夏凱旋，趙有龍，苗向陽，洪小迪

（中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司 天津 300452）

全球信息化技術(shù)發(fā)展迅猛，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)逐步在實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，結(jié)合數(shù)字化、智能化技術(shù)發(fā)展“智慧實(shí)驗(yàn)室”是實(shí)驗(yàn)檢測行業(yè)的必然趨勢。通過梳理中海油能源發(fā)展股份有限公司（簡稱海油發(fā)展）實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀，分析實(shí)驗(yàn)檢測模式及實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，以期為實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)數(shù)字化建設(shè)提供參考和建議，助推油氣勘探和檢測過程的提質(zhì)增效及高質(zhì)量發(fā)展。

1 非常規(guī)油氣檢測實(shí)驗(yàn)記錄現(xiàn)狀

隨著國內(nèi)油田大多已進(jìn)入開發(fā)后期，開采成本高、單井日產(chǎn)量低的問題逐漸顯現(xiàn)，而隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國對能源尤其是油氣資源的需求直線上升，產(chǎn)需矛盾十分明顯。在此背景下，儲量豐富的非常規(guī)油氣資源的勘探和開采顯得尤為重要［1］。非常規(guī)油氣檢測實(shí)驗(yàn)作為非常規(guī)類油氣藏勘探開發(fā)過程中重要的一環(huán)，對評估非常規(guī)油氣資源的開采價(jià)值、開采難度具有重要的指導(dǎo)意義，而非常規(guī)油氣檢測實(shí)驗(yàn)記錄作為報(bào)告的核心內(nèi)容，其生產(chǎn)效率和記錄質(zhì)量直接影響著報(bào)告的時(shí)效性和可用性［2］。

非常規(guī)油氣資源儲層地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測實(shí)驗(yàn)也包括多種方向，如儲層評價(jià)、儲層物性、地球化學(xué)及含氣性等［3］。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)記錄現(xiàn)狀包括：①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場手動(dòng)記錄，后期錄入為電子版記錄；②部分儀器設(shè)備的連續(xù)數(shù)據(jù)需要通過文件導(dǎo)出，在Excel中繪制分析圖；③記錄模板多樣，通過多種Word文檔形式，分別記錄實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)。

2 非常規(guī)油氣檢測實(shí)驗(yàn)記錄智能化解決方案

實(shí)驗(yàn)記錄是在實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)、圖形、視頻等的記錄過程［4］。通過在線表單設(shè)計(jì)技術(shù)，動(dòng)態(tài)配置實(shí)驗(yàn)任務(wù)模板，在實(shí)驗(yàn)過程中，通過文本識別技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取實(shí)驗(yàn)過程的原始數(shù)據(jù)，利用既有的運(yùn)算分析模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論［5］，如圖1 所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)過程記錄流程Fig.1 Experimental process recording process

3 在線表單設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 技術(shù)能力介紹

在線表單設(shè)計(jì)技術(shù)是一款基于代碼生成器的低代碼開發(fā)平臺技術(shù)，采用前后端分離架構(gòu)，支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)架構(gòu)，其強(qiáng)大的代碼生成功能可以輔助前后端代碼一鍵生成，引領(lǐng)新的開發(fā)模式（在線編碼模式→代碼生成器模式→ 手工合并智能開發(fā)），更關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯［6］。

3.2 在線表單組件庫

在線表單設(shè)計(jì)技術(shù)在使用過程中需要組件庫來支持其設(shè)計(jì)過程，組件庫不僅包括基礎(chǔ)組件，還包括高級控件、布局組件和業(yè)務(wù)組件。基礎(chǔ)組件是通用的基礎(chǔ)控件，如常見的本文框、下拉框、單選器、多選器等；高級組件是附帶一定功能的定制化控件，如手機(jī)號、圖片上傳、富文本等；布局組件用以配置表單的頁面布局，支持柵格布局、看片布局及頁簽［7］，如圖2 所示。

圖2 在線表單組件清單Fig.2 List of online form components

3.3 在線表單設(shè)計(jì)過程

在線表單設(shè)計(jì)技術(shù)提供了基于在線表單組件庫的表單設(shè)計(jì)能力，可以通過拖拽等可視化的方式完成表單的設(shè)計(jì)工作，讓實(shí)驗(yàn)人員直接參與表單的設(shè)計(jì)工作能夠更直接地反映業(yè)務(wù)需求［8］。同時(shí)，設(shè)計(jì)出來的表單模板具有版本管理能力，可以響應(yīng)業(yè)務(wù)不斷變化的需要。

3.4 在線表單模板庫

在線表單設(shè)計(jì)技術(shù)使得表單模板可以存儲復(fù)用，進(jìn)而形成在線表單模板庫，根據(jù)不同的行業(yè)及業(yè)務(wù)類型對在線表單模板進(jìn)行分類管理［9］。

3.5 技術(shù)特點(diǎn)

3.5.1 通過拖拽設(shè)計(jì)表單

在沒有任何專業(yè)知識的情況下，通過拖動(dòng)組件，像搭積木一樣，快速完成表單的創(chuàng)建，然后開始數(shù)據(jù)收集工作。

3.5.2 快速實(shí)現(xiàn)與流程對接

通過圖形化提升設(shè)計(jì)能力，使在線設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)表單無縫對接，快速實(shí)現(xiàn)辦公申請流程?？梢耘c業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)表單與庫表對接，以保持?jǐn)?shù)據(jù)同步。

3.5.3 控件豐富，即插即用

默認(rèn)提供幾十個(gè)常用控件，一鍵即可引用，也可以做出非常專業(yè)、漂亮、復(fù)雜的表單?？梢陨蟼鲌D片、上傳文件、一對多模型、一對一模型、單表模型等復(fù)雜控件?？梢栽诰€編寫腳步、JS增強(qiáng)、CSS增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景［10］。

3.5.4 手機(jī)支持，多終端支持

設(shè)計(jì)表單支持多終端，在手機(jī)端擁有令人滿意的效果，支持單表和一對多復(fù)雜模型。自帶設(shè)計(jì)功能支持屏幕調(diào)試模式，可以方便地切換手機(jī)表單設(shè)計(jì)風(fēng)格。

3.5.5 靈活擴(kuò)展，功能豐富

布局靈活，支持各種排版形式；百變皮膚，皮膚默認(rèn)顏色可配置；高級查詢，準(zhǔn)確高效查詢業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)接口，支持自定義接受數(shù)據(jù)接口；數(shù)據(jù)導(dǎo)出，數(shù)據(jù)自由導(dǎo)入/導(dǎo)出；權(quán)限設(shè)置，支持表單權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限、按鈕權(quán)限。

3.5.6 接口規(guī)范，易于部署

在線表單設(shè)計(jì)技術(shù)是基于微服務(wù)架構(gòu)開發(fā)的，符合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的架構(gòu)要求，可以部署到應(yīng)用商店進(jìn)行版本管理和觸發(fā)自動(dòng)更新。

4 文本智能識別技術(shù)

4.1 通用文字識別

通用文字識別功能提供通用文字OCR 識別能力，借助深度學(xué)習(xí)算法和自身技術(shù)的不斷積累，滿足用戶對于全文識別能力的要求。支持印刷/手寫體識別，印刷識別率可達(dá)95%以上,手寫體識別率可達(dá)80%以上，對于復(fù)雜漢字識別準(zhǔn)確率超過80%，數(shù)字識別準(zhǔn)確率高達(dá)90%以上［11］，如圖3 所示。

圖3 文檔識別效果展示Fig.3 Document recognition results

4.2 通用表格識別

表格識別功能可以自動(dòng)對表格線進(jìn)行檢測、識別表格圖片上的內(nèi)容，也可以對文字+表格內(nèi)容一起進(jìn)行識別。省去了用戶手動(dòng)錄入的過程，能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)信息的采集，方便對接用戶的后臺數(shù)據(jù)系統(tǒng)，帶來了極大的操作便利性。通用表格識別技術(shù)對表格文字識別準(zhǔn)確率可以達(dá)到95%以上［12］。

4.3 圖像切邊增強(qiáng)

圖像切邊增強(qiáng)功能能夠智能判斷照片中主體文檔的邊緣從而進(jìn)行切邊，增強(qiáng)圖像突出文字、識別背景復(fù)雜的文字內(nèi)容、返回文字信息，以及文字的位置信息、行置信度、單字符內(nèi)容和位置等［13］。

4.4 OCR智能識別特性

準(zhǔn)確性高：文字智能識別技術(shù)可自動(dòng)從文檔或圖片中定位并識別字段，并且在傳統(tǒng)的識別技術(shù)中，加入了大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)的算法，提高了自動(dòng)識別的準(zhǔn)確率，高達(dá)99.1%。

穩(wěn)定性強(qiáng)：文字智能識別技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于各行各業(yè)，接受海量信息的識別和大量用戶的使用，同時(shí)能夠適應(yīng)復(fù)雜且多變的應(yīng)用場景，為客戶提供穩(wěn)定的識別應(yīng)用服務(wù)，反饋良好。

適用性高：文本智能識別技術(shù)涵蓋了整個(gè)檢測識別框架的所有核心算法，支持橫向、豎向拍攝，適應(yīng)透視畸變、光照不均等情況，具備非常高的復(fù)雜環(huán)境可用性。

簡單易用：文本智能識別技術(shù)不僅直接可以通過調(diào)用全面的API接口，還提供SDK、服務(wù)器私有云部署、公有云部署開發(fā)服務(wù)，同時(shí)支持移動(dòng)端APP和PC網(wǎng)頁端的使用，平臺兼容性強(qiáng)，使用簡單便捷。

應(yīng)用廣泛：文本智能識別技術(shù)不僅能夠識別規(guī)范的印刷體文檔，還能實(shí)現(xiàn)不規(guī)則且多樣的手寫體識別。除了對標(biāo)準(zhǔn)化的卡證或圖文的識別外，能根據(jù)客戶的業(yè)務(wù)場景需求提供定置化識別模型，滿足多樣化的場景應(yīng)用服務(wù)［14］。

5 基于邊緣端的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

隨著檢測設(shè)備智能化能力的提高，越來越多的實(shí)驗(yàn)設(shè)備具備數(shù)據(jù)采集能力，通過邊緣服務(wù)平臺，其多種協(xié)議支持能力可以對不同的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。通過數(shù)據(jù)治理，形成統(tǒng)一、規(guī)范的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和可利用的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄及實(shí)驗(yàn)記錄分析能力［15］，如圖4 所示。

圖4 基于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的邊緣服務(wù)Fig.4 Edge services based on laboratory equipment

6 實(shí)施效果及思考

6.1 實(shí)施效果

檢測記錄無紙化：通過信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子實(shí)驗(yàn)記錄功能，擺脫紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)記錄，在方便查找歷史實(shí)驗(yàn)記錄的同時(shí)也能夠通過視頻、圖片、聲音等資料生動(dòng)形象地還原整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，從而提高實(shí)驗(yàn)效果和分析的精細(xì)度。整體實(shí)驗(yàn)室的無紙化率達(dá)95%以上。

檢測模板定制化：通過對實(shí)驗(yàn)記錄的動(dòng)態(tài)模板定制，減少模板制定時(shí)間，提高目標(biāo)利用率。對于通用性高的模板，可以升級為組織級的模板，以進(jìn)一步提高組織級的實(shí)驗(yàn)效率。通過模板可視化定制，為實(shí)驗(yàn)人員制定適應(yīng)多種實(shí)驗(yàn)場景的客制模板，靈活運(yùn)用。通過表單設(shè)計(jì)技術(shù)的推廣，共完成了50 多種實(shí)驗(yàn)記錄模板的定制工作，并將在后續(xù)的工作中不斷完善模板。

數(shù)據(jù)分析在線化：通過數(shù)據(jù)采集及文本智能識別技術(shù)，收集實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)，通過既定的分析模型，可快速得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能夠大幅度提高實(shí)驗(yàn)的生產(chǎn)效率。通過在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的推廣運(yùn)用，整體實(shí)驗(yàn)記錄過程縮短50%以上。

實(shí)驗(yàn)質(zhì)量可控化：智能技術(shù)提取的數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)記錄的原始數(shù)據(jù)，可以通過版本管理對異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，從而確保實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的穩(wěn)定性。

6.2 對未來的思考

語音錄入的導(dǎo)入。現(xiàn)在語音識別技術(shù)也逐漸成熟，利用語音識別技術(shù)完成部分實(shí)驗(yàn)記錄的錄入工作已成為可能。

實(shí)驗(yàn)過程記錄標(biāo)準(zhǔn)化。目前，實(shí)驗(yàn)過程記錄雖然有國家的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，但是各行各業(yè)的記錄模板差異很大，即使同一行業(yè)的不同公司，實(shí)驗(yàn)記錄模板也有很大差異。為了提升行業(yè)創(chuàng)新能力，需要進(jìn)一步規(guī)范實(shí)驗(yàn)記錄方法及內(nèi)容，以達(dá)到數(shù)據(jù)共享、知識沉淀的目的，形成具有中國特色的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?！?/p>