数据可视化技术在成套装置管道检验中的应用研究

邵冬冬 陈 虎 许 波 陈文飞 杨 帆

（宁波市特种设备检验研究院 宁波 315000）

科技发展到21 世纪的今天，5G、大数据、人工智能等新技术的发展不仅深刻影响着人们的生活和工作，也在重塑着各行各业产业发展的新业态。以大数据、云计算、人工智能和物联网为核心的第四次工业革命拉开序幕，人类社会将迎来人工智能时代[1]。在特检行业，随着5G 网络、大数据分析和新型智能传感技术的发展，数字化智能化将深入检验检测业务，推动特种设备检验检测模式和数据应用方式的重大变革，重塑特种设备检验检测新模式、新业态[2-4]。

数据可视化技术可以将复杂的数据以可视化图标的信息进行呈现，将数据映射为合适的可视化形式，帮助大家直观地了解数据中蕴含的知识和规律。一个好的可视化结果具有化繁为简、一目了然等特性，可以解构数据中蕴含的复杂信息，高效传达数据知识，引导大家关注数据的重要特性和赋予大家洞察不同数据侧面的能力[5-7]。

随着工业的快速发展，化工设备逐渐往高参数、复杂化发展，特种设备的定期检验作为特种设备安全管理的重要环节，是保障设备正常使用和安全生产的重要工作形式，其重要性也越来越突出。传统特种设备定期检验工作模式工作强度大、智能化水平低，且极大考验检验人员的经验积累，检验质量受人为因素影响较大。

1 检验数据智能应用平台建设及部分功能模块介绍

针对以上问题，笔者单位自主开发了一套基于大数据技术的压力管道智慧检验实施及管理系统，该系统支持压力管道定期检验业务全流程，功能模块间数据相互联通实现业务协同和一体化研究，有效提高检验效率及检验质量，为笔者单位特种设备检验业务管理、科研探索和检验技术提升提供统一数据应用环境。系统目前已初步建设成为笔者单位特种设备检验专业数据集成应用平台，下一步将努力建设成为以大数据和知识化管理为应用的特种设备检验数据智慧平台。本文主要介绍系统中的检验流程动态看板和检验数据可视化两个功能模块，初步探索数据可视化技术在压力管道定期检验工作中的应用。

1.1 检验流程动态看板模块

检验流程动态看板模块主要支持不同作业单位实时查看检验过程中不同检验流程的动态数据。系统根据检验过程中不同角色对于检验环节的关注点不同，围绕不同角色的关注点和管理角度，形成各类特色化看板，让作业人员更好地对检验环节进行管理和掌控。看板内容包括每日未实际完成情况、鸟瞰图、返修情况以及已开工的检验完成情况四大信息展示区，见图1。

图1 检验流程动态看板模块

在每日未实际完成情况板块，系统根据检验现场的实时进度，每日定时更新最近一周内搭架子、拆保温和打磨三大类压力管道定期检验主要辅助工作的每日完成进度，方便企业和检验检测单位实时掌握辅助工作的开展情况，以便更好地安排后续检验检测项目，保证整个检验工程的顺利进行。

在鸟瞰图板块，系统能够根据检验现场的实际工作进度，按照检验未开工、检验进行中和检验已完成3 种属性标签，每日定时更新展示整个检验工程中每条管线检验工作的总体完成情况；在检验任务鸟瞰图中，系统按照未超标和超标2 种属性标签，每日定时更新整个检验工程中具体每条管线的所有检验项目的整体检验结果，让企业实时清晰地了解当前检验工程的整体检验质量。

在返修情况板块，系统集中展示未完成、进行中、已完成返修缺陷的具体数量，还有总体返修缺陷数量和返修比例的统计分析数据，让企业和检验单位能更清晰明了地掌握当前检验工程中关于缺陷返修的工作进度，了解整个检验工程的检验质量。

已开工的检验完成情况板块支持查看每条管线不同检验项目的具体检验进度，通过不同颜色的标签进行展示。系统能够根据检验方案展示每条管线计划开展的具体检验项目，以及每个检验项目计划的数量和当前实际已经开展的数量，在每个检验项目的结果显示中，还以红色显示不合格的检验项目，方便检验人员和企业能实施掌握当前检验的具体检验质量和不合格情况。

在检验任务鸟瞰图和已开工的检验完成情况板块，点击系统页面能够直接进入管道的监控验收页面，查看每条管道的具体检验情况，让企业和检验人员能够根据展板反馈的初步信息，了解缺陷的具体情况，从而实现基于看板数据穿透查看某一条管道的详细检验情况和具体检验项目的记录情况，见图2、图3。

图2 监控验收页面展示

图3 检验记录页面展示

1.2 检验数据可视化模块

在检验数据资源建设方面，本系统通过图纸数字化解构技术，实现管件、焊缝与检验计划的信息关联，实现检验数据一张图、数据结构化版本化等功能，盘活历史检验数据。

检验数据可视化模块中，系统根据检验计划与设备台账的数据关联，并通过大数据技术搜索匹配底层数据库中的历史检验相关数据，自动生成本次检验计划中每条管线的历次检验数据可视化台账，检验人员可通过本模块查看管线历史检验中的具体信息，包括每个检验项目的位置和检验结果，综合研判每条管线的整体质量情况以及历史检验中缺陷位置的分布情况，有助于检验人员更加精准地制定管线的检验计划。

系统默认展示最近一期压力管道检验结果台账，信息包括管道信息、管道规格、使用的检验方法、每种检验方法实际的检验位置及数量、每种检验方法出现的不合格数量，见图4。

图4 检验数据可视化台账

系统支持下钻查看某一条管道具体的检验结果，如果检验不合格，系统会默认以存在问题的形式展示当时检验时出具的意见通知书2。同时通过大数据管理技术，把历史检验记录与检验位置的数据关联，可一键定位不合格缺陷在图纸中的位置，实现图表联动交互展示。能够为下一次检验工作开展提供数据参考，见图5。

图5 检验数据交互展示

同时支持查看历史检验数据中采用的检验项目相关信息，支持一键追溯查看当时的检验记录，实现单条压力管道检验过程记录全生命周期数字化管理，精细化管道某个焊缝、管件检验过程记录全生命周期数字化管理，为压力管道的安全使用健康状况提供大数据支持，见图6。

2 结论

1）初步建设完成压力管道定期检验业务专业数据集成应用平台，具备压力管道定期检验业务支持和数据智能统计分析两大类14 项专业功能，对压力管道定期检验过程从基础数据库建设到检验过程实施乃至最后的检验记录报告出具实现全流程覆盖，极大地提升了检验效率，实现了压力管道定期检验全流程数字化应用。

2）“业务主导”模式是平台建设之本，需要通过迭代升级模式来逐步实现大数据技术与特种设备检验业务的深度融合。统一的数据平台提供运行环境、海量的数据资源提供数据基础、大数据技术算法提供分析工具，特种设备检验大数据智能分析应用是数字化检验下一步工作的重点方向[8-10]。