在復(fù)雜載荷和復(fù)雜環(huán)境的共同作用下， 服役油氣管道設(shè)備設(shè)施會(huì)逐漸產(chǎn)生腐蝕、 疲勞、 斷裂、磨損等各種模式或多模式共存的失效事故， 從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響

。 對(duì)失效件的分析是一個(gè)復(fù)雜的過程， 不但涉及宏觀及微觀分析、 理化性能分析、 工況分析等多種分析測試技術(shù)， 而且從大量測試數(shù)據(jù)中分析、 歸納和推斷事故主要和次要原因又較大程度依賴于分析者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累。 因此， 對(duì)以往案例數(shù)據(jù)和失效分析領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的積累就顯得尤為重要。

近年來， 許多企事業(yè)單位先后針對(duì)各自的業(yè)務(wù)領(lǐng)域開發(fā)了相應(yīng)的失效分析數(shù)據(jù)庫。 例如， 航空材料院、 機(jī)械科學(xué)研究院以及鐵道研究院等形成了機(jī)械產(chǎn)品、 鐵軌的事故案例庫

； 中國石油天然氣集團(tuán)管材研究所建立了“油井鉆桿材料失效安全事故案例庫”

； 基于科技部科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)項(xiàng)目“全國分析測試中心協(xié)作平臺(tái)及應(yīng)急分析測試系統(tǒng)的建立” 開發(fā)的金屬材料失效引發(fā)重大事故案例的數(shù)據(jù)庫

。 國內(nèi)現(xiàn)有的失效案例庫多以全文瀏覽為主， 或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息量不夠， 且圍繞失效分析業(yè)務(wù)擴(kuò)展的應(yīng)用功能不足。 此外，開發(fā)的軟件系統(tǒng)可拓展性欠缺， 無法滿足后期快速維護(hù)或開發(fā)新功能的需求。 為了加強(qiáng)對(duì)油氣管道設(shè)備設(shè)施領(lǐng)域失效案例的統(tǒng)計(jì)查詢、 分析管理，同時(shí)讓技術(shù)分析人員做到知識(shí)共享及分析診斷經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化， 開發(fā)了基于微服務(wù)架構(gòu)的油氣管道設(shè)備設(shè)施失效分析智慧系統(tǒng)

。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

為確保系統(tǒng)具有良好的延伸性、 擴(kuò)展性、 安全性和先進(jìn)性， 依據(jù)“頂層設(shè)計(jì)、 統(tǒng)一規(guī)劃、 整合共享” 原則， 本系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)參考主流云技術(shù)、微服務(wù)開發(fā)、 DevOps 理念等前沿技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)集中式架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)向分布式轉(zhuǎn)型， 打造大規(guī)模、高可用、 體驗(yàn)聚合的云應(yīng)用， 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用輕松上云、業(yè)務(wù)快速創(chuàng)新。 總體架構(gòu)分為四層結(jié)構(gòu)加雙中臺(tái)，其中四層結(jié)構(gòu)包括IaaS 層、 PaaS 層、 應(yīng)用層和訪問層， 雙中臺(tái)即數(shù)據(jù)中臺(tái)和業(yè)務(wù)中臺(tái)。 數(shù)據(jù)中臺(tái)旨在通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)， 開發(fā)大數(shù)據(jù)通用業(yè)務(wù)組件， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)、 數(shù)據(jù)分析預(yù)測服務(wù)、 數(shù)據(jù)治理服務(wù)等6 大服務(wù)能力， 為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分析和智能預(yù)測能力， 打造業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成共享中心。 業(yè)務(wù)中臺(tái)旨在通過多種接口集成的方式使業(yè)務(wù)功能聚集， 將系統(tǒng)的通用業(yè)務(wù)功能進(jìn)行整合和拆分， 形成公共組件服務(wù)， 不僅能夠支撐本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用， 并且在今后的系統(tǒng)建設(shè)中實(shí)現(xiàn)組件復(fù)用， 減少重復(fù)建設(shè)， 實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的上層集成管理。

（3）進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)加大研發(fā)投資力度。研發(fā)經(jīng)費(fèi)的絕對(duì)投入是企業(yè)有效創(chuàng)新的重要保障。應(yīng)采取各種措施鼓勵(lì)企業(yè)投資研發(fā)活動(dòng)，尤其是需求導(dǎo)向的、開展行業(yè)關(guān)鍵共性問題的應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)，提高企業(yè)自身乃至整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平和國際競爭力。

2 系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)

油氣管道設(shè)備設(shè)施失效分析智慧系統(tǒng)主要由7 大功能模塊組成： 用戶管理模塊、 失效分析案例庫模塊、 失效分析智能診斷模塊、 分析助手模塊、 技能提升模塊、 解決措施庫模塊和報(bào)告編寫助手模塊， 如圖1 所示。

用戶管理模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)用戶的管理，包括對(duì)用戶的增加、 刪除、 修改以及對(duì)用戶權(quán)限的管理。 系統(tǒng)用戶分為管理員、 內(nèi)部用戶和外部用戶， 各類用戶擁有不同的權(quán)限。

報(bào)告編寫助手模塊提供了多種報(bào)告模板， 此外通過整理不同標(biāo)準(zhǔn)中材料性能的判定指標(biāo)項(xiàng)（如圖3 所示）， 形成了性能合格判斷， 大幅提升了技術(shù)人員的工作效率。

邁凱倫720S在儲(chǔ)物空間方面的表現(xiàn)同樣優(yōu)秀，前150升、后210升的儲(chǔ)物空間對(duì)一輛中置發(fā)動(dòng)機(jī)的跑車來絕對(duì)算得上是中上游的水平。綜合來看，720S可以稱得上是日常實(shí)用性的佼佼者：即使它行駛在羅馬市區(qū)擁堵的車流中也不會(huì)產(chǎn)生任何違和感，這一點(diǎn)在我的親身經(jīng)歷中得到了驗(yàn)證。出色的視野、動(dòng)靜有致的輸出性格，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的協(xié)調(diào)配合以及其優(yōu)雅的造型氣質(zhì)，令我們對(duì)這輛邁凱倫刮目相看。

失效分析案例庫模塊主要實(shí)現(xiàn)案例檢索閱讀和案例統(tǒng)計(jì)分析兩大功能， 案例來源為公開文獻(xiàn)、技術(shù)資料以及中海油油氣管道設(shè)備設(shè)施失效分析項(xiàng)目。 為了提高用戶的查詢信息的效率， 滿足案例統(tǒng)計(jì)分析對(duì)條件的細(xì)分， 對(duì)本系統(tǒng)中針對(duì)每個(gè)失效案例進(jìn)行了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化， 形成了包括失效件類別、 服役起止時(shí)間、 失效位置、 數(shù)據(jù)來源等35 個(gè)關(guān)鍵字段的案例精華

， 案例結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)示例見表1。 案例檢索支持快速檢索和高級(jí)檢索，所有案例根據(jù)用戶權(quán)限可實(shí)現(xiàn)全文瀏覽。 此外，案例統(tǒng)計(jì)分析針對(duì)不同的數(shù)據(jù)來源進(jìn)行了差異化設(shè)計(jì)， 對(duì)于公開文獻(xiàn)、 技術(shù)資料的數(shù)據(jù)， 支持按失效類別、 材質(zhì)類型進(jìn)行失效原因的統(tǒng)計(jì)； 對(duì)于中海油油氣管道設(shè)備設(shè)施失效分析項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，以作業(yè)公司為單位， 支持失效類別、 材質(zhì)類型、 失效位置、 失效原因、 服役時(shí)間等5 個(gè)維度的統(tǒng)計(jì)分析， 便于管理者的精細(xì)化管理， 為輔助決策提供數(shù)據(jù)支撐。 基于生產(chǎn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如圖2 所示。

技能提升模塊可實(shí)現(xiàn)基于失效分析領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)知識(shí)微課精講在線學(xué)習(xí)， 同時(shí)提供失效分析、腐蝕防護(hù)等行業(yè)大會(huì)資料， 供用戶學(xué)習(xí)參考。

系統(tǒng)采用Java 開發(fā)編程語言， 在基于微服務(wù)架構(gòu)的開發(fā)框架基礎(chǔ)上， 選用Spring Cloud 微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)開發(fā)， 用微服務(wù)拆分技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行拆分， 并且根據(jù)敏捷開發(fā)交付、 統(tǒng)一系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)維、 融合架構(gòu)應(yīng)用管理等先進(jìn)建設(shè)理念， 形成可持續(xù)交付的軟件產(chǎn)品， 實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的高性能、 高可靠要求。

失效分析智能診斷模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣管道設(shè)備設(shè)施腐蝕失效和斷裂失效原因的初步判斷。失效分析診斷字典類別設(shè)置及失效分析判定規(guī)則示例見表2～表3。 通過對(duì)專業(yè)知識(shí)的深入研究，同時(shí)結(jié)合失效分析專家的經(jīng)驗(yàn)， 形成了失效分析診斷字典 （19 類， 226 條） 和失效分析if-then判定規(guī)則 （65 條）， 并基于層次分析法設(shè)定失效規(guī)則判定因素的權(quán)重。 考慮到知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不斷更新， 失效分析智能診斷模塊支持對(duì)判定規(guī)則的增加、 刪除、 修改。

在本系統(tǒng)中， 整體采用B/S 架構(gòu)的服務(wù)器模式， 瀏覽器可通過Web Server 同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互， 并運(yùn)用分工更加明確的前后端完全分離的模式進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。 前端開發(fā)的框架為Vue+，UI 框架采用Element-UI， 進(jìn)行客戶端開發(fā)， 可通過瀏覽器進(jìn)行訪問； 后端開發(fā)框架為基于Spring Cloud 的自研框架， 采用Java 語言開發(fā)，可通過獨(dú)立服務(wù)進(jìn)行部署。

可以發(fā)現(xiàn)， β1 和 β2， ω′1和ω′2對(duì) ΔF 的變化趨勢影響一致，因此，本文通過數(shù)值模擬的方式說明ΔF的變化趨勢。在Matlab軟件中，為參數(shù)設(shè)定有效的范圍， 0＜pφ＜7， 0＜ω′i＜0.5， 0＜βi＜5。

3 系統(tǒng)軟件的開發(fā)

分析助手模塊下設(shè)四個(gè)子模塊： 技術(shù)分析指南、 方法標(biāo)準(zhǔn)庫、 經(jīng)典理論模型和測試技術(shù)簡介， 可為用戶提供失效分析領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)知識(shí)、全文在線閱讀功能。

解決措施庫模塊收錄了豐富的常見腐蝕失效、斷裂失效的解決措施， 支持關(guān)鍵字搜索。 提供討論留言功能， 供用戶進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流和問題探討。

基于制劑在生產(chǎn)過程中的特點(diǎn)，以及在尚無專業(yè)信息核算軟件的現(xiàn)況下，從管理的成本效益考慮，對(duì)制劑成本核算維度及控制方法進(jìn)行有效選擇，顯得尤為重要。

云團(tuán)間，有東西一閃而過。三體艦？不，不可能，云團(tuán)里怎么會(huì)有軍艦?zāi)?？壺天曉再次遙控灰色翼龍的眼睛進(jìn)行搜索，卻沒有發(fā)現(xiàn)異常。如果目前能用的只有感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，那就將它的作用發(fā)揮到極致。壺天曉暗自思忖著，全力搜索著龐大的感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，希望能發(fā)現(xiàn)點(diǎn)兒什么。

與此同時(shí)， 后端可以通過RESTful 風(fēng)格的Web Services 為主接口的方式與前端進(jìn)行交互，從而可以降低系統(tǒng)的耦合度， 達(dá)到功能即插即用的效果， 并且能全面支持業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)， 支持J2EE、SOA、 WebServices、 XML 等開放標(biāo)準(zhǔn)， 提供標(biāo)準(zhǔn)接口和部署應(yīng)用組件， 通過WebServices 等技術(shù)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與集成。 除此之外， 系統(tǒng)支持IE10、 IE11、 Fire Fox、 Chrome、360、 WEB 應(yīng)用服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器， 但數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)外部不可見。

本項(xiàng)目的技術(shù)架構(gòu)中， 基于Spring Cloud 的微服務(wù)平臺(tái)框架中內(nèi)置了完整的Spring Cloud Open Service Broker 框架， 該內(nèi)置框架允許開發(fā)人員為云原生平臺(tái)中運(yùn)行的應(yīng)用程序提供服務(wù)，可以將開發(fā)的微服務(wù)程序交付給云原生平臺(tái)中運(yùn)行和管理。 同時(shí)Spring Cloud Open Service Broker 也提供了一個(gè)框架， 允許在支持Open Service Broker API 的平臺(tái)上為自己管理的服務(wù)快速創(chuàng)建服務(wù)代理。 從而完美的實(shí)現(xiàn)OpenShift 云部署和微服務(wù)技術(shù)結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方案。 根據(jù)微服務(wù)拆分原則， 系統(tǒng)拆分為以下服務(wù)， 如圖4 所示。

4 結(jié)束語

本研究采用B/S 架構(gòu)的服務(wù)器模式， 在基于微服務(wù)架構(gòu)的開發(fā)框架基礎(chǔ)上， 設(shè)計(jì)開發(fā)出中海油首個(gè)油氣管道設(shè)備設(shè)施失效分析智慧系統(tǒng)。 該系統(tǒng)包含大量結(jié)構(gòu)化失效案例和失效分析領(lǐng)域的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)， 同時(shí)具備常見失效原因的智能診斷功能， 并為用戶提供具有參考意義的解決措施。該系統(tǒng)的成功開發(fā)， 標(biāo)志著油氣管道設(shè)備設(shè)施失效分析業(yè)務(wù)數(shù)字化進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。

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