基于二维码技术的化工装置巡检系统研究与设计

翟薇丽

（运城学院机电工程系，山西运城 044000）

1 概述

化学工业生产过程复杂，工艺流程长，生产连续性强，各类设备比较繁多，具有高温、高压、腐蚀性强等特点，由此决定了生产装置设备的检修作业具有频繁性、复杂性和危险性的特征。化工装置设备内存在着多种危险化学物质和危险有害因素，会导致各种不安全因素和危险的出现，因此常常需要巡检单位安排相关工作人员进行巡检作业。但是目前化工企业巡检作业还停留在人工巡检阶段，需要巡检人员根据相关巡检规范要求，对设备进行逐一检查，并将检查结果填写在巡检表里，最后纸质提交和备案，这种巡检方式完全依赖于巡检工作人员，所有工作均需要巡检人员手动记录，因此这种作业方式存在工作效率低，工作量大、纸质记录不便保存、容易丢失等缺点。

近年来随着智能手机的市场范围不断扩大，二维码逐渐被人熟知并成为人们生活中不可缺少的重要组成部分，最常见的应用莫过于健康码和移动支付，但是在化工行业，如何利用二维码技术利用数字化操作的方式，提高化工巡检人员的工作效率，降低其工作负担有着重要意义。

2 人工巡检问题和二维码巡检优势分析

2.1 人工巡检缺陷分析

人工巡检主要存在以下三点问题：

（1）填写难规范，巡检不到位，易造成安全隐患，线上数据管理难度高，设备数字化进程慢。

（2）巡检记录无法及时上传，手工重复记录浪费时间。

（3）巡检记录需要申请，麻烦又耽误时间，需要多部门协作，权限不明，大量资料仍存在excel中。

2.2 二维码数字化巡检优势分析

二维码数字化巡检主要有以下三点优势：

（1）一个设备一个二维码，扫码立即查看最新档案信息，扫码逐条确认巡检内容。

（2）扫码巡检可以有效规避假检，巡检发现异常后，扫码提交表单，消息及时通知到相关人员。

（3）异常数据实时提醒，数据实时汇总管理员可及时掌握现场情况。

2.3 二维码技术在巡检中应用可行性分析

目前二维码相关应用较为成熟，与化工装置巡检类似的应用如：设备资产管理，参考设备资产管理应用经验，通过针对每台化工装置，按照一定要求排列数字模板，再将数字模板以“设备二维码档案”形式，以铭牌或者标签形式附着在设备表面，当巡检人员需要巡检时，扫码后就可以查看设备运行、检修和保养情况，相关操作简单易学，无须针对性培训。

3 智慧巡检系统需求分析

3.1 系统需求分析

化工装置巡检数字化系统中的人员以及他们所负责的工作，如表1所示，因此化工装置巡检信息管理工作可以划分为巡检管理和巡检记录2个部分。

表1 化工装置巡检中参与的工作人员及负责内容

一般而言巡检工作分成两个部分：巡检管理和外出巡检记录，而巡检管理由表1可知主要是进行管理，因此此部分可设计Web客户端，管理人员只需在电脑网页进行操作即可完成；另一部分由于要巡检人员实地外出巡检，因此此部分设计成移动端，以方便实地巡检人员携带和操作。系统功能如图1所示。

图1 系统功能需求

3.2 整体架构设计

本系统采用三层架构来开发，包括表现层、业务逻辑层和数据访问层。其中表现层主要包括Web端和移动端；业务逻辑层主要针对Web端实现巡检中涉及的人员、设备和任务管理，移动客户端主要针对巡检任务管理；数据访问层主要包括设备信息、任务信息和巡检记录信息三个部分。通过三层架构的分层思想，可有效合理地组织相关的构件，以便更高效地协同完成任务。如图2所示。

图2 系统总体架构

4 智慧巡检系统功能设计

4.1 具体研究内容

4.1.1 Web客户端的功能模块的划分

化工装置巡检数字化系统的Web客户端的功能模块的设计如图3所示。

图3 web客户端功能模块设计

（1）基础数据管理。该模块客户端可以对工厂的设备、化工厂的检验项目、检验人员等信息进行添加、修改、查询、删除等管理操作。

（2）巡检任务管理。该模块首先管理人员对检查人员进行任务分配，通过服务器推送任务给相应的巡检人员，巡检作业人员可以手机查看巡检任务。

（3）检验记录管理。该模块是所有巡检环节最重要的功能模块，①巡检作业人员要能够在负责巡检区域进行签到打卡，并做到对异常记录可进行相应的维护，对巡检过程中的化学设备快速查看并检验记录；②巡检管理人员能够查看各个记录的签到记录，查看所有巡检人员提交的巡检报告，根据签到位置和巡检报告图片，判断巡检作业人员是否有做假嫌疑。

（4）巡检系统管理。该模块主要是辅助功能，如修改密码和更新客户端等。

4.1.2 移动客户端的功能模块划分

移动客户端的功能模块一共分为巡检任务、巡检记录、巡检路线、系统设置四个部分，化工装置巡检数字化系统的移动客户端的功能模块设计如图4所示。

图4 移动端功能模块设计

（1）检查任务。该模块主要实现任务领取、任务查看和任务提交三个功能。其中，任务领取是巡检管理人员推送巡检任务，巡检作业人员领取巡检任务；查看任务实现巡检作业人员查看未完成和已完成巡检任务；提交巡检任务是巡检作业人员在完成相关巡检工作，并填写完信息后提交巡检报告至服务器端。

（2）检查记录。巡检记录模块主要实现巡视点签到和巡检记录两个功能。巡视点签到是指巡检作业人员在巡检任务范围内，查看巡检任务并在相应巡检任务范围内签到，签到完成后，弹出相应的检查项目，检查人员根据检查结果将相应项目的数据填写在相应的列中。如果在检查过程中发现异常，可以通过拍照和描述来记录一些异常。

（3）系统设置。该模块实现一些辅助功能包括用户登录、清除缓存和版本更新。其中用户登录用于切换帐户；清除缓存用于清除历史数据，以节省内部存储空间；版本更新是为了确保检查员使用的移动客户端始终是最新版本，以防丢重要数据丢失或者重要功能无法实现。

5 结束语

从信息化设备巡检管理现状出发，研究基于二维码技术的化工装置巡检系统，将移动端与设备管理连接起来，用数字化方式解决化工装置巡检作业率低，巡检数据难保存等一系列问题，对化工企业巡检部门进行数字化改革具有一定参考价值。