數據可視化技術在成套裝置管道檢驗中的應用研究

邵冬冬 陳 虎 許 波 陳文飛 楊 帆

（寧波市特種設備檢驗研究院 寧波 315000）

科技發展到21 世紀的今天，5G、大數據、人工智能等新技術的發展不僅深刻影響著人們的生活和工作，也在重塑著各行各業產業發展的新業態。以大數據、云計算、人工智能和物聯網為核心的第四次工業革命拉開序幕，人類社會將迎來人工智能時代[1]。在特檢行業，隨著5G 網絡、大數據分析和新型智能傳感技術的發展，數字化智能化將深入檢驗檢測業務，推動特種設備檢驗檢測模式和數據應用方式的重大變革，重塑特種設備檢驗檢測新模式、新業態[2-4]。

數據可視化技術可以將復雜的數據以可視化圖標的信息進行呈現，將數據映射為合適的可視化形式，幫助大家直觀地了解數據中蘊含的知識和規律。一個好的可視化結果具有化繁為簡、一目了然等特性，可以解構數據中蘊含的復雜信息，高效傳達數據知識，引導大家關注數據的重要特性和賦予大家洞察不同數據側面的能力[5-7]。

隨著工業的快速發展，化工設備逐漸往高參數、復雜化發展，特種設備的定期檢驗作為特種設備安全管理的重要環節，是保障設備正常使用和安全生產的重要工作形式，其重要性也越來越突出。傳統特種設備定期檢驗工作模式工作強度大、智能化水平低，且極大考驗檢驗人員的經驗積累，檢驗質量受人為因素影響較大。

1 檢驗數據智能應用平臺建設及部分功能模塊介紹

針對以上問題，筆者單位自主開發了一套基于大數據技術的壓力管道智慧檢驗實施及管理系統，該系統支持壓力管道定期檢驗業務全流程，功能模塊間數據相互聯通實現業務協同和一體化研究，有效提高檢驗效率及檢驗質量，為筆者單位特種設備檢驗業務管理、科研探索和檢驗技術提升提供統一數據應用環境。系統目前已初步建設成為筆者單位特種設備檢驗專業數據集成應用平臺，下一步將努力建設成為以大數據和知識化管理為應用的特種設備檢驗數據智慧平臺。本文主要介紹系統中的檢驗流程動態看板和檢驗數據可視化兩個功能模塊，初步探索數據可視化技術在壓力管道定期檢驗工作中的應用。

1.1 檢驗流程動態看板模塊

檢驗流程動態看板模塊主要支持不同作業單位實時查看檢驗過程中不同檢驗流程的動態數據。系統根據檢驗過程中不同角色對于檢驗環節的關注點不同，圍繞不同角色的關注點和管理角度，形成各類特色化看板，讓作業人員更好地對檢驗環節進行管理和掌控。看板內容包括每日未實際完成情況、鳥瞰圖、返修情況以及已開工的檢驗完成情況四大信息展示區，見圖1。

圖1 檢驗流程動態看板模塊

在每日未實際完成情況板塊，系統根據檢驗現場的實時進度，每日定時更新最近一周內搭架子、拆保溫和打磨三大類壓力管道定期檢驗主要輔助工作的每日完成進度，方便企業和檢驗檢測單位實時掌握輔助工作的開展情況，以便更好地安排后續檢驗檢測項目，保證整個檢驗工程的順利進行。

在鳥瞰圖板塊，系統能夠根據檢驗現場的實際工作進度，按照檢驗未開工、檢驗進行中和檢驗已完成3 種屬性標簽，每日定時更新展示整個檢驗工程中每條管線檢驗工作的總體完成情況；在檢驗任務鳥瞰圖中，系統按照未超標和超標2 種屬性標簽，每日定時更新整個檢驗工程中具體每條管線的所有檢驗項目的整體檢驗結果，讓企業實時清晰地了解當前檢驗工程的整體檢驗質量。

在返修情況板塊，系統集中展示未完成、進行中、已完成返修缺陷的具體數量，還有總體返修缺陷數量和返修比例的統計分析數據，讓企業和檢驗單位能更清晰明了地掌握當前檢驗工程中關于缺陷返修的工作進度，了解整個檢驗工程的檢驗質量。

已開工的檢驗完成情況板塊支持查看每條管線不同檢驗項目的具體檢驗進度，通過不同顏色的標簽進行展示。系統能夠根據檢驗方案展示每條管線計劃開展的具體檢驗項目，以及每個檢驗項目計劃的數量和當前實際已經開展的數量，在每個檢驗項目的結果顯示中，還以紅色顯示不合格的檢驗項目，方便檢驗人員和企業能實施掌握當前檢驗的具體檢驗質量和不合格情況。

在檢驗任務鳥瞰圖和已開工的檢驗完成情況板塊，點擊系統頁面能夠直接進入管道的監控驗收頁面，查看每條管道的具體檢驗情況，讓企業和檢驗人員能夠根據展板反饋的初步信息，了解缺陷的具體情況，從而實現基于看板數據穿透查看某一條管道的詳細檢驗情況和具體檢驗項目的記錄情況，見圖2、圖3。

圖2 監控驗收頁面展示

圖3 檢驗記錄頁面展示

1.2 檢驗數據可視化模塊

在檢驗數據資源建設方面，本系統通過圖紙數字化解構技術，實現管件、焊縫與檢驗計劃的信息關聯，實現檢驗數據一張圖、數據結構化版本化等功能，盤活歷史檢驗數據。

檢驗數據可視化模塊中，系統根據檢驗計劃與設備臺賬的數據關聯，并通過大數據技術搜索匹配底層數據庫中的歷史檢驗相關數據，自動生成本次檢驗計劃中每條管線的歷次檢驗數據可視化臺賬，檢驗人員可通過本模塊查看管線歷史檢驗中的具體信息，包括每個檢驗項目的位置和檢驗結果，綜合研判每條管線的整體質量情況以及歷史檢驗中缺陷位置的分布情況，有助于檢驗人員更加精準地制定管線的檢驗計劃。

系統默認展示最近一期壓力管道檢驗結果臺賬，信息包括管道信息、管道規格、使用的檢驗方法、每種檢驗方法實際的檢驗位置及數量、每種檢驗方法出現的不合格數量，見圖4。

圖4 檢驗數據可視化臺賬

系統支持下鉆查看某一條管道具體的檢驗結果，如果檢驗不合格，系統會默認以存在問題的形式展示當時檢驗時出具的意見通知書2。同時通過大數據管理技術，把歷史檢驗記錄與檢驗位置的數據關聯，可一鍵定位不合格缺陷在圖紙中的位置，實現圖表聯動交互展示。能夠為下一次檢驗工作開展提供數據參考，見圖5。

圖5 檢驗數據交互展示

同時支持查看歷史檢驗數據中采用的檢驗項目相關信息，支持一鍵追溯查看當時的檢驗記錄，實現單條壓力管道檢驗過程記錄全生命周期數字化管理，精細化管道某個焊縫、管件檢驗過程記錄全生命周期數字化管理，為壓力管道的安全使用健康狀況提供大數據支持，見圖6。

2 結論

1）初步建設完成壓力管道定期檢驗業務專業數據集成應用平臺，具備壓力管道定期檢驗業務支持和數據智能統計分析兩大類14 項專業功能，對壓力管道定期檢驗過程從基礎數據庫建設到檢驗過程實施乃至最后的檢驗記錄報告出具實現全流程覆蓋，極大地提升了檢驗效率，實現了壓力管道定期檢驗全流程數字化應用。

2）“業務主導”模式是平臺建設之本，需要通過迭代升級模式來逐步實現大數據技術與特種設備檢驗業務的深度融合。統一的數據平臺提供運行環境、海量的數據資源提供數據基礎、大數據技術算法提供分析工具，特種設備檢驗大數據智能分析應用是數字化檢驗下一步工作的重點方向[8-10]。