路 陽

（廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測總站有限公司 廣州510500）

智慧城市是把新一代信息技術(shù)和創(chuàng)新概念充分運用在城市中的各行各業(yè)，將系統(tǒng)和服務(wù)打通、集成，實現(xiàn)提升資源運用的效率，優(yōu)化城市管理和服務(wù)，提升民眾的服務(wù)體驗與生活質(zhì)量［1］。從智慧城市的概念可以看出，智慧城市是一個包羅萬象的集合體，它適用于各行各業(yè)，具體到特定的行業(yè)或領(lǐng)域，它又有特定的表現(xiàn)形式，例如：智慧政務(wù)、智慧交通、智慧醫(yī)療等等。由此延伸，將智慧城市的概念應(yīng)用于實驗室建設(shè)，將帶來智慧實驗室。

智慧城市的建設(shè)核心是大數(shù)據(jù)建設(shè)，工程檢測實驗室的核心產(chǎn)品也是數(shù)據(jù)，因此兩者的結(jié)合具有非常完美的切合點。筆者具有多年的工程檢測實驗室的從業(yè)經(jīng)歷，結(jié)合行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為智慧實驗室的建設(shè)既有必要性，又有可行性［2］。

1 工程檢測智慧實驗室建設(shè)的必要性

要說明工程檢測智慧實驗室建設(shè)的必要性，就要從工程檢測實驗室發(fā)展過程中存在問題和行業(yè)的發(fā)展需求入手分析。

1.1 工程檢測實驗室發(fā)展中存在的問題

1.1.1 實驗室公信力有待提升

一直以來工程檢測行業(yè)從業(yè)人員的素質(zhì)相比食藥監(jiān)、醫(yī)療等行業(yè)的檢測人員較低是不爭的事實，另一方面，行業(yè)和地區(qū)監(jiān)管的差異也造成了檢測機構(gòu)規(guī)范化管理的良莠不齊，因此關(guān)于工程檢測實驗室出具虛假或存在技術(shù)缺陷的報告的事件仍不絕于耳。對于檢測行業(yè)，其最核心的生命力就在于公正、準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)所打造的公信力，因此實驗室公信力的提升具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1.1.2 過程管理難

檢測工作管理的重點在于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可溯源，做到這一點需要在人員、設(shè)備、方法、環(huán)境等多個方面的持續(xù)有效管理，這一管理的過程在檢測機構(gòu)往往以質(zhì)量手冊、程序性文件、作業(yè)指導(dǎo)書與記錄表格的形式體現(xiàn)。管理文件的作用，需要人的有效執(zhí)行，但人對制度的有效執(zhí)行僅靠認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更需要現(xiàn)實可行的手段確保過程管理有效，尤其對于檢測參數(shù)多、作業(yè)范圍廣的工程檢測實驗室非常有必要。借用安全生產(chǎn)管理中經(jīng)常用到的“本質(zhì)安全性”的概念，其意指設(shè)備的安全措施可以在人為操作失誤或設(shè)備故障的情況下仍可保證系統(tǒng)的安全，將這一概念引用到實驗室過程管理中，也就是“本質(zhì)有效性”。

1.1.3 數(shù)據(jù)價值的挖掘及衍生服務(wù)不足

長期以來工程檢測實驗室的產(chǎn)品就是檢測報告，再具體一點就是檢測報告中的數(shù)據(jù)，這些不同工程項目的、不同類型的數(shù)據(jù)間往往是孤立的，這一現(xiàn)象不利于行業(yè)的提質(zhì)增效，尤其對于涉及工程安全的項目（如施工起重機械檢測），數(shù)據(jù)間的彼此孤立帶來的不僅是效率的低下，還帶來安全隱患此起彼伏的頑疾。另外，從客戶的角度分析，檢測報告的結(jié)果，反映在客戶面前的僅是數(shù)據(jù)或圖表，對于這樣的結(jié)果所反映出的工程是否存在質(zhì)量安全隱患，往往需要專業(yè)人士的識別，而且待客戶拿到報告時才知道存在的問題可能為時已晚。

1.2 智慧實驗室是實驗室信息化和創(chuàng)新發(fā)展的客觀需要

從時代發(fā)展的角度看，各行各業(yè)都在將大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈等新技術(shù)作為創(chuàng)新發(fā)展的切入點，這些切入點的集大成者就是智慧城市建設(shè)。檢測行業(yè)的發(fā)展如果不從管理和實現(xiàn)手段上尋求變化，就只能是低水平的重復(fù)建設(shè)，縱觀當(dāng)今獲得快速發(fā)展的行業(yè)，無一例外的都是在信息化和提升客戶體驗方面取得突破的行業(yè)［3］。

“大數(shù)據(jù)”已然成為重要商品的今天，對于檢測行業(yè)來說誰能將紛繁復(fù)雜的檢測數(shù)據(jù)充分挖掘，并運用于行業(yè)的提質(zhì)增效和技術(shù)服務(wù)的延伸，誰就掌握了創(chuàng)新發(fā)展和搶占市場的良機。

2 工程檢測智慧實驗室的建設(shè)方案

工程檢測智慧實驗室從功能板塊的組成來看應(yīng)至少包括：數(shù)據(jù)大屏、數(shù)據(jù)中心、區(qū)塊鏈系統(tǒng)、項目管理、實驗室管理等5個基本的板塊，每個功能板塊自成體系，又彼此相聯(lián)，共同形成實驗室管理、數(shù)據(jù)挖掘與分析、成果展示與應(yīng)用的有機體［4］。智慧實驗室平臺架構(gòu)如圖1所示，業(yè)務(wù)總體圖如圖2所示。

圖1 智慧實驗室平臺架構(gòu)Fig.1 Platform Architecture of Smart Lab

圖2 智慧實驗室業(yè)務(wù)總體圖Fig.2 General Business Diagram of Smart Lab

2.1 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是智慧實驗室的中樞，承擔(dān)著各種數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)支撐的職能［5］，是“大數(shù)據(jù)”的收集與加工制造中心。數(shù)據(jù)中心不僅融合實驗室管理數(shù)據(jù)、檢測項目數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)［6］，更具有智慧實驗室所特有的數(shù)據(jù)處理與分析的功能，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后所映射的“特性”、“習(xí)慣”、“趨勢”等各類主體和行業(yè)的關(guān)鍵信息，并且通過長年累月的數(shù)據(jù)積累，這些關(guān)鍵信息的準(zhǔn)確性和價值愈發(fā)突顯。

2.2 區(qū)塊鏈系統(tǒng)

區(qū)塊鏈從本質(zhì)上講是一個共享數(shù)據(jù)庫，存儲于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有“不可偽造”、“全程留 痕”、“可 以 追 溯”、“公 開 透明”、“集體維護(hù)”等特征［7］。基于這些特征，區(qū)塊鏈技術(shù)奠定了堅實的“信任”基礎(chǔ)，創(chuàng)造了可靠的“合作”機制［8］。其特征非常吻合第三方檢測實驗室所要求的數(shù)據(jù)公正、可靠、可溯源，是提升實驗室公信力的有力手段。

為提高數(shù)據(jù)的真實性，近年來各地行業(yè)監(jiān)督部門紛紛設(shè)立了檢測信息化監(jiān)管平臺，對重要檢測數(shù)據(jù)要求實時上傳，但這一做法的覆蓋面不夠廣泛，實時上傳的參數(shù)受作業(yè)環(huán)境、檢測方式、數(shù)據(jù)上傳的可行性等多種因素的制約，并未全覆蓋。另一方面，當(dāng)前數(shù)據(jù)實時上傳的要求，是行業(yè)監(jiān)管部門制定的監(jiān)管要求，其執(zhí)行手段是自上而下的，對部分檢測機構(gòu)而言是被動的接受，而非自身內(nèi)升動力使然，因此對于整個行業(yè)的公信力的提升、行業(yè)的規(guī)范化建設(shè)等方面作用有限。但區(qū)塊鏈的技術(shù)應(yīng)用，不僅可有效解決檢測數(shù)據(jù)溯源的需要，更可將實驗室管理、檢測效率提升等檢測機構(gòu)自身建設(shè)的需要相融合，成為機構(gòu)自發(fā)的行為，產(chǎn)生內(nèi)升動力，與行業(yè)的監(jiān)管上下呼應(yīng)，促進(jìn)整個行業(yè)的規(guī)范化建設(shè)和公信力提升。

2.3 實驗室管理

實驗室管理是以檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定的相關(guān)規(guī)定為基礎(chǔ)［9］，結(jié)合實驗室管理的具體技術(shù)要求，針對“人、機、料、法、環(huán)”所進(jìn)行的各項管理。智慧實驗室通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)［10］等信息化手段，在實驗過程中對人員身份、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境狀況等實驗室管理的重要環(huán)節(jié)自動采集，并通過智能化的分析制定各環(huán)節(jié)的執(zhí)行策略，實現(xiàn)對實驗過程的有效監(jiān)控和分析，發(fā)現(xiàn)不符合情況及時報警，甚至自動停止試驗。

由于智慧實驗室平臺與BIM、CIM、云計算、區(qū)塊鏈和人工智能間存在良好的對接渠道，因此在實驗室管理過程中，可以將傳統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務(wù)類型與建設(shè)領(lǐng)域當(dāng)前大力推廣的BIM、CIM技術(shù)相融合，形成更加豐富和多維的檢測成果。還可以與報告管理、日志管理、體系管理等相融合，實現(xiàn)更加高效和有效的實驗室管理［11］。

智慧實驗室可以將傳統(tǒng)實驗室管理中的制度、手段、模式智慧化，有效降低人為因素的干擾，大幅提升實驗室的管理水平。

2.4 項目管理

項目管理是智慧實驗室平臺的基本功能，與傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理類似，包括項目安排、輔助設(shè)施管理、報告管理、經(jīng)營數(shù)據(jù)管理、招投標(biāo)管理等，智慧實驗室在項目管理中的最大優(yōu)勢在于對項目管理中的各類數(shù)據(jù)的收集、分析，形成“趨勢”、“狀態(tài)”、“習(xí)慣”等的研判，對檢測機構(gòu)的發(fā)展從“大數(shù)據(jù)”的角度給予客觀的指導(dǎo)。

2.5 數(shù)據(jù)大屏

數(shù)據(jù)大屏是對各類信息、數(shù)據(jù)、過程、現(xiàn)狀等智慧實驗室核心要素的形象展示，其展示的內(nèi)容不僅包括了各種現(xiàn)場監(jiān)控畫面、實時數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)等基礎(chǔ)內(nèi)容，還將實驗室的大數(shù)據(jù)分析成果以簡單明了的方式予以展示，為受眾提供了信息獲取、研判的平臺。數(shù)據(jù)大屏細(xì)節(jié)展示如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)大屏細(xì)節(jié)展示Fig.3 Large Screen Detail Display of Data

數(shù)據(jù)大屏的展示可以根據(jù)實驗室管理的需要，自行設(shè)定展示的內(nèi)容、形式，可以動態(tài)的對特定數(shù)據(jù)進(jìn)行實時“熱力”分析和展示，實現(xiàn)與后臺數(shù)據(jù)中心的即時互動，以及成果展示的同步性，大幅提升了信息獲取的效率。

3 總結(jié)

智慧實驗室是智慧城市建設(shè)發(fā)展應(yīng)用于工程檢測實驗室的具體表現(xiàn)，是工程檢測實驗室應(yīng)用信息化技術(shù)的高階形態(tài)。智慧實驗室對于解決工程檢測實驗室過程管理繁雜、公信力不足、檢測結(jié)果的應(yīng)用單一等問題具有先天性的優(yōu)勢，這一優(yōu)勢是改變傳統(tǒng)工程檢測實驗室頑疾的有力武器，同時又是將“大數(shù)據(jù)”產(chǎn)品化，全方位提升實驗室技術(shù)水平和管理水平的有效手段。工程檢測實驗室由傳統(tǒng)的發(fā)展路線邁向智慧化的發(fā)展方向是大勢所趨，是先進(jìn)技術(shù)和管理理念助推行業(yè)提質(zhì)增效的必然結(jié)果，希望通過本文的探討，對未來工程檢測智慧實驗室的建設(shè)起到拋磚引玉的作用。