特種設(shè)備檢驗(yàn)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用研究

戴西斌，左萬君

（江西省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證總院特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，江西 南昌 330000）

0 引言

近年來，隨著特種設(shè)備需求量迅速增加以及大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)日益成熟，在特種設(shè)備檢驗(yàn)過程中，可有效利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的高速性、規(guī)模性、多樣性等特點(diǎn)，采集大量信息數(shù)據(jù)，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G 等技術(shù)完成數(shù)據(jù)快速處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合和共享，充分挖掘數(shù)據(jù)潛藏價(jià)值，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與評(píng)估體系，提高特種設(shè)備檢驗(yàn)質(zhì)量和效率，進(jìn)而在一定程度上監(jiān)控和保障特種設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。此外，在特種設(shè)備內(nèi)部管理過程中，有機(jī)地融合大數(shù)據(jù)技術(shù)，也可起到優(yōu)化管理模式、建立安全評(píng)價(jià)和服務(wù)評(píng)價(jià)體系、提高檢驗(yàn)工作效率等作用，使特種設(shè)備檢驗(yàn)從傳統(tǒng)方式向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展[2]。

1 大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)是指所涉及的信息規(guī)模大、種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，需通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)集展現(xiàn)快速檢索響應(yīng)，批量分析或處理海量數(shù)據(jù)集，聚集有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)。麥肯錫全球研究所指出，大數(shù)據(jù)具有海量性、高速性、多樣性、價(jià)值性、真實(shí)性等特征，可以把每種信息數(shù)據(jù)相互組合連接起來，凝聚產(chǎn)生更大的信息價(jià)值[3]。近年來，隨著現(xiàn)代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，使得全球逐步進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、5G 等大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，可快速實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、建模、分析，并高效整合挖掘有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)。在新時(shí)期背景下，信息數(shù)據(jù)已成為日常生活資料，充分利用信息數(shù)據(jù)的全面共享，交叉應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、教育、農(nóng)業(yè)、金融等領(lǐng)域，可為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到關(guān)鍵作用[4]。

2 特種設(shè)備檢驗(yàn)現(xiàn)狀

特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險(xiǎn)性較大的各類非常規(guī)的承壓或者機(jī)電類設(shè)備。常見的承壓類特種設(shè)備有鍋爐、壓力容器、壓力管道等，其依賴外部壓力使設(shè)備運(yùn)行；常見的機(jī)電類特種設(shè)備有電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施等，其依賴機(jī)械和電力系統(tǒng)使設(shè)備運(yùn)行。特種設(shè)備被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活和生產(chǎn)中，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著十分重要的角色，具有兩個(gè)典型的特征：第一，涉及領(lǐng)域廣、基數(shù)大；第二，操作復(fù)雜、危險(xiǎn)性高[5]。由此可知，特種設(shè)備對(duì)安全性有著極高的要求，需采用科學(xué)高效的檢測(cè)技術(shù)，以精細(xì)化、自動(dòng)化和全面化作為檢測(cè)技術(shù)發(fā)展方向，提高特種設(shè)備檢驗(yàn)的可靠性，有效確保特種設(shè)備檢驗(yàn)質(zhì)量和安全性。

目前，無損檢測(cè)技術(shù)是一種常用且有效的檢測(cè)技術(shù)，在特種設(shè)備檢驗(yàn)中被廣泛應(yīng)用，其主要包括射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、渦流檢測(cè)、紅外線檢測(cè)、滲透檢測(cè)等[6]，但該無損技術(shù)具有自動(dòng)化程度較低、檢驗(yàn)效率偏低、全方位監(jiān)控較差等缺點(diǎn)。此外，由于特種設(shè)備需求量迅速增加，內(nèi)部管理水平偏低，沒有形成全面系統(tǒng)的管理體系，使得整套檢驗(yàn)工作流程繁雜、耗時(shí)長(zhǎng)，導(dǎo)致服務(wù)評(píng)價(jià)質(zhì)量較差。因此，需使特種設(shè)備檢驗(yàn)從傳統(tǒng)的方式向智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，有機(jī)地融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)，不斷提高特種設(shè)備檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性、工作效率、技術(shù)和管理水平，保障特種設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行[7-8]。

3 大數(shù)據(jù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)中的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建特種設(shè)備大數(shù)據(jù)智慧檢驗(yàn)平臺(tái)

近年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)化高速發(fā)展，特種設(shè)備需求量也迅速增加，這也對(duì)特種設(shè)備檢驗(yàn)提出了更高的要求，需不斷提高檢驗(yàn)質(zhì)量與效率。因此，現(xiàn)有簡(jiǎn)單化特種設(shè)備檢驗(yàn)平臺(tái)滿足不了當(dāng)下的檢驗(yàn)需求，需借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，優(yōu)化升級(jí)特種設(shè)備檢驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建特種設(shè)備大數(shù)據(jù)智慧檢驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)特種設(shè)備各業(yè)務(wù)工作平臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采集，建立起規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)體系，快速實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、建模、分析，并高效整合挖掘有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)。此外，在此基礎(chǔ)上，還可構(gòu)建特種設(shè)備檢驗(yàn)狀況、維保狀況、安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，特種設(shè)備故障預(yù)警、應(yīng)急管理、質(zhì)量管理、服務(wù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可滿足特種設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)、檢驗(yàn)、故障處理、報(bào)告出具等全方位需求。因此，構(gòu)建大數(shù)據(jù)智慧檢驗(yàn)平臺(tái)對(duì)提高特種設(shè)備檢驗(yàn)質(zhì)量與效率具有十分重要的意義[9]。

構(gòu)建大數(shù)據(jù)智慧檢驗(yàn)平臺(tái)的主體架構(gòu)有數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)管理層、數(shù)據(jù)分析處理層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層，涉及的相關(guān)技術(shù)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、采集技術(shù)、元數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、可視化技術(shù)等。利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供的目標(biāo)數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)全面信息共享，可為特種設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、檢驗(yàn)、管理等環(huán)節(jié)提供針對(duì)性服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)全方位保障特種設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行[10]。

3.2 構(gòu)建特種設(shè)備數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)

通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)智慧檢驗(yàn)平臺(tái)，可以獲取大量的特種設(shè)備相關(guān)原始數(shù)據(jù)，包括設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，但該原始數(shù)據(jù)不能直接形成有價(jià)值信息。因此，需根據(jù)特種設(shè)備的不同功能要求，構(gòu)建特種設(shè)備數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。首先，通過采集技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)將獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化預(yù)處理和模塊劃分；隨后，采用元數(shù)據(jù)技術(shù)、標(biāo)識(shí)技術(shù)、集成技術(shù)對(duì)特種設(shè)備數(shù)據(jù)庫進(jìn)行識(shí)別、全面匯總、整合和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特種設(shè)備數(shù)據(jù)庫的靜態(tài)管理和動(dòng)態(tài)監(jiān)控[11]。以云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，全面采集特種設(shè)備運(yùn)行過程中的整體數(shù)據(jù)；此外，通過公共服務(wù)平臺(tái)共享數(shù)據(jù)信息，吸引相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)提供更多的數(shù)據(jù)，從而形成龐大的數(shù)據(jù)集，為后續(xù)特種設(shè)備檢驗(yàn)、維保、管理等工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，達(dá)到對(duì)特種設(shè)備靜態(tài)管理目標(biāo)。隨著特種設(shè)備長(zhǎng)期在線運(yùn)行，數(shù)據(jù)庫的信息也會(huì)隨之更新變動(dòng)。通過數(shù)據(jù)監(jiān)管云平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)特種設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，及時(shí)排查特種設(shè)備運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和故障點(diǎn)，而后明確特種設(shè)備檢驗(yàn)方向和關(guān)鍵點(diǎn)，從而有效提高檢驗(yàn)質(zhì)量和效率[12]。由此可知，構(gòu)建動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)特種設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。

3.3 構(gòu)建特種設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)

對(duì)特種設(shè)備各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整合和分析后，可基于特種設(shè)備不同的質(zhì)量問題和風(fēng)險(xiǎn)因素，采用相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘方法及預(yù)測(cè)機(jī)制建立數(shù)據(jù)分析模型，構(gòu)建特種設(shè)備數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)，從而有效降低檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)性，進(jìn)一步提高特種設(shè)備安全性。構(gòu)建特種設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分級(jí)模型時(shí)，需全面綜合考慮可能性影響因素和后果影響因素，建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與評(píng)估的專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫，有效實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化獲取[13]。后續(xù)檢驗(yàn)人員檢驗(yàn)設(shè)備時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)推送該設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估數(shù)據(jù)，提示需要重點(diǎn)檢驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，從而使檢驗(yàn)人員有針對(duì)性地制定檢驗(yàn)方案，明確檢驗(yàn)工作重心，高效排查特種設(shè)備安全隱患，提升檢驗(yàn)質(zhì)量和效率。此外，在特種設(shè)備檢驗(yàn)時(shí)，有機(jī)地融合高射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提前設(shè)置相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)警[14]。例如，在檢驗(yàn)起重機(jī)械時(shí)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分級(jí)模型，確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)后，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效識(shí)別，設(shè)置設(shè)備負(fù)載數(shù)等相關(guān)參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備負(fù)載數(shù)超過90%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，確保檢驗(yàn)人員及時(shí)解決設(shè)備安全隱患，保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 構(gòu)建特種設(shè)備內(nèi)部管理與服務(wù)評(píng)價(jià)體系

檢驗(yàn)人員完成設(shè)備檢驗(yàn)后，特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)需完善設(shè)備內(nèi)部管理工作，總結(jié)優(yōu)化整個(gè)特種設(shè)備檢驗(yàn)流程，進(jìn)而提高機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)實(shí)施效率。因此，檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)需重視現(xiàn)代信息化管理建設(shè)，運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、5G 等大數(shù)據(jù)技術(shù)，開發(fā)多功能特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)管理系統(tǒng)，構(gòu)建特種設(shè)備內(nèi)部管理與服務(wù)評(píng)價(jià)體系，將信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成有形的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。該多功能管理系統(tǒng)不僅需包含監(jiān)察管理、儀器設(shè)備管理、檢驗(yàn)管理、財(cái)務(wù)管理、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)等檢驗(yàn)?zāi)K，還需涵蓋設(shè)備制造、安裝、維保單位的服務(wù)評(píng)價(jià)模塊，將傳統(tǒng)的檢驗(yàn)信息提升到大數(shù)據(jù)應(yīng)用層次，做到人工與信息化的有機(jī)配合，對(duì)設(shè)備實(shí)施有針對(duì)性管理，從而促進(jìn)內(nèi)部管理方式創(chuàng)新，樹立以服務(wù)為核心的檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)[15-16]。例如，在檢驗(yàn)電梯時(shí)，通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)+電梯檢驗(yàn)信息管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)全面獲取電梯各項(xiàng)數(shù)據(jù)，有效支撐大數(shù)據(jù)分析決策，助力機(jī)構(gòu)內(nèi)部創(chuàng)新管理，提高工作能力和效率。此外，也可通過公共服務(wù)平臺(tái)，為社會(huì)公眾共享設(shè)備數(shù)據(jù)服務(wù)，助力提升檢驗(yàn)服務(wù)質(zhì)量，提高公益檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的社會(huì)滿意度[17]。

4 結(jié)語

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，從特種設(shè)備檢驗(yàn)發(fā)展的實(shí)際情況出發(fā)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)思維方法，以信息技術(shù)為核心，著重構(gòu)建大數(shù)據(jù)智慧檢驗(yàn)平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)、內(nèi)部管理與服務(wù)評(píng)價(jià)體系，推動(dòng)特種設(shè)備檢驗(yàn)從傳統(tǒng)方式向信息化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息化、檢驗(yàn)流程化、管理自動(dòng)化、服務(wù)升級(jí)化的“智慧特檢”新階段，提高特種設(shè)備檢驗(yàn)質(zhì)量和效率，進(jìn)而有力保障特種設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外，也有利于推動(dòng)檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)拓展，引領(lǐng)特檢事業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展。