數(shù)字化智慧檢測(cè)云平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)

朱穎 翟金陵 崔傳煒 陳立霞 吳軍煜

收稿日期：2023-09-01

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.06.035

摘? 要：質(zhì)量管理是檢測(cè)試驗(yàn)室發(fā)展的根本問題，為提升試驗(yàn)室現(xiàn)有管理水平、降本增效，利用“物聯(lián)網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)開發(fā)了“數(shù)字化智慧檢測(cè)云平臺(tái)”。該平臺(tái)覆蓋試驗(yàn)室日常管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，規(guī)范化、高效化人員操作，利用信息化技術(shù)輔助試驗(yàn)室處理決策，為中路檢測(cè)試驗(yàn)室數(shù)字化轉(zhuǎn)型的舉措之一。降本增效，滿足中路試驗(yàn)室自身工作和發(fā)展的需要，符合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略要求，也是行業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然要求。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；試驗(yàn)室管理；云平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2024）06-0162-05

Research and Implementation of Digital Intelligent Inspection Cloud Platform

ZHU Ying1， ZHAI Jinling2， CUI Chuanwei2， CHEN Lixia2， WU Junyu2

（1.Sinoroad Detection Technology Co.， Ltd.， Nanjing? 210000， China;

2.Jiangsu Middle Road Information Technology Co.， Ltd.， Nanjing? 210000， China）

Abstract： Quality management is the fundamental problem of the development of testing laboratory. In order to improve the existing management level of the laboratory， reduce costs and increase efficiency， the “Digital Intelligent Testing Cloud Platform” is constructed and developed standardly by using “Internet of Things + Internet”. This platform covers all parts of the daily management of the laboratory， makes the personnel operation standard and efficient， and uses information technology to assist the laboratory in handling decision-making， which is one of the measures for the digital transformation of the Middle Road Testing Laboratory. Reducing costs and increasing efficiency meet the needs of the work and development of the Middle Road Laboratory， meet the requirements of the national development strategy， and also the inevitable requirements of the technological development of the industry.

Keywords： loT; labs; cloud platform

0? 引? 言

《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了信息技術(shù)賦能，強(qiáng)化數(shù)字交通治理?！督煌◤?qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》的九大重點(diǎn)任務(wù)明確指出科技創(chuàng)新富有活力、智慧引領(lǐng)，要強(qiáng)化前沿關(guān)鍵科技研發(fā)，大力發(fā)展智慧交通，推動(dòng)新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，完善科技創(chuàng)新機(jī)制[1]。同時(shí)隨著信息化、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信5G、高精度定位技術(shù)的快速發(fā)展，長(zhǎng)久以來(lái)制約公路工程信息化的瓶頸已經(jīng)消除。另一方面，試驗(yàn)檢測(cè)在工程質(zhì)量管理扮演著重要角色，因而承擔(dān)試驗(yàn)檢測(cè)的試驗(yàn)室需加強(qiáng)質(zhì)量管理，其管理水平的高低直接影響了檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量。因此，質(zhì)量管理成為試驗(yàn)室發(fā)展的重中之重。為此，中路交科積極響應(yīng)號(hào)召，從自身現(xiàn)實(shí)考慮，降本增效，推動(dòng)試驗(yàn)室數(shù)字化轉(zhuǎn)型，謀求企業(yè)發(fā)展新動(dòng)力。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型旨在推動(dòng)傳統(tǒng)檢測(cè)和管理方式向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，提升效率和品質(zhì)，以適應(yīng)快速發(fā)展的社會(huì)需求。不僅是實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)室簡(jiǎn)單的OA流程和文件管理功能，也是技術(shù)多應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，是技術(shù)與業(yè)務(wù)的全面交互發(fā)展。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感器技術(shù)，對(duì)檢測(cè)業(yè)務(wù)進(jìn)行全面的重構(gòu)[2]。利用信息技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)管理進(jìn)行深度變革。

本文通過對(duì)數(shù)字化智慧檢測(cè)云平臺(tái)的介紹（以下簡(jiǎn)稱：試驗(yàn)室系統(tǒng)），展示中路試驗(yàn)室利用系統(tǒng)，進(jìn)一步數(shù)字化管控，實(shí)現(xiàn)降本增效。

1? 試驗(yàn)室系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

試驗(yàn)室系統(tǒng)以試驗(yàn)室需求為導(dǎo)向，須滿足試驗(yàn)室日常管理和業(yè)務(wù)處理需要。因此，系統(tǒng)功能可分為日常管理功能、數(shù)字化試驗(yàn)檢測(cè)兩個(gè)部分。試驗(yàn)室系統(tǒng)由PC端和小程序組成，PC端為試驗(yàn)室系統(tǒng)主體功能，小程序可方便外部用戶委托、內(nèi)部用戶各模塊功能審核。

1.1? 日常管理功能

母體試驗(yàn)室日常管理具有信息要素多、任務(wù)量大且繁雜等特點(diǎn)，為達(dá)成用戶可通過系統(tǒng)完成日常工作的目的，系統(tǒng)包括系統(tǒng)設(shè)置、人員管理、設(shè)備管理、試驗(yàn)檢測(cè)、樣品管理、質(zhì)量體系、易耗及?；贰h(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、工地試驗(yàn)室管理10大功能模塊，可實(shí)現(xiàn)以下基本功能。

1.1.1? 權(quán)限管理在線

基于Node.js的權(quán)限設(shè)計(jì)，不同角色可動(dòng)態(tài)分配菜單，用戶綁定角色，實(shí)現(xiàn)各用戶菜單權(quán)限控制。一是實(shí)現(xiàn)功能權(quán)限控制，控制功能菜單即是控制功能流程，避免誤操作。二是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)權(quán)限控制，限制人員讀寫數(shù)據(jù)權(quán)限，保證數(shù)據(jù)安全性。菜單數(shù)據(jù)后端控制，通過接口動(dòng)態(tài)請(qǐng)求菜單權(quán)限，提高了權(quán)限配置的效率和系統(tǒng)的安全性。

1.1.2? 任務(wù)流程在線

系統(tǒng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景明確，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)室日常工作的管理，搭建出符合自身需求的數(shù)字化流程，功能高可用性。流程標(biāo)準(zhǔn)化控制，比如設(shè)備的檢定/校準(zhǔn)、維修、保養(yǎng)、租賃、外檢等按照規(guī)范限定線上操作流程，整個(gè)過程自動(dòng)化完成。同時(shí)流程可視化，方便溯源查看。

1.1.3? 環(huán)境監(jiān)測(cè)在線

試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)環(huán)境溫濕度要求嚴(yán)格，溫濕度也直接影響試驗(yàn)的結(jié)果。各試驗(yàn)室溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)傳數(shù)據(jù)給系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)置的閾值范圍，超限即預(yù)警提醒相關(guān)負(fù)責(zé)人及時(shí)采取措施，保證試驗(yàn)質(zhì)量，如圖1所示。

1.1.4? 統(tǒng)計(jì)分析在線

數(shù)據(jù)種類多樣，數(shù)量龐大。使用系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)室數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)統(tǒng)一管理，提供查詢、管理、監(jiān)督的服務(wù)功能?？晒?shí)時(shí)查閱試驗(yàn)室人員工時(shí)、委托費(fèi)用、各種試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，并提供對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)的多種不同的檢索和查詢形式，包括豐富的圖表查詢、直觀數(shù)據(jù)一覽查詢，如圖2所示。系統(tǒng)信息化統(tǒng)計(jì)，充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為試驗(yàn)室人員績(jī)效考核、設(shè)備物品管理等提供參考，節(jié)省時(shí)間成本、人力成本，提高工作效率。

1.1.5? 工地監(jiān)管在線

母體試驗(yàn)室審查管理各工地試驗(yàn)室上傳的體系文件、成果資料、監(jiān)督檢查資料、人員信息等，形成電子檔案，確立設(shè)立的工地試驗(yàn)室可控?？芍苯右曨l監(jiān)控查看各檢測(cè)室人員操作情況，查看各房間擺放是否符合要求，提出對(duì)應(yīng)整改意見，實(shí)時(shí)、高效、有效地對(duì)工地試驗(yàn)室進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)管。通過信息化手段和傳統(tǒng)授權(quán)結(jié)合的方式，對(duì)工地試驗(yàn)室起到引導(dǎo)、監(jiān)管和控制作用，促使工地試驗(yàn)室規(guī)范化、正規(guī)化發(fā)展[3]。

1.2? 數(shù)字化試驗(yàn)檢測(cè)的應(yīng)用

試驗(yàn)檢測(cè)是試驗(yàn)室管理的核心要素，也是系統(tǒng)日常運(yùn)行使用最頻繁的模塊，所以試驗(yàn)檢測(cè)環(huán)節(jié)是整個(gè)平臺(tái)的重點(diǎn)。從使用者角度區(qū)分，可分為內(nèi)部用戶和外部用戶。試驗(yàn)檢測(cè)工作信息化的基本流程如圖3所示。

1.2.1? 外部試驗(yàn)委托

外部用戶可通過PC端或微信小程序線上試驗(yàn)委托，查看檢測(cè)資質(zhì)、在線錄入委托信息，有效提高委托的準(zhǔn)確性和可靠性。PC端與小程序數(shù)據(jù)同步，一定程度上兩者互為補(bǔ)充。

待接樣員審核確認(rèn)后，及時(shí)生成檢測(cè)委托單，進(jìn)入試驗(yàn)檢測(cè)流程。實(shí)時(shí)消息提醒，外部用戶也可在線追蹤了解委托送檢樣品的檢驗(yàn)進(jìn)程，檢測(cè)結(jié)束后及時(shí)查看下載檢測(cè)報(bào)告。

用戶可在相應(yīng)委托結(jié)束后對(duì)服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，反饋的評(píng)價(jià)信息給試驗(yàn)室管理提供參考，使其進(jìn)一步提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量，健全有效的評(píng)價(jià)體系是保障試驗(yàn)室質(zhì)量的有效措施。

1.2.2? 內(nèi)部檢測(cè)流程

試驗(yàn)檢測(cè)全過程化管理，自試驗(yàn)委托生成，到報(bào)告發(fā)放，系統(tǒng)流程化、標(biāo)準(zhǔn)化控制試驗(yàn)流程，規(guī)范試驗(yàn)員的流程操作，使得錯(cuò)綜復(fù)雜的流程管理能夠有條不紊的進(jìn)行。

系統(tǒng)統(tǒng)一管理記錄表、報(bào)告格式，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)報(bào)表的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。試驗(yàn)員盲檢，檢測(cè)數(shù)據(jù)錄入后，系統(tǒng)自動(dòng)判定提醒檢測(cè)結(jié)果合理與否，自動(dòng)生成記錄表、報(bào)告。檢測(cè)工作信息化在某種程度上減輕了試驗(yàn)員的工作量，減少了試驗(yàn)員對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理時(shí)間，使得檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)報(bào)告更準(zhǔn)確，極大地提高了試驗(yàn)檢測(cè)工作效率[4]。

系統(tǒng)采用CA認(rèn)證簽署人員電子簽名、加蓋檢測(cè)章，對(duì)終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安全監(jiān)控，確保流程操作的真實(shí)性和合法性，確保數(shù)據(jù)的安全性[5]，如圖4所示。同時(shí)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)留痕，可溯源查看過程數(shù)據(jù)，如委托信息、記錄表報(bào)告等信息的修改。

1.2.3? 檢測(cè)數(shù)據(jù)錄入

檢測(cè)設(shè)備智能化改造，部分試驗(yàn)參數(shù)已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集和傳輸（如圖5所示），如智慧型天平，由稱重傳感器、控制器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、藍(lán)牙模塊組成，能夠通過藍(lán)牙通信方式與終端設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，將軟件和硬件結(jié)合。物聯(lián)數(shù)據(jù)采集之后，實(shí)時(shí)在記錄表中顯示，如圖6，減少了數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤情況的發(fā)生，提高數(shù)據(jù)的一致性、可信性。無(wú)法物聯(lián)采集的參數(shù)，試驗(yàn)員線上錄入過程數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算、生成圖表，減少人為處理的錯(cuò)誤。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，異常、不合格數(shù)據(jù)及時(shí)提醒試驗(yàn)員[6]。

圖5? 物聯(lián)數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)的使用可減輕試驗(yàn)人員工作量，進(jìn)一步提高檢測(cè)人員工作效率。并且可以幫助解決試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)效性差、檢測(cè)效率低的難題，可以減少人為因素的干擾，消除人為錯(cuò)誤，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，對(duì)檢測(cè)質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

2? 系統(tǒng)架構(gòu)

如圖7所示，系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的MVC三層架構(gòu)，業(yè)務(wù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、通信層。通過人員、設(shè)備、試驗(yàn)檢測(cè)建立各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系。系統(tǒng)針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)安全做了數(shù)據(jù)隔離，讀寫分離處理。數(shù)據(jù)庫(kù)為各個(gè)模塊提供了數(shù)據(jù)支撐，并且對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化保存，對(duì)歷史數(shù)據(jù)可追溯。

圖7? 架構(gòu)圖

平臺(tái)將各項(xiàng)樣品參數(shù)通過物聯(lián)設(shè)備采集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過HTTP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中，根據(jù)參數(shù)對(duì)應(yīng)的報(bào)告模板將數(shù)據(jù)庫(kù)中檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成報(bào)告和歸檔。針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)通過算法，分析出試驗(yàn)數(shù)據(jù)的合格范圍，方便下次試驗(yàn)取樣。數(shù)據(jù)庫(kù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的建立，為人員、設(shè)備、檢測(cè)數(shù)據(jù)的保護(hù)、分析起到重要的作用。

3? 降本增效的成果

降本增效可理解為降低成本，提高效率、增加效益。實(shí)際，降本最終目的也是提高效率和質(zhì)量，建立起長(zhǎng)期的成本優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[7]。試驗(yàn)室系統(tǒng)的建立實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)室的量化管理，自系統(tǒng)使用以來(lái)，經(jīng)相關(guān)費(fèi)用統(tǒng)計(jì)分析可知，截至目前，使用系統(tǒng)已按預(yù)期降低了相關(guān)成本，達(dá)成提高效率和質(zhì)量的目的。

3.1? 降本成果

人力成本是成本控制的重中之重，OA流程化管理實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理、易耗品及?；?、試驗(yàn)檢測(cè)流程等試驗(yàn)室要素線上管控。據(jù)統(tǒng)計(jì)可減少2.2%人力成本，以下為具體說明：

1）任務(wù)線上處理，消息及時(shí)提醒，減少人員溝通操作成本，避免發(fā)生因信息傳遞的延遲和丟失而造成生產(chǎn)延誤。同時(shí)有效減少流程辦理的時(shí)間，提高人員效率，進(jìn)一步解決跨部門、崗位人員協(xié)同辦公效率低下的問題。同時(shí)操作留痕，可溯源管理，辦事過程透明、有據(jù)可依，減少爭(zhēng)端概率。

2）數(shù)據(jù)庫(kù)管理有效歸檔各種文件信息資料，可大量減少人員整理時(shí)間。如接樣員統(tǒng)計(jì)委托費(fèi)、委托單、接樣登記等，有效減少人員工作負(fù)擔(dān)。資料繁雜、易丟失，數(shù)據(jù)信息化可有效規(guī)避這類問題的發(fā)生。

3.2? 增效成果

自使用系統(tǒng)以來(lái)，解放人力，提高辦公效率成果顯著，以下為具體說明：

1）一體化信息網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)線上集中處理，避免人為處理時(shí)易出現(xiàn)的信息遺漏、錯(cuò)誤等情況的發(fā)生，提升綜合管理效率[8]。傳統(tǒng)紙質(zhì)文檔存在信息查找困難、存儲(chǔ)空間占用大等問題，OA系統(tǒng)可將檢測(cè)報(bào)表、文檔、資料進(jìn)行數(shù)字化管理，且相關(guān)報(bào)表標(biāo)準(zhǔn)化管控，確保數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性、完整性、及時(shí)性，也可實(shí)現(xiàn)信息的快速查詢。

2）流程待辦消息及時(shí)提醒，人員可高效處理流程任務(wù)。相關(guān)預(yù)警消息，如溫濕度超過閾值提醒[9，10]，使用戶能快速反饋，保證試驗(yàn)質(zhì)量。消息按時(shí)提醒，如設(shè)備檢定、保養(yǎng)等按計(jì)劃時(shí)間通知，有效保證設(shè)備符合試驗(yàn)要求，保證試驗(yàn)質(zhì)量。

3）系統(tǒng)可將分散、碎片化分布的數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析各項(xiàng)業(yè)務(wù)指標(biāo)，如試驗(yàn)延遲率等，也便于管理者了解運(yùn)營(yíng)情況，根據(jù)實(shí)時(shí)信息做出智能決策和預(yù)測(cè)，提供更具有針對(duì)性的解決方案，實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管。

4? 結(jié)? 論

中路試驗(yàn)室使用試驗(yàn)室系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)室長(zhǎng)久健康發(fā)展，建立長(zhǎng)期的成本優(yōu)勢(shì)，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理過程在線、任務(wù)流程在線、檢測(cè)數(shù)據(jù)在線、環(huán)境監(jiān)測(cè)在線、消息提醒發(fā)送等功能。通過OA流程化管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理、易耗品及?；?、試驗(yàn)檢測(cè)流程等試驗(yàn)室要素線上管控。利用該物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)等手段智能化改造設(shè)備，使檢測(cè)更“智慧”。提高人員工作效率，減少人力物力成本，真正做到了降本增效。使用系統(tǒng)使得試驗(yàn)室各個(gè)環(huán)節(jié)處在有效受控狀態(tài)，提升中路試驗(yàn)室管理水平。管理者可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析各項(xiàng)業(yè)務(wù)指標(biāo)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速檢索提取、加以分析利用，實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管。

同時(shí)，全面的數(shù)據(jù)接入、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，為以后智能分析提供高質(zhì)量的訓(xùn)練樣本，為后期發(fā)掘數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)性、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)建立良好基礎(chǔ)。進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)對(duì)指標(biāo)范圍的掌控，對(duì)委托單位的送檢樣品做出實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，綜合評(píng)估公路工程的施工質(zhì)量，及時(shí)有效規(guī)避工程質(zhì)量出現(xiàn)的各類風(fēng)險(xiǎn)，減少返工帶來(lái)的損失。

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作者簡(jiǎn)介：朱穎（1997—），女，漢族，江蘇南通人，助理工程師，本科，研究方向：試驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)開發(fā)；翟金陵（1988—），男，漢族，江蘇鹽城人，中級(jí)工程師，本科，研究方向：道路工程檢測(cè)及技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用、試驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)開發(fā)、智慧檢測(cè)技術(shù)研發(fā)；崔傳煒（1988—），男，漢族，江蘇徐州人，中級(jí)工程師，本科，研究方向：交通安全設(shè)施、路基路面和檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)質(zhì)量體系管理；陳立霞（1989—），女，漢族，江蘇淮安人，中級(jí)工程師，本科，研究方向：試驗(yàn)檢測(cè)管理；吳軍煜（1992—），女，漢族，江蘇徐州人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：體系建設(shè)、維護(hù)。