数字化智慧检测云平台的研究与实现

朱颖 翟金陵 崔传炜 陈立霞 吴军煜

收稿日期：2023-09-01

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.06.035

摘  要：质量管理是检测试验室发展的根本问题，为提升试验室现有管理水平、降本增效，利用“物联网+互联网”，标准化建设开发了“数字化智慧检测云平台”。该平台覆盖试验室日常管理的各个环节，规范化、高效化人员操作，利用信息化技术辅助试验室处理决策，为中路检测试验室数字化转型的举措之一。降本增效，满足中路试验室自身工作和发展的需要，符合国家发展战略要求，也是行业技术发展的必然要求。

关键词：物联网；试验室管理；云平台

中图分类号：TP311    文献标识码：A  文章编号：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”发展规划》进一步强调了信息技术赋能，强化数字交通治理。《交通强国建设纲要》的九大重点任务明确指出科技创新富有活力、智慧引领，要强化前沿关键科技研发，大力发展智慧交通，推动新技术与交通行业深度融合，完善科技创新机制[1]。同时随着信息化、物联网、移动通信5G、高精度定位技术的快速发展，长久以来制约公路工程信息化的瓶颈已经消除。另一方面，试验检测在工程质量管理扮演着重要角色，因而承担试验检测的试验室需加强质量管理，其管理水平的高低直接影响了检测结果的质量。因此，质量管理成为试验室发展的重中之重。为此，中路交科积极响应号召，从自身现实考虑，降本增效，推动试验室数字化转型，谋求企业发展新动力。

数字化转型旨在推动传统检测和管理方式向数字化、智能化方向发展，提升效率和品质，以适应快速发展的社会需求。不仅是实现试验室简单的OA流程和文件管理功能，也是技术多应用的转变，是技术与业务的全面交互发展。利用物联网技术、智能传感器技术，对检测业务进行全面的重构[2]。利用信息技术，对传统管理进行深度变革。

本文通过对数字化智慧检测云平台的介绍（以下简称：试验室系统），展示中路试验室利用系统，进一步数字化管控，实现降本增效。

1  试验室系统功能设计

试验室系统以试验室需求为导向，须满足试验室日常管理和业务处理需要。因此，系统功能可分为日常管理功能、数字化试验检测两个部分。试验室系统由PC端和小程序组成，PC端为试验室系统主体功能，小程序可方便外部用户委托、内部用户各模块功能审核。

1.1  日常管理功能

母体试验室日常管理具有信息要素多、任务量大且繁杂等特点，为达成用户可通过系统完成日常工作的目的，系统包括系统设置、人员管理、设备管理、试验检测、样品管理、质量体系、易耗及危化品、环境监测、数据统计、工地试验室管理10大功能模块，可实现以下基本功能。

1.1.1  权限管理在线

基于Node.js的权限设计，不同角色可动态分配菜单，用户绑定角色，实现各用户菜单权限控制。一是实现功能权限控制，控制功能菜单即是控制功能流程，避免误操作。二是实现数据权限控制，限制人员读写数据权限，保证数据安全性。菜单数据后端控制，通过接口动态请求菜单权限，提高了权限配置的效率和系统的安全性。

1.1.2  任务流程在线

系统业务场景明确，实现试验室日常工作的管理，搭建出符合自身需求的数字化流程，功能高可用性。流程标准化控制，比如设备的检定/校准、维修、保养、租赁、外检等按照规范限定线上操作流程，整个过程自动化完成。同时流程可视化，方便溯源查看。

1.1.3  环境监测在线

试验检测对环境温湿度要求严格，温湿度也直接影响试验的结果。各试验室温湿度传感器监测数据，经由GPRS网络传数据给系统，根据设置的阈值范围，超限即预警提醒相关负责人及时采取措施，保证试验质量，如图1所示。

1.1.4  统计分析在线

数据种类多样，数量庞大。使用系统对试验室数据动态统一管理，提供查詢、管理、监督的服务功能。可供实时查阅试验室人员工时、委托费用、各种试验结果数据，并提供对结果数据的多种不同的检索和查询形式，包括丰富的图表查询、直观数据一览查询，如图2所示。系统信息化统计，充分实现数据共享，为试验室人员绩效考核、设备物品管理等提供参考，节省时间成本、人力成本，提高工作效率。

1.1.5  工地监管在线

母体试验室审查管理各工地试验室上传的体系文件、成果资料、监督检查资料、人员信息等，形成电子档案，确立设立的工地试验室可控。可直接视频监控查看各检测室人员操作情况，查看各房间摆放是否符合要求，提出对应整改意见，实时、高效、有效地对工地试验室进行远程监管。通过信息化手段和传统授权结合的方式，对工地试验室起到引导、监管和控制作用，促使工地试验室规范化、正规化发展[3]。

1.2  数字化试验检测的应用

试验检测是试验室管理的核心要素，也是系统日常运行使用最频繁的模块，所以试验检测环节是整个平台的重点。从使用者角度区分，可分为内部用户和外部用户。试验检测工作信息化的基本流程如图3所示。

1.2.1  外部试验委托

外部用户可通过PC端或微信小程序线上试验委托，查看检测资质、在线录入委托信息，有效提高委托的准确性和可靠性。PC端与小程序数据同步，一定程度上两者互为补充。

待接样员审核确认后，及时生成检测委托单，进入试验检测流程。实时消息提醒，外部用户也可在线追踪了解委托送检样品的检验进程，检测结束后及时查看下载检测报告。

用户可在相应委托结束后对服务进行评价，反馈的评价信息给试验室管理提供参考，使其进一步提高工作效率和服务质量，健全有效的评价体系是保障试验室质量的有效措施。

1.2.2  内部检测流程

试验检测全过程化管理，自试验委托生成，到报告发放，系统流程化、标准化控制试验流程，规范试验员的流程操作，使得错综复杂的流程管理能够有条不紊的进行。

系统统一管理记录表、报告格式，实现检测报表的标准化、规范化。试验员盲检，检测数据录入后，系统自动判定提醒检测结果合理与否，自动生成记录表、报告。检测工作信息化在某种程度上减轻了试验员的工作量，减少了试验员对试验数据的处理时间，使得检测数据和检测报告更准确，极大地提高了试验检测工作效率[4]。

系统采用CA认证签署人员电子签名、加盖检测章，对终端节点进行安全监控，确保流程操作的真实性和合法性，确保数据的安全性[5]，如图4所示。同时，系统数据留痕，可溯源查看过程数据，如委托信息、记录表报告等信息的修改。

1.2.3  检测数据录入

检测设备智能化改造，部分试验参数已实现自动采集和传输（如图5所示），如智慧型天平，由称重传感器、控制器、数据存储器、蓝牙模块组成，能够通过蓝牙通信方式与终端设备进行无线通信实现数据采集，将软件和硬件结合。物联数据采集之后，实时在记录表中显示，如图6，减少了数据输入错误情况的发生，提高数据的一致性、可信性。无法物联采集的参数，试验员线上录入过程数据，系统自动计算、生成图表，减少人为处理的错误。系统可实时监测监测数据，异常、不合格数据及时提醒试验员[6]。

图5  物联数据采集

系统的使用可减轻试验人员工作量，进一步提高检测人员工作效率。并且可以帮助解决试验检测数据时效性差、检测效率低的难题，可以减少人为因素的干扰，消除人为错误，提高检测结果的准确性和可靠性，对检测质量产生深远影响。

2  系统架构

如图7所示，系统采用传统的MVC三层架构，业务应用层、数据层、通信层。通过人员、设备、试验检测建立各个模块之间的数据结构关系。系统针对检测数据安全做了数据隔离，读写分离处理。数据库为各个模块提供了数据支撑，并且对检测数据进行持久化保存，对历史数据可追溯。

图7  架构图

平台将各项样品参数通过物联设备采集到的检测数据，经过HTTP协议网络传输到数据库中，根据参数对应的报告模板将数据库中检测数据自动生成报告和归档。针对检测数据通过算法，分析出试验数据的合格范围，方便下次试验取样。数据库和检测数据的建立，为人员、设备、检测数据的保护、分析起到重要的作用。

3  降本增效的成果

降本增效可理解为降低成本，提高效率、增加效益。实际，降本最终目的也是提高效率和质量，建立起长期的成本优势和竞争优势[7]。试验室系统的建立实现对试验室的量化管理，自系统使用以来，经相关费用统计分析可知，截至目前，使用系统已按预期降低了相关成本，达成提高效率和质量的目的。

3.1  降本成果

人力成本是成本控制的重中之重，OA流程化管理实现设备管理、易耗品及危化品、试验检测流程等试验室要素线上管控。据统计可减少2.2%人力成本，以下为具体说明：

1）任务线上处理，消息及时提醒，减少人员沟通操作成本，避免发生因信息传递的延迟和丢失而造成生产延误。同时有效减少流程办理的时间，提高人员效率，进一步解决跨部门、岗位人员协同办公效率低下的问题。同时操作留痕，可溯源管理，办事过程透明、有据可依，减少争端概率。

2）数据库管理有效归档各种文件信息资料，可大量减少人员整理时间。如接样员统计委托费、委托单、接样登记等，有效减少人员工作负担。资料繁杂、易丢失，数据信息化可有效规避这类问题的发生。

3.2  增效成果

自使用系统以来，解放人力，提高办公效率成果显著，以下为具体说明：

1）一体化信息网络，数据线上集中处理，避免人为处理时易出现的信息遗漏、错误等情況的发生，提升综合管理效率[8]。传统纸质文档存在信息查找困难、存储空间占用大等问题，OA系统可将检测报表、文档、资料进行数字化管理，且相关报表标准化管控，确保数据的一致性、准确性、完整性、及时性，也可实现信息的快速查询。

2）流程待办消息及时提醒，人员可高效处理流程任务。相关预警消息，如温湿度超过阈值提醒[9，10]，使用户能快速反馈，保证试验质量。消息按时提醒，如设备检定、保养等按计划时间通知，有效保证设备符合试验要求，保证试验质量。

3）系统可将分散、碎片化分布的数据统一处理分析，实时监测和分析各项业务指标，如试验延迟率等，也便于管理者了解运营情况，根据实时信息做出智能决策和预测，提供更具有针对性的解决方案，实现有效监管。

4  结  论

中路试验室使用试验室系统，为实现试验室长久健康发展，建立长期的成本优势，提升企业核心竞争力。

系统实现管理过程在线、任务流程在线、检测数据在线、环境监测在线、消息提醒发送等功能。通过OA流程化管理，实现设备管理、易耗品及危化品、试验检测流程等试验室要素线上管控。利用该物联网、通信技术等手段智能化改造设备，使检测更“智慧”。提高人员工作效率，减少人力物力成本，真正做到了降本增效。使用系统使得试验室各个环节处在有效受控状态，提升中路试验室管理水平。管理者可实时监测和动态分析各项业务指标，对数据进行快速检索提取、加以分析利用，实现有效监管。

同时，全面的数据接入、标准化的数据格式、统一的数据管理，为以后智能分析提供高质量的训练样本，为后期发掘数据之间关联性、预测数据建立良好基础。进而能实现对指标范围的掌控，对委托单位的送检样品做出实时预测，综合评估公路工程的施工质量，及时有效规避工程质量出现的各类风险，减少返工带来的损失。

参考文献：

[1] 中共中央国务院印发《交通强国建设纲要》 [N].人民日报，2019-09-20（4）.

[2] 李荣炜，林佳玲，余恺.建设工程检测数字化转型应用及展望研究 [J].广东建材，2022，38（12）：40-42+61.

[3] 庄坤.母体实验室对标准化工地试验室的管理 [J].江西建材，2021（4）：30-31.

[4] 高速公路建设项目全周期全要素数字化管理技术研究 [J].交通节能与环保，2022，18（S1）：81-84.

[5] 满楠.CA电子档案管理系统的设计与实现 [D].成都：电子科技大学，2016.

[6] 何利，舒刚，冯川，等.创新质量管理 铸造品质工程——镇广高速公路建设施工自检管理机制探索与实践 [J].交通企业管理，2023，38（2）：24-26.

[7] 吴建军.降本增效在企业成本管控中的运用 [J].西部财会，2023（7）：55-57.

[8] 周积，吴丰铭，杨小剑，等.一体化协同办公OA系统的架构分析 [J].电子技术，2022，51（1）：128-129.

[9] 王剑伦，邱巍，周云龙，等.基于物联网的高速公路试验检测管理平台开发 [J].科技创新与应用，2022，12（3）：192-196.

[10] 杨帆.浅谈提升公路工程试验检测管理能力的对策 [J].黑龙江交通科技，2020，43（9）：214-215.

作者简介：朱颖（1997—），女，汉族，江苏南通人，助理工程师，本科，研究方向：试验室信息化管理系统开发；翟金陵（1988—），男，汉族，江苏盐城人，中级工程师，本科，研究方向：道路工程检测及技术开发与应用、试验室信息化管理系统开发、智慧检测技术研发；崔传炜（1988—），男，汉族，江苏徐州人，中级工程师，本科，研究方向：交通安全设施、路基路面和检验检测机构质量体系管理；陈立霞（1989—），女，汉族，江苏淮安人，中级工程师，本科，研究方向：试验检测管理；吴军煜（1992—），女，汉族，江苏徐州人，本科，中级工程师，研究方向：体系建设、维护。