检验检测机构及实验室智能化发展探索

宋 寰，卫尊义，白小亮，仝 珂

(中国石油集团石油管工程技术研究院 陕西 西安 710077)

0 引 言

检验检测行业是国家质量基础设施(NQI)的重要组成部分，也是国家创新体系建设不可或缺的领域之一。检验检测机构和实验室在促进经济转型升级、推动科技创新方面，发挥着十分重要的基础性作用。2011年《国务院办公厅关于加快发展高技术服务业的指导意见》确立了检验检测行业作为独立的行业而存在，同时确定检验检测行业为高技术服务业。同年，检验检测服务业就正式纳入国家统计，并相继出台了整合检验检测认证机构等一系列的市场化改革措施，有效地提升了检验检测行业供给水平，优化了行业结构布局。

当前，互联网与各领域的融合不断深化，人工智能应用日趋广泛，为检验检测机构和实验室实现“互联网+”、智能化和检验检测三者的有机融合、衍生出新的价值提供了良好契机。在贸易全球化，市场国际化的背景下，运用好信息化手段，提升我国检验检测行业竞争力，打造具有国际影响力的检验检测品牌，对做好质量提升工程、建设质量强国具有重要的现实意义。本文将从检验检测机构和实验室的发展趋势出发，对智能化检测方法、检验数据、试验设备和实验室环境管理等方面的应用前景和发展方向进行分析研究。

1 检验检测机构的发展现状和趋势

国务院先后发文将检验检测认证行业定位为“高技术服务业、科技服务业和生产性服务业”，成为国家质量提升、助力产业转型升级的重要技术支撑，检验检测认证行业也成为了服务业中的明珠，受到社会各界的广泛关注[1]。

而未来国家质检中心的定位(作用)应当是：国家的检验检测技术创新基地、标准验证基地、产品质量监督检验的技术依托、产品质量提升的助力机孵化器、产品质量争议最高裁决者，市场公平竞争的守护者[2]。检验检测机构不应该只是出检测报告，而是要让客户拿着具有品牌价值的检测报告，提升它的影响力和竞争力，所以检测机构应该重视品牌建设，向着先进发展方向奋力前行。

1.1 检验检测机构的发展现状

我国质量检验检测行业发展主要呈现出竞争性和增长型态势。随着科学发展进程加快、质量安全理念日益彰显，我国检验检测认证工作得到全社会的普遍重视和积极推动，市场容量持续扩大。尤其是过去二十年，国家注重推进智能制造、航空航天、轨道交通等战略新兴产业的发展加之各项利好政策的大力扶持，极大地刺激了对该行业的需求。但目前行业龙头企业较少，竞争较为激烈。同时，近年来随着宏观经济向高质量发展转型升级，制造业发展增速有所减缓以及其他国家对我国制造业需求的减少会对我国质量检验检测行业发展产生了不利影响。当然我国近6年来大力倡导和推行的“一带一路”政策促进了对外贸易的快速发展和国内市场的消费升级，这些方面也刺激了质量检验检测行业的需求，对行业发展是有利的。我们需要做的就是克服和避开不利因素，把重点放到利用有利的一面发展上，以我国经济的发展现状来看，质量检验检测行业还有很大的发挥空间，未来发展的重点应朝向专业化。

1.2 检验检测机构智能化发展趋势

新兴产业、新兴技术的发展影响检验检测行业的发展。互联网+、云计算、大数据、人工智能等新兴的技术，将会影响现有检测的思路和架构，未来可能会引发行业颠覆性的变化[3]。例如，快速测试技术的重大突破，将大大简化检验检测大型设备的复杂操作；虚拟技术与量子技术的深入应用，可实现样品无需送达即可实现远程化“傻瓜化”的检验检测等，这些新技术、新趋势将可能导致检验检测行业生态的重大变化。在第十届中国第三方检测实验室发展论坛主题演讲中[4]曾提出，“检测+物联网”，即将传统的检测标准和方法利用传感设备和互联网实现即时数据采集，检测机构定期进行数据分析，结合现场抽样来实现即时监测，应用于保障仪器设备的安全运转。“检测+大数据”可以通过大数据和区块链技术，实现实验室和实验室、专家、消费者、企业、国家之间的知识共享和数据共享。“检测+新媒体”可以创造出为企业生产、采购，为消费者消费决策做指导的专业媒体。“检测+社交”可以实现行业的垂直社交平台，整合实验室和专家资源，形成学术交流和知识输出的知识平台。这些都给了我们检验检测机构和实验室发展的方向，检验检测技术在“互联网+”的时代背景下，与人工智能融合，将会衍生出新的价值，促进检验检测行业的长远发展。

然而，检验检测涵盖面广、体系庞杂，对“互联网+”与“检验检测智能化”的理解还不统一，融合发展还需要一定的探索。尽管如此，检验检测认证机构智能化发展是其做大做强检验检测服务业的必然发展道路，也是国家和社会经济对行业的要求。

2 检验检测机构和实验室智能化发展方向

如果检验检测机构或者认可实验室只是通过检测结果出具检验报告，那和其他具有同样资格可以出具报告的检测机构没有本质区别，但检验检测机构和实验室能够为产品生产企业在产品研发上，为产品使用企业在产品选择上，输入专业的检测能力，就能够形成差异化能力，是自己的机构更具有高层次的竞争力，也会拥有更好的利润率。

发达国家在本世纪初，就提出了实验室挑战计划，要求实验室开放共享，运用更多智能化和机器人参与操作[5]。进入实验室，将是给人带来高科技的感觉，可以成为展示中心，对外来人员以及合作单位进行展示，通过实验室可获知未来企业研发能力如何；通过设备和平时的操作流程，就能知道检测能力如何。智慧实验室，可以实现少投入，多产出；可以在同样面积同样空间的情况下，满足未来更多调整的可能性以及扩增的可能性；可以节约更多的人力、物力，并提供更高效高质量的技术服务。

2.1 以智能化引领检测发展方向

“互联网+”不仅仅是改进管理与服务的工具和手段，不是在“检验检测+互联网”的低层次物理性结合上；人工智能也不是提升效率的权宜之计和技术手段，而是应该真正将“互联网+”、人工智能放到主导地位，纳入检验检测未来长远发展中去谋划。在这个万物互联和万物智能的时代，人工智能和“互联网+”正深刻地改变着经济与社会的运行方式，它将进一步把人类从繁重、危险、重复性劳动中解放出来，带动多种传统产业的变革，促进产业模式的调整，对检验检测机构和实验室来说，实现从传统检验检测向“互联网+”与智能化新的跨越。

2.2 以智能化提升检测能力水平

质量检验检测行业的发展在一定程度上取决于质量检测仪器的发达程度，已有不少相关领域借助机器人、无人机进行检测，在提高检测准确度的同时，也加强了对试验人员的保护，有效避免危险的发生。然而，“互联网+”与智能化才刚起步，检验检测机构无论从认识上还是实践上，与国际先进水平的差距还是比较明显。我国检验检测机构和实验室要站稳脚跟实现赶超，就要乘势而上向智能化要生产力、要效率、要未来。

2.3 以智能化延展检测价值链条

人工智能的核心关键是海量的可深度开发利用的数据。检验检测机构在多年的发展中，都会积累大量的专业检测数据，在“大数据时代”的今天，这是一笔宝贵财富。然后，这笔“数字”财富远没有发挥出它应有的作用。我们之前更多的是进行数量上的统计，而针对专业性能参数的实际检测数据本身，利用方式原始智能通过人工花费大量时间去整理和简单分析；分析方式简单，利用先进分析手段有限，分析方向单一，不能实现数据的自学习功能；利用范围有很大的局限性。从这个角度来说，在推行“互联网+”与“智能化”中，检验检测具有其他领域无法比拟的优势。依托“互联网+”与“智能化”，充分运用云计算、大数据等成熟技术和模式，对管理存储的检验检测原始数据进行深度分析、挖掘，是第三方检测从要素驱动发展向创新驱动发展转变面临的一次百年难逢的机遇。跳出传统检验检测的视野局限，将服务领域向前拓展至生产环节，向后延伸至售后环节，为产品的全生命周期质量，提供第一手的资料，等等。利用好可挖掘的海量检测数据，将成为未来延展检验检测机构和实验室实现更广阔的价值链条、推动检验检测行业变革的关键驱动力。

2.4 以智能化提升机构质量管理水平

国际上目前在提倡实验室低熵化，实验室在降低能耗、降低污染和排放，提高效率，增强秩序上下功夫去思考和实践。例如，一个智能库存管理系统运用在成千上万的设备备件和试验耗材管理中，可以实现效率几百倍的提升。智能化的实验室可以实现实验环境控制，根据试验检测要求由试验人员选择工作环境，既可以保证人员安全又能保证数据结果的准确性和可靠性；可以设定危险化学品和废气废水的控制，即可实现环保要求，又能保证实验室安全。

智能化的实验室除了可以保障实验室安全环保、节约资源、降低能耗方面做很多事情，还可以实现实验室的自我诊断，帮助实验室管理者作出正确决策，帮助试验人员进行实验室日常管理。智能实验室自我诊断功能，可以将实验室涉及的试验装备、仪器设备、耗材试剂、备品备件等实验室基础设施整合在一起，完整记录基础设置及试验设备状态，预测和排除故障，保证实验室运行。

3 国家石油管材质量监督检验中心数字化发展探索

油气输送管和油气田井下管柱是油气输送及勘探开发的重要载体，其质量控制及服役安全直接影响企业及地方公众形象和经济效益。随着石油天然气工业的发展，对石油管材质量控制和检验检测技术提出了更高要求。常规检验覆盖面有限，且并不能保证使用性能，检验成本也随着要求提高而成倍增长。依托国家石油管材质量监督检验中心实验室研究平台，数字化智能检测通过解决关键参数测试技术，保证其使用性能实现过程全覆盖，在石油管材智能检测技术相关领域，如石油管材料组织及断口微观特性智能检测技术、管线钢材料断口特性智能检测技术、油套管螺纹参数智能检测技术、油井管螺纹接头性能参数数据库及专家分析系统、油井管全尺寸性能智能化检测装备开发、管杆实物磨损试验系统开发及应用等方面取得显著效果，数字化的应用，起到了控制检验成本和增强经济效益，提升国家中心试验能力、打造检验检测品牌和确保实验室更加客观、公正的目的。

4 结 语

数字化、智能化、网络化是当前社会发展的大趋势。在检验检测行业，人工智能技术同样是促进产业实现转型升级的有效推动力，检验检测与智能化结合是大势所趋。在网络和人工智能技术大发展的时代背景下，运用新兴信息技术，实现资源和数据的集聚共享，是提升检验检测能力，打造检验检测品牌的有效模式，夯实质量技术基础，推动我国经济发展迈入高质量发展时代的有效手段。

实验室的数字化、网络化是走向智能化的第一步，也是实现数据有效利用的重要基础。通过“互联网+”与“智能化”等赋能检验检测机构和实验室，提升检验检测效率和能力，促进行业发展。