數字化智慧檢測云平臺的研究與實現

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：質量管理是檢測試驗室發展的根本問題，為提升試驗室現有管理水平、降本增效，利用“物聯網+互聯網”，標準化建設開發了“數字化智慧檢測云平臺”。該平臺覆蓋試驗室日常管理的各個環節，規范化、高效化人員操作，利用信息化技術輔助試驗室處理決策，為中路檢測試驗室數字化轉型的舉措之一。降本增效，滿足中路試驗室自身工作和發展的需要，符合國家發展戰略要求，也是行業技術發展的必然要求。

關鍵詞：物聯網；試驗室管理；云平臺

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A? 文章編號：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

《數字交通“十四五”發展規劃》進一步強調了信息技術賦能，強化數字交通治理。《交通強國建設綱要》的九大重點任務明確指出科技創新富有活力、智慧引領，要強化前沿關鍵科技研發，大力發展智慧交通，推動新技術與交通行業深度融合，完善科技創新機制[1]。同時隨著信息化、物聯網、移動通信5G、高精度定位技術的快速發展，長久以來制約公路工程信息化的瓶頸已經消除。另一方面，試驗檢測在工程質量管理扮演著重要角色，因而承擔試驗檢測的試驗室需加強質量管理，其管理水平的高低直接影響了檢測結果的質量。因此，質量管理成為試驗室發展的重中之重。為此，中路交科積極響應號召，從自身現實考慮，降本增效，推動試驗室數字化轉型，謀求企業發展新動力。

數字化轉型旨在推動傳統檢測和管理方式向數字化、智能化方向發展，提升效率和品質，以適應快速發展的社會需求。不僅是實現試驗室簡單的OA流程和文件管理功能，也是技術多應用的轉變，是技術與業務的全面交互發展。利用物聯網技術、智能傳感器技術，對檢測業務進行全面的重構[2]。利用信息技術，對傳統管理進行深度變革。

本文通過對數字化智慧檢測云平臺的介紹（以下簡稱：試驗室系統），展示中路試驗室利用系統，進一步數字化管控，實現降本增效。

1? 試驗室系統功能設計

試驗室系統以試驗室需求為導向，須滿足試驗室日常管理和業務處理需要。因此，系統功能可分為日常管理功能、數字化試驗檢測兩個部分。試驗室系統由PC端和小程序組成，PC端為試驗室系統主體功能，小程序可方便外部用戶委托、內部用戶各模塊功能審核。

1.1? 日常管理功能

母體試驗室日常管理具有信息要素多、任務量大且繁雜等特點，為達成用戶可通過系統完成日常工作的目的，系統包括系統設置、人員管理、設備管理、試驗檢測、樣品管理、質量體系、易耗及危化品、環境監測、數據統計、工地試驗室管理10大功能模塊，可實現以下基本功能。

1.1.1? 權限管理在線

基于Node.js的權限設計，不同角色可動態分配菜單，用戶綁定角色，實現各用戶菜單權限控制。一是實現功能權限控制，控制功能菜單即是控制功能流程，避免誤操作。二是實現數據權限控制，限制人員讀寫數據權限，保證數據安全性。菜單數據后端控制，通過接口動態請求菜單權限，提高了權限配置的效率和系統的安全性。

1.1.2? 任務流程在線

系統業務場景明確，實現試驗室日常工作的管理，搭建出符合自身需求的數字化流程，功能高可用性。流程標準化控制，比如設備的檢定/校準、維修、保養、租賃、外檢等按照規范限定線上操作流程，整個過程自動化完成。同時流程可視化，方便溯源查看。

1.1.3? 環境監測在線

試驗檢測對環境溫濕度要求嚴格，溫濕度也直接影響試驗的結果。各試驗室溫濕度傳感器監測數據，經由GPRS網絡傳數據給系統，根據設置的閾值范圍，超限即預警提醒相關負責人及時采取措施，保證試驗質量，如圖1所示。

1.1.4? 統計分析在線

數據種類多樣，數量龐大。使用系統對試驗室數據動態統一管理，提供查詢、管理、監督的服務功能。可供實時查閱試驗室人員工時、委托費用、各種試驗結果數據，并提供對結果數據的多種不同的檢索和查詢形式，包括豐富的圖表查詢、直觀數據一覽查詢，如圖2所示。系統信息化統計，充分實現數據共享，為試驗室人員績效考核、設備物品管理等提供參考，節省時間成本、人力成本，提高工作效率。

1.1.5? 工地監管在線

母體試驗室審查管理各工地試驗室上傳的體系文件、成果資料、監督檢查資料、人員信息等，形成電子檔案，確立設立的工地試驗室可控。可直接視頻監控查看各檢測室人員操作情況，查看各房間擺放是否符合要求，提出對應整改意見，實時、高效、有效地對工地試驗室進行遠程監管。通過信息化手段和傳統授權結合的方式，對工地試驗室起到引導、監管和控制作用，促使工地試驗室規范化、正規化發展[3]。

1.2? 數字化試驗檢測的應用

試驗檢測是試驗室管理的核心要素，也是系統日常運行使用最頻繁的模塊，所以試驗檢測環節是整個平臺的重點。從使用者角度區分，可分為內部用戶和外部用戶。試驗檢測工作信息化的基本流程如圖3所示。

1.2.1? 外部試驗委托

外部用戶可通過PC端或微信小程序線上試驗委托，查看檢測資質、在線錄入委托信息，有效提高委托的準確性和可靠性。PC端與小程序數據同步，一定程度上兩者互為補充。

待接樣員審核確認后，及時生成檢測委托單，進入試驗檢測流程。實時消息提醒，外部用戶也可在線追蹤了解委托送檢樣品的檢驗進程，檢測結束后及時查看下載檢測報告。

用戶可在相應委托結束后對服務進行評價，反饋的評價信息給試驗室管理提供參考，使其進一步提高工作效率和服務質量，健全有效的評價體系是保障試驗室質量的有效措施。

1.2.2? 內部檢測流程

試驗檢測全過程化管理，自試驗委托生成，到報告發放，系統流程化、標準化控制試驗流程，規范試驗員的流程操作，使得錯綜復雜的流程管理能夠有條不紊的進行。

系統統一管理記錄表、報告格式，實現檢測報表的標準化、規范化。試驗員盲檢，檢測數據錄入后，系統自動判定提醒檢測結果合理與否，自動生成記錄表、報告。檢測工作信息化在某種程度上減輕了試驗員的工作量，減少了試驗員對試驗數據的處理時間，使得檢測數據和檢測報告更準確，極大地提高了試驗檢測工作效率[4]。

系統采用CA認證簽署人員電子簽名、加蓋檢測章，對終端節點進行安全監控，確保流程操作的真實性和合法性，確保數據的安全性[5]，如圖4所示。同時，系統數據留痕，可溯源查看過程數據，如委托信息、記錄表報告等信息的修改。

1.2.3? 檢測數據錄入

檢測設備智能化改造，部分試驗參數已實現自動采集和傳輸（如圖5所示），如智慧型天平，由稱重傳感器、控制器、數據存儲器、藍牙模塊組成，能夠通過藍牙通信方式與終端設備進行無線通信實現數據采集，將軟件和硬件結合。物聯數據采集之后，實時在記錄表中顯示，如圖6，減少了數據輸入錯誤情況的發生，提高數據的一致性、可信性。無法物聯采集的參數，試驗員線上錄入過程數據，系統自動計算、生成圖表，減少人為處理的錯誤。系統可實時監測監測數據，異常、不合格數據及時提醒試驗員[6]。

圖5? 物聯數據采集

系統的使用可減輕試驗人員工作量，進一步提高檢測人員工作效率。并且可以幫助解決試驗檢測數據時效性差、檢測效率低的難題，可以減少人為因素的干擾，消除人為錯誤，提高檢測結果的準確性和可靠性，對檢測質量產生深遠影響。

2? 系統架構

如圖7所示，系統采用傳統的MVC三層架構，業務應用層、數據層、通信層。通過人員、設備、試驗檢測建立各個模塊之間的數據結構關系。系統針對檢測數據安全做了數據隔離，讀寫分離處理。數據庫為各個模塊提供了數據支撐，并且對檢測數據進行持久化保存，對歷史數據可追溯。

圖7? 架構圖

平臺將各項樣品參數通過物聯設備采集到的檢測數據，經過HTTP協議網絡傳輸到數據庫中，根據參數對應的報告模板將數據庫中檢測數據自動生成報告和歸檔。針對檢測數據通過算法，分析出試驗數據的合格范圍，方便下次試驗取樣。數據庫和檢測數據的建立，為人員、設備、檢測數據的保護、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。實際，降本最終目的也是提高效率和質量，建立起長期的成本優勢和競爭優勢[7]。試驗室系統的建立實現對試驗室的量化管理，自系統使用以來，經相關費用統計分析可知，截至目前，使用系統已按預期降低了相關成本，達成提高效率和質量的目的。

3.1? 降本成果

人力成本是成本控制的重中之重，OA流程化管理實現設備管理、易耗品及危化品、試驗檢測流程等試驗室要素線上管控。據統計可減少2.2%人力成本，以下為具體說明：

1）任務線上處理，消息及時提醒，減少人員溝通操作成本，避免發生因信息傳遞的延遲和丟失而造成生產延誤。同時有效減少流程辦理的時間，提高人員效率，進一步解決跨部門、崗位人員協同辦公效率低下的問題。同時操作留痕，可溯源管理，辦事過程透明、有據可依，減少爭端概率。

2）數據庫管理有效歸檔各種文件信息資料，可大量減少人員整理時間。如接樣員統計委托費、委托單、接樣登記等，有效減少人員工作負擔。資料繁雜、易丟失，數據信息化可有效規避這類問題的發生。

3.2? 增效成果

自使用系統以來，解放人力，提高辦公效率成果顯著，以下為具體說明：

1）一體化信息網絡，數據線上集中處理，避免人為處理時易出現的信息遺漏、錯誤等情況的發生，提升綜合管理效率[8]。傳統紙質文檔存在信息查找困難、存儲空間占用大等問題，OA系統可將檢測報表、文檔、資料進行數字化管理，且相關報表標準化管控，確保數據的一致性、準確性、完整性、及時性，也可實現信息的快速查詢。

2）流程待辦消息及時提醒，人員可高效處理流程任務。相關預警消息，如溫濕度超過閾值提醒[9，10]，使用戶能快速反饋，保證試驗質量。消息按時提醒，如設備檢定、保養等按計劃時間通知，有效保證設備符合試驗要求，保證試驗質量。

3）系統可將分散、碎片化分布的數據統一處理分析，實時監測和分析各項業務指標，如試驗延遲率等，也便于管理者了解運營情況，根據實時信息做出智能決策和預測，提供更具有針對性的解決方案，實現有效監管。

4? 結? 論

中路試驗室使用試驗室系統，為實現試驗室長久健康發展，建立長期的成本優勢，提升企業核心競爭力。

系統實現管理過程在線、任務流程在線、檢測數據在線、環境監測在線、消息提醒發送等功能。通過OA流程化管理，實現設備管理、易耗品及危化品、試驗檢測流程等試驗室要素線上管控。利用該物聯網、通信技術等手段智能化改造設備，使檢測更“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。使用系統使得試驗室各個環節處在有效受控狀態，提升中路試驗室管理水平。管理者可實時監測和動態分析各項業務指標，對數據進行快速檢索提取、加以分析利用，實現有效監管。

同時，全面的數據接入、標準化的數據格式、統一的數據管理，為以后智能分析提供高質量的訓練樣本，為后期發掘數據之間關聯性、預測數據建立良好基礎。進而能實現對指標范圍的掌控，對委托單位的送檢樣品做出實時預測，綜合評估公路工程的施工質量，及時有效規避工程質量出現的各類風險，減少返工帶來的損失。

參考文獻：

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[10] 楊帆.淺談提升公路工程試驗檢測管理能力的對策 [J].黑龍江交通科技，2020，43（9）：214-215.

作者簡介：朱穎（1997—），女，漢族，江蘇南通人，助理工程師，本科，研究方向：試驗室信息化管理系統開發；翟金陵（1988—），男，漢族，江蘇鹽城人，中級工程師，本科，研究方向：道路工程檢測及技術開發與應用、試驗室信息化管理系統開發、智慧檢測技術研發；崔傳煒（1988—），男，漢族，江蘇徐州人，中級工程師，本科，研究方向：交通安全設施、路基路面和檢驗檢測機構質量體系管理；陳立霞（1989—），女，漢族，江蘇淮安人，中級工程師，本科，研究方向：試驗檢測管理；吳軍煜（1992—），女，漢族，江蘇徐州人，本科，中級工程師，研究方向：體系建設、維護。