物理性质的所产生测量和读数(例如记录196)、由材料识别站162所取得的组成性质的所产生测量和读数(例如记录198)以及由材料抗性测试站172所取得的抗性性质的所产生测量和读数(例如记录200)中的一个或多个在验证系统100中是可用的。在一个实施例中，通过运用预定义材料抗性测试进程，并且将性质的所测量数据值与所定义可接受性质的预定义必要数据值进行比较，其中具有以及没有这些进程所定义的所测量数据值与必要数据值之间的容许偏差，来确定一致数据值和非一致数据值。基于这些进程以及性质的所测量值与性质的初始值和可接受性质的必要值之一或两者的比较，一个或多个管子20/按照预定义材料抗性测试进程可“通过”或者“未通过”。在一个实施例中，处理器122向操作和/或放置在材料结构测试站172的设备174的经授权人员提供材料抗性测试进程。这些进程可包括要执行的一个或多个步骤、要测量的性质以及预定义必要数据值及其范围。在一个实施例中，处理器122监视在材料抗性测试站172的操作，以便确保完成材料抗性测试进程的每个步骤，或者如果不执行，则授权和记录该不执行。如上所述，在一个实施例中，通过的管子(例如管子20P”)和未通过的管子(例如管子20F”)至少之一基于例如这些管子与预定义性质一致或不一致的程度来分等级。使用的一个或多个合格证明可基于总评分。在一个实施例中，在一个或多个管子20可组合在例如组件中的情况下，一个或多个管子的评分可求和并且合计，以便提供的分等级适合对于某些使用鉴定该组件是否合格。例如，等级高的组件可用于关键或敏感度高的应用或过程中，而等级较低的组件可用于较不关键的应用或者组件的更换更容易的位置中。如图I所示，“未通过”在材料抗性测试站172处进程的管子2iV -以下称作20p”-例如在输出端176被导向生产线外。在一个实施例中，可在输出端176更密切地检查(例如由专业人员人工检查)、再加工或者以其他方式处理这些未通过的管子20f”,以便确定它们是可与生产过程配合使用、返回到向验证系统100提供这些未通过的管子20F”的源 还是丢弃。在一个实施例中，更新记录200以反映人员在检查、再加工或以其它方式处理管子20F”时所记录的任何信息、数据或状态。“通过”在材料抗性测试站172处的进程的管子-以下称作管子20广-可由材料传输设备182导向多个测试、测量和检验站150中的额外站。一旦在多个测试、测量和检验站150处的进程已经完成，由验证系统100所接收的管子20就已分类为具有与过程的预定义要求一致的性质、属性和/或特性的第一管子集合212、例如管子20/’ (例如合格以用在该过程中的管子)以及包括例如管子20f、20f’和20/’、具有与该过程的预定义要求不一致的性质、属性和/或特性的第二管子集合214(例如当前不合格以用在该过程中的管子)。在一个实施例中，一致管子和非一致管子的集合212和214之一或两者被导向验证系统100的标记站210。在标记站210，一致管子和/或非一致管子由处理器122采用独特标识来标记。例如，处理器122发起标记过程，以便在每个管子20上标记或以其它方式呈现管子标识号26。在图3所示的一个实施例中，标记进程包括例如由在预定的位置或者在沿管子20的长度的各种位置执行点针(dot peen)过程的设备216向管子20施加作为二维(2D)机器可读条形码、人类可读字母数字码等标识格式的独特标识、例如管子标识号26。在一个实施例中，点针设备216以环形配置压印各管子20的OD大约小于O. 006英寸(O. 152 mm)的深度，以便避免对管子产生可构成材料故障的压力。在一个实施例中，标记过程由来自SIC Marking Corp. (Allison Part, PA (USA))的点针标记系统来执行。在另一个实施例中，标记过程可包括其它设备，例如喷墨打印或类似的涂布系统(painting system)。一旦标记，一致管子、例如管子20P”就可从标记站210直接传递到所述生产过程、产品或者其中管子20^可被放入库存以等待后续在该过程或产品中使用的区域250。如本文所述，在一个实施例中，处理器122监视和控制通过验证系统100的进度。相应地，处理器122例如经由数据总线128或者包括设备的部件之间的有线连接和无线连接的其它通信装置在操作上耦合到在每个相应测试/检验段140处的设备146、154、164、174、182和216。在一个实施例中，处理器122经由在显示装置126的用户界面124或者诸如打印机或电子消息传递系统之类的类似输出装置上提供的报告或显示向例如操作员、管理员或者关注系统100的执行的其他人员呈现在验证系统100中执行的操作和进程的各种信息、数据和状态。在一个实施例中，所述报告和显示可提供在测试/检验段140处进行的一个或多个进程的状态(例如“通过”或“未通过”)。例如，如图4所示，用户界面124可呈现日志或报告500，从而提供未决的和/或被执行的测试和/或进程502的正进行状态、成功完成的进程、所测量数据值与初始数据值504、完 成被执行的过程中进程的估计时间、一系列进程的执行的完整时间估计或部分时间估计等。如图5所示，用户界面124可呈现报告600，从而提供用于测量和比较管子20的性质的进程的结果。例如，在610，在报告600中呈现材料识别测试进程(例如谱分析)的测量值。在620，呈现所测量值与初始性质或预定义可接受性质的必要值的一个或两者的比较的结果。在630，呈现材料识别测试进程的所确定“通过”或“未通过”判定(例如“完全匹配”确定)。应当理解，上述多个测试、测量和检验站150中的一个或多个可包括与报告600相似的报告。
在一个实施例中，处理器122监督并且确定验证系统100中的下列准则。I)如果将要在测试进程期间使用设备，则例如确定测试启用/禁用条件。2)确定设备是否可用于执行其任务，例如发起和监视子部件诊断。3)例如通过将操作指令或控制数据值加载到设备，来配置在一个或多个测试/检验站140处执行测试/检验进程所需的设备。4)发起测试/检验进程。该发起可包括例如向测试/检验站140之一处的操作员和/或站提供该进程的步骤和/或激活预先建立的测试进程。5)在执行进程时监视设备的性能，确定和/或解决常规延迟或错误，例如设备“忙”信号或“超时”条件。6)监视整个进程的执行，并且确定进程中的各任务已成功完成或者在系统100中已经以其它方式得以解决。7)从设备提供和/或检索测试数据值。8)针对预计值(例如初始性质和/或容差)来认证测试数据值，并且发起“通过”/ “未通过”进程。9)将状态信息、进程中和最终测试数据值存储在数据存储器194中。相应地,本文所述的自动化验证系统100的一些察觉到的优点和有益效果包括例如提供
I)用于例如在接收到部件和/或原材料时同时执行测试/检验进程的集成环境，以便提供时间和成本节省。2)用于确保应用测试/检验进程中的相容性的环境，使得一致性确定能够以对人工交互的较小依赖性以及因而引入无意出错或测量变化的较小机会来进行。3)在生产过程中尽可能迅速地捕获部件和/或原材料的性质的重要数据值的环境。所捕获数据值提供在制造或生产过程之后可引用的部件和/或原材料的存档或历史，以便例如调查操作阶段期间的问题或缺陷或者鉴定性能测量是否合格/对性能测量进行定量。
除非另加说明，否则本文所公开的所有范围是包含端点以及其中的所有中间点的并且是可在端点以及其中的所有中间点组合的。本文中的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、量或重要性，而是用来区分一个元件与另一个元件。本文中的术语“不定冠词a”和“不定冠词an”并不表示数量的限制，而是表示存在至少一个引用项。由“大约”所修饰的所有数值包含准确数值，除非另加说明。虽然已经参照各个示范实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，可进行各种变更，并且等效方案可替代其中的元件，而没有背离本发明的范围。另外，可对 本发明的示教进行许多修改以适合具体情况或材料，而没有背离其本质范围。因此，本发明并不打算局限于作为考虑用于执行本发明的最佳模式而公开的具体实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求书的范围之内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于鉴定部件是否合格的方法，所述方法包括 接收部件； 由处理器向所述部件指配独特标识符； 在多个测试、测量和检验站中的一个或多个处验证所述部件的性质，以便鉴定所述部件是否合格以供使用，所述验证步骤包括下列至少一个 通过在视觉测试站处在视觉上观测所述部件的性质，通过将所观测性质与所述性质的预定义物理性质进行比较，并且通过确定所观测性质与所述预定义物理性质之间的一致性，来验证所述部件的物理性质； 通过在材料识别站测量组成所述部件的材料的元素组成，通过将所测量元素组成与所述性质的预定义组成性质进行比较，并且通过确定所测量元素组成与所述预定义组成性质之间的一致性，来验证所述部件的组成性质；以及 通过在材料抗性测试站测量所述部件的抗性性质，通过将所测量抗性性质与所述性质的预定义抗性性质进行比较，并且通过确定所测量抗性与所述预定义抗性性质之间的一致性,来验证所述部件的抗性性质； 在数据存储器中记录所述至少一个所测量物理性质、组成性质和抗性性质以及所述比较和确定步骤的结果；以及 在标记站采用所述独特标识符来标记所述部件。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述方法还包括通过所述处理器的控制，在所述多个测试、测量和检验站中的每个站与所述标记站之间自动传输所述部件。
3.如权利要求I所述的方法，其中，所述接收步骤还包括在所述数据存储器中记录所述部件的所述预定义性质。
4.如权利要求I所述的方法，其中，所述组成性质包括所述部件的元素组成。
5.如权利要求I所述的方法，其中，所述抗性性质包括所述部件的材料硬度和抗张强度中的一个或多个。
6.一种用于鉴定部件是否合格的系统，包括 接收站，接收部件； 控制段，具有处理器，所述处理器向所述部件指配独特标识符； 多个测试/检验站，耦合到所述控制段，所述多个测试/检验站包括测量所述部件的物理性质、组成性质和抗性性质中的一个或多个性质的设备，所述处理器和所述设备合作将所测量性质与预定义性质进行比较并且确定所测量性质与所述预定义性质之间的一致性，以便鉴定所述部件是否合格以供使用； 数据存储段，耦合到所述控制段，所述数据存储段具有数据存储器，所述数据存储器接收并且存储所述部件的所述预定义性质、所述独特标识符和所测量性质；以及 标记站，耦合到所述控制段，所述标记站具有采用所述独特标识符来标记所述部件的标记设备。
7.如权利要求6所述的系统，还包括耦合到所述控制段的传输段，所述传输段具有耦合到所述处理器并且由所述处理器来控制的材料传输设备，以便从所述接收站、所述多个测试/检验站和所述标记站传输所述部件以及在所述接收站、所述多个测试/检验站和所述标记站之间传输所述部件。
8.如权利要求6所述的系统，其中，所述处理器和所述设备合作将所述部件的所测量性质与所述预定义性质和初始性质中的至少一个进行比较，并且值的偏差在容差范围之内，以便确定所述部件的一致性以及鉴定所述部件是否合格以供使用。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述控制段还包括耦合到所述处理器的输出装置，所述输出装置呈现所述多个测试/检验站处的操作的信息、数据和状态。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述输出装置呈现“通过”和“未通过”至少之一的状态，以便指示所述部件一致并且合格以供使用。
11.如权利要求6所述的系统，其中，在所述多个测试/检验站处的所述设备包括用于测量所述部件的材料的元素组成的系统。
12.如权利要求6所述的系统，其中，在所述多个测试/检验站处的所述设备包括用于测量所述部件的材料硬度和抗张强度至少之一的系统。
全文摘要
本发明示出一种用于鉴定部件是否合格的系统和方法。该系统包括接收站、控制段、多个测试/检验站、数据存储段和标记站。接收站接收部件。控制段包括处理器。多个测试/检验站各包括测量部件的物理性质、组成性质和抗性性质中的一个或多个性质的设备。处理器和设备合作将部件的所测量性质与部件的用于接受的预定义性质进行比较，并且确定所测量性质与预定义性质之间的一致性，以便鉴定部件是否合格以供使用。数据存储段包括数据存储器，该数据存储器接收并且存储部件的预定义性质、独特标识符和所测量性质。标记站包括采用独特标识符来标记部件的标记设备。
文档编号G01N31/00GK102844658SQ201080060495
公开日2012年12月26日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年11月3日
发明者R.F.科诺佩基, N.卡特 申请人:阿尔斯通技术有限公司
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