物聯(lián)網(wǎng)趨勢下特種設(shè)備可視化管理的研究

徐晉科

（中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所）

新的技術(shù)運(yùn)用是保證特種設(shè)備管理效率的關(guān)鍵，特種設(shè)備管理過程要想實(shí)現(xiàn)可視化管理，必然要借助有效的技術(shù)方法，通過實(shí)踐分析，總結(jié)了特種設(shè)備可視化管理過程運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效方法。作為相關(guān)技術(shù)人員，要加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與學(xué)習(xí)能力，全面的探索更加高效的可視化管理方案，從而高效的運(yùn)用到特種設(shè)備管理過程，進(jìn)一步為特種設(shè)備管理工作開展提供有效技術(shù)支持，具體分析如下：

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和特種設(shè)備

信息科技產(chǎn)生的第三次革命就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)主要是依據(jù)約定的協(xié)議，利用信息傳感設(shè)備，連接設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)，從而保證物體在信息傳播媒介中，將信息的交換與信息的通信工作全部完成，讓智能化識別，定位、跟蹤等多個功都能發(fā)揮出來。廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓傳統(tǒng)意義上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的束縛被打破，而設(shè)備運(yùn)行信息也可以動態(tài)記錄下來，還能在較適合的時(shí)間內(nèi)詳細(xì)分析數(shù)據(jù)信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用智能系統(tǒng)開展管理設(shè)備的工作，并且應(yīng)用在特種設(shè)備檢查系統(tǒng)當(dāng)中非常實(shí)用。所謂特種設(shè)備是在生產(chǎn)的整個過程中，廣泛應(yīng)用的設(shè)備，具體包括電梯，壓力管道，鍋爐等。依據(jù)性質(zhì)的基本特點(diǎn)，特種設(shè)備可以分類為承壓類，機(jī)電類兩種類型，而特種設(shè)備的典型代表就是鍋爐，壓力容器以及壓力管道，整體上都屬于承壓類特種設(shè)備。機(jī)電類特種設(shè)備的典型代表主要包括大型游樂設(shè)施，電梯和起重機(jī)械等。不管是哪一種設(shè)備，都在生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著應(yīng)有的作用，其中在生活中應(yīng)用較為頻繁的是電梯，需要充分考慮電梯維修的復(fù)雜程度和危險(xiǎn)性，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大力發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用下，電梯檢驗(yàn)管理過程相對比較完善，應(yīng)用效果也很好。

針對特種設(shè)備管理工作而言，本質(zhì)上有些難度，特種設(shè)備檢驗(yàn)管理的發(fā)展趨勢目前已經(jīng)向著可視化，動態(tài)化管理方向發(fā)展，以實(shí)時(shí)測量系統(tǒng)與特種設(shè)備安全大數(shù)據(jù)為代表，在特種設(shè)備中應(yīng)用可視化管理方法。特種設(shè)備可視化管理，主要有兩個優(yōu)勢較為明顯，必須加強(qiáng)重視程度。第一，利用可視化管理，能夠讓設(shè)備位置與運(yùn)行狀態(tài)直觀顯示出來，設(shè)備運(yùn)行時(shí)可以全方位實(shí)施監(jiān)管，有利于對過程變化的詳細(xì)追溯。第二，延展性是可視化靜態(tài)的特點(diǎn)，除了能夠讓特種設(shè)備管理水平增強(qiáng)以外，還能把可視化模型直接接入設(shè)備，并實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，讓三維模型狀態(tài)得到有效構(gòu)建，切實(shí)提高數(shù)據(jù)應(yīng)用水平。另外，可視化表達(dá)能夠讓功能不斷延展，而特種設(shè)備智能化管理，安全隱患排查等都可以在延展中不斷發(fā)展。

二、特種設(shè)備可視化管理的優(yōu)勢

關(guān)于特種設(shè)備監(jiān)管工作，目前是有挑戰(zhàn)面臨，只是將監(jiān)管人員數(shù)量在增加，無法與改革方向相符合，而且操作相對較為困難。目前發(fā)展的形勢下，各個地方在運(yùn)用電梯安裝，能夠?qū)崟r(shí)運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)和特種設(shè)備安全大數(shù)據(jù)的建設(shè)工作。特種設(shè)備信息采集，有關(guān)設(shè)備參數(shù)信息仍然是在利用數(shù)據(jù)庫來完成，該數(shù)據(jù)庫不僅結(jié)構(gòu)簡單迅速，而且在底層數(shù)據(jù)當(dāng)中非常適用，可以充分滿足未來物聯(lián)網(wǎng)的多方面需求，但是不能給用戶和監(jiān)管帶來更大的方便。單元仿真模型的建立使用，是把特種設(shè)備數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成可視化的表達(dá)，促使更多的優(yōu)勢得以真正顯現(xiàn)。

1.設(shè)備狀態(tài)的動態(tài)管理

狀態(tài)實(shí)時(shí)變化是特種設(shè)備的主要特點(diǎn)，而且可以變化的還有設(shè)備位置和設(shè)備狀態(tài)。但是，眾多使用單位，在管理水平上不強(qiáng)，頻繁更換安全的工作人員，無法及時(shí)記錄設(shè)備的狀態(tài)，導(dǎo)致實(shí)際情況與信息監(jiān)管出現(xiàn)各種問題，也讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生無效的結(jié)果，進(jìn)一步增加了監(jiān)管工作的難度。運(yùn)用可視化表現(xiàn)，對設(shè)備位置與狀態(tài)的直觀化有利，還有利于及時(shí)進(jìn)行變更，對追溯變化過程非常有幫助。通過全面的實(shí)施動態(tài)管理，這對提高特種設(shè)備使用安全有著重要的作用，因此，相關(guān)研究過程要加強(qiáng)對設(shè)備的可視化動態(tài)管理研究能力。

2.可視化表達(dá)的延展性

可視化表達(dá)具有延展性特點(diǎn)，有利于設(shè)備的日常管理，對未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也有幫助，這是可以視化表達(dá)的最大價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)底層終端接入網(wǎng)絡(luò)以后，設(shè)備感知層可以提供很多設(shè)備，全面運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，而管理平臺中應(yīng)用層系統(tǒng)不要只是停留在數(shù)據(jù)庫信息狀態(tài)下，否則信息無法得到良好利用。除此之外，仿真的可視化模式，能夠?qū)⑿畔㈨樌尤耄⑶夷茉敿?xì)展示信息內(nèi)容。應(yīng)用層可以進(jìn)行功能延展的基礎(chǔ)是通過可視化表達(dá)來實(shí)現(xiàn)，為特種設(shè)備智能化管理，排查安全隱患帶來更為廣闊的發(fā)展空間。

特種設(shè)備監(jiān)管不同于其他監(jiān)管工作，在不斷使用設(shè)備的過程中，積累了很多故障與風(fēng)險(xiǎn)問題，加上設(shè)備的迅速增長，很多問題會集中化出現(xiàn)。制造技術(shù)在更新的狀態(tài)下，不僅最新設(shè)計(jì)理念與設(shè)備類型需要評估安全性能，而且還要在老舊設(shè)備不能依據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化的情況下，全方位評估設(shè)備的可靠性，促使特種監(jiān)管難度不斷加大。實(shí)施可視化管理，可切實(shí)讓整體管理水平獲得提高，保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全性。

三、特種設(shè)備可視化管理的實(shí)現(xiàn)

為了全面的實(shí)現(xiàn)特種設(shè)備可視化管理，必然要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行全面的升級，同時(shí)運(yùn)用智能化技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展實(shí)際，全面的加強(qiáng)設(shè)備管理，提高檢驗(yàn)儀器運(yùn)用效率，從而構(gòu)建更加完善的可視化信息服務(wù)平臺，為特種設(shè)備的可視化管理提供有效技術(shù)保證，具體分析如下：

1.升級改造

要想讓生產(chǎn)廠家升級改造老舊的通信模塊，并在特殊環(huán)境下布置信號增強(qiáng)模塊，可運(yùn)用5G 技術(shù)特點(diǎn)，讓會話數(shù)據(jù)在較小空間實(shí)現(xiàn)終端的無線傳輸，有效避免在空間布置基站進(jìn)行線纜的連接。通過結(jié)合具體設(shè)備，全面的進(jìn)行升級改造是必要的，在此過程中需要技術(shù)人員深入工作之中，結(jié)合特種設(shè)備使用情況，全面的運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有效的將技術(shù)運(yùn)用到特種設(shè)備的升級改造過程，保證設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)可視化管理。

2.檢驗(yàn)人員的檢驗(yàn)儀器必須智能化

人員必帶有效工具的檢驗(yàn)是通過5G 通信終端完成，利用智能終端檢驗(yàn)儀器，對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行直接讀取，有利于對特種設(shè)備的檢驗(yàn)。具體而言，以下有三個場景技術(shù)，分別承載著各自的功能：

第一，mMTCf 場景技術(shù)可以讓傳感參數(shù)采集需求獲得更多支持。

第二，eMBB 場景技術(shù)可以讓特種設(shè)備檢驗(yàn)行業(yè)的超高清視頻傳輸與大帶寬業(yè)務(wù)需求得到有效解決。

第三，urLLC 場景技術(shù)能夠讓無人機(jī)檢驗(yàn)設(shè)備之間的通信需求得到充分滿足。

在特種設(shè)備的運(yùn)維管理系統(tǒng)過程中應(yīng)用5G 通信技術(shù)，能夠讓設(shè)備行業(yè)的智能化進(jìn)程加快，為智能化特種設(shè)備運(yùn)維監(jiān)管奠定堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)。利用視頻，聽覺、觸覺等感知特種設(shè)備運(yùn)行情形，主要是智能化情景高度模擬人工行為，再運(yùn)用5G 通信技術(shù)傳輸特種設(shè)備運(yùn)行特征參數(shù)，后臺數(shù)據(jù)庫利用數(shù)據(jù)的整合，讓運(yùn)維驗(yàn)證監(jiān)管平臺能夠統(tǒng)一化，并積極處理與開發(fā)數(shù)據(jù)信息，讓大數(shù)據(jù)中心集中分析形成，有效結(jié)合視頻圖形的詳細(xì)分析與定位，利用云平臺進(jìn)行內(nèi)容的發(fā)布，促使專家視頻輔助驗(yàn)證和平臺檢驗(yàn)的可能性實(shí)現(xiàn)。除此之外，對于管理層來講，可以全面管理特種設(shè)備運(yùn)維部門和人員檢驗(yàn)，讓一個中心指揮實(shí)現(xiàn)，也讓實(shí)時(shí)聯(lián)動完成，進(jìn)而將指令，救援、調(diào)查全面統(tǒng)一起來，真正意義上形成特種設(shè)備智能化運(yùn)維管理機(jī)制的全面性覆蓋。

3.特種設(shè)備可視化信息服務(wù)平臺

作為監(jiān)督管理的部門，需要讓特種設(shè)備廠商開放通信端口能夠大力得到推動，監(jiān)督管理與檢驗(yàn)部門利用多種方式讓在線監(jiān)控，只監(jiān)不控實(shí)現(xiàn)，以此獲得特種設(shè)備參數(shù)當(dāng)前運(yùn)行的情況。5G 基站和信號增強(qiáng)模塊的布置，能夠讓檢驗(yàn)儀器，采用數(shù)據(jù)的復(fù)雜性積蓄得到避免，切實(shí)也讓數(shù)據(jù)檢驗(yàn)的可靠性提高。低功耗的特征，讓便攜式一體化檢驗(yàn)工具的供電問題得到解決，有利于檢驗(yàn)人員的工作，也讓檢驗(yàn)的質(zhì)量和檢驗(yàn)的效率不斷提高。所以信息服務(wù)平臺，整體數(shù)據(jù)在來源方面是屬于多樣化的，包括檢驗(yàn)人員的移動感知數(shù)據(jù)，在線監(jiān)測等，在平臺動態(tài)化管理特種設(shè)備，能夠全面監(jiān)測設(shè)備的實(shí)用，信息參數(shù)等情況，再運(yùn)用云技術(shù)統(tǒng)一集中存儲通道數(shù)據(jù)信息，在分析與開發(fā)中讓資源共享得以實(shí)現(xiàn)，透過系統(tǒng)重點(diǎn)及時(shí)預(yù)警存在的問題或者是超周期檢驗(yàn)的特種設(shè)備，將問題直接報(bào)告給社會監(jiān)管部門。數(shù)據(jù)中心本質(zhì)上與服務(wù)平臺兼容，能夠?qū)⒃O(shè)備預(yù)約檢驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)打印報(bào)告整合起來，形成特種設(shè)備和檢驗(yàn)管理系統(tǒng)，還能提供信息服務(wù)的相關(guān)平臺。每一臺特種設(shè)備，如果都有附碼，用戶在使用時(shí)就可以利用手機(jī)進(jìn)行掃碼登錄客戶端，從而將設(shè)備需要的信息獲取下來，有利于特種設(shè)備使用的安全性，對預(yù)警也有積極作用。

四、物聯(lián)網(wǎng)趨勢下特種設(shè)備管理可視化的設(shè)計(jì)

有效的開展特種設(shè)備可視化設(shè)計(jì)是必要的，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)過程，需要針對性的加強(qiáng)設(shè)計(jì)水平，從而提高特種設(shè)備可視化管理能力，保證特種設(shè)備管理安全。

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特種設(shè)備信息化平臺設(shè)計(jì)

在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，信息化越來越受重視。所謂信息化平臺，基礎(chǔ)就是特種設(shè)備可視化的良好實(shí)現(xiàn)?？梢暬芾砜梢岳眯畔⒒脚_，將建模處理工作完成，從而為特種設(shè)備管理工作提供全方位的技術(shù)扶持。設(shè)計(jì)特種設(shè)備信息化平臺時(shí)，設(shè)計(jì)平臺系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)該涉及分析模塊，儲存模塊和傳遞模塊幾個方面，而且在使用的硬件設(shè)施中也是多樣化的，包括儲存系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)、平臺數(shù)據(jù)處理器等。通過設(shè)計(jì)模塊與硬件設(shè)施的有效聯(lián)合，可以讓特種設(shè)備數(shù)據(jù)分析水平不斷提高，還強(qiáng)化平臺運(yùn)行的穩(wěn)定。定位特種設(shè)備信息化需求與功能定位，特種設(shè)備信息化平臺設(shè)計(jì)可以讓企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的連接問題得到有效解決。以特種設(shè)備信息化平臺為例，可以依據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的現(xiàn)狀，將檢驗(yàn)周期與有效期生成，從而生成設(shè)備管理信息，還要系統(tǒng)化記錄設(shè)備的維修與保養(yǎng)狀態(tài)，讓預(yù)期的管理目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)。通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全面的構(gòu)建信息化平臺，不僅能為可視化管理提供保證，同時(shí)也加強(qiáng)了對設(shè)備的全方面監(jiān)管，提高了設(shè)備使用安全，以更好地保證特種設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

2.三維可視化仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展形勢下，特種設(shè)備管理在可視化功能方面趨于科學(xué)化與先進(jìn)化，很大程度上提高了三維可視化仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平。特種設(shè)備三維可視化仿真系統(tǒng)，是由多個方面組成，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可視化功能、數(shù)據(jù)庫信息訪問，以及網(wǎng)頁學(xué)習(xí)等功能。

進(jìn)行系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的整個過程中，在信息化平臺上可以顯示特種設(shè)備信息，比如標(biāo)題欄，顯示列表、工具欄等，而在眾多信息中負(fù)責(zé)多媒體庫模塊與相關(guān)管理內(nèi)容的是控制面板，能夠準(zhǔn)確將數(shù)據(jù)庫內(nèi)容顯示出來，有的學(xué)習(xí)模塊信息，在顯示時(shí)非常準(zhǔn)確，可以讓模型顯隱操作得以形成。開展結(jié)構(gòu)與功能可視化設(shè)計(jì)的工作，可依據(jù)特種設(shè)備結(jié)構(gòu)，應(yīng)急演練模塊情況，促使設(shè)備管理能力不斷加強(qiáng)，而且還能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能的可視化。最為重要的是可視化仿真文化可以集成到平臺，特種設(shè)備結(jié)構(gòu)模型可以讓運(yùn)行中的信息更好的被顯示出來，而且依據(jù)設(shè)計(jì)的基本需要對相關(guān)功能進(jìn)行添加。為讓工作人員操作與管理特種設(shè)備更為方便，可以充分考慮在系統(tǒng)當(dāng)中加入視角切換功能和交互操作。

SkecthUp 軟件的功能和作用很強(qiáng)大，可以讓建模仿真需求得到完成，該軟件是3D 建模軟件，在復(fù)雜造型與深度渲染方面雖然不是很完善，有諸多不足之處，但是應(yīng)用在建筑場景當(dāng)中，直接影響并不大。

第一，關(guān)于特種設(shè)備管理可視化，在建模的過程不需要對操作進(jìn)行強(qiáng)化，只要結(jié)合車間BIM 就能夠讓管理目標(biāo)真正實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然設(shè)備運(yùn)行信息與設(shè)備位置信息也能夠直觀表達(dá)出來，進(jìn)一步發(fā)揮出SkecthUp 軟件的優(yōu)勢所在。

第二，SkecthUp 軟件模型數(shù)據(jù)庫有很多，電梯和起熱處理機(jī)可以采用標(biāo)準(zhǔn)模式，特種設(shè)備即使不同也可以同樣使用該軟件，只要在標(biāo)準(zhǔn)模型前提下，基本參數(shù)加以改變就能夠讓快捷性表達(dá)完成。

第三，該軟件的有效應(yīng)用，可以構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)模型，再把模型構(gòu)建視為一個標(biāo)準(zhǔn)化的圖元，有效結(jié)合參數(shù)對內(nèi)容進(jìn)行全面優(yōu)化與修正。

第四，把設(shè)備安裝在需要的虛擬環(huán)境中，如果有移裝和加裝的需要，可對設(shè)備的位置進(jìn)行改變，以此讓實(shí)際的需求真正得到滿足。

關(guān)于特種設(shè)備管理，可視化變得越來越專業(yè)化，智能化和精細(xì)化，在物聯(lián)網(wǎng)的形勢下解決現(xiàn)有特種設(shè)備運(yùn)行管理的難度至關(guān)重要。特種設(shè)備未來運(yùn)行管理的整個過程中，不僅要建立可視化模型，而且還要對特種設(shè)備下的BIM 應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行全面創(chuàng)新，從而獲得特種設(shè)備下的可視化數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)特種設(shè)備可視化管理的未來發(fā)展。

五、結(jié)束語

總之，新時(shí)期技術(shù)的不斷發(fā)展，也進(jìn)一步為特種設(shè)備管理工作開展提供了有效保障，特種設(shè)備的管理更加需要實(shí)現(xiàn)可視化，可視化管理保證了設(shè)備使用安全，能夠?qū)崟r(shí)對設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)控，提高了設(shè)備使用效率。作為工作人員，更要不斷加強(qiáng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，通過將其融入到可視化管理過程，必然能保證特種設(shè)備管理安全。希望通過以上闡述，能進(jìn)一步提高物聯(lián)網(wǎng)趨勢下特種設(shè)備可視化管理水平。