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摘要：如何通過信息化手段將腐蝕控制過程中產生有效數據組織利用好，對于保障工程質量具有重要意義。文章分析了腐蝕控制工程智能化建設現狀和存在的問題，提出采用通用數據模型存儲腐蝕數據，形成工程全生命周期標準化數據倉庫，建設腐蝕控制工程全生命周期智能化平臺，建立基于大數據的認證認可和準入評價體系，為腐蝕控制工程建設質量提供保障。

關鍵詞：腐蝕控制　智能化　大數據　全生命周期　元數據　檢測認證

0引言

腐蝕作為最常見的自然災害之一，其存在具有普遍性、隱蔽性、漸進性的特點[1]。長年累積形成的材料腐蝕破壞是造成很多重大安全事故的根本原因，為工程項目的質量埋下了隱患。如何提高工程項目的腐蝕控制水平，減少腐蝕對工程質量造成的影響已成為全球共同關注的焦點問題。隨著智能化系統和設備在腐蝕控制領域中的應用日趨廣泛，將各類智能化系統采集并存儲的海量數據和全生命周期質量管理相結合，通過大數據等技術手段為工程質量提供強有力的保障，具有重要的理論研究和實際應用意義。

1發展情況分析

1.1大數據建設的趨勢

（1）管理方式多樣化腐蝕控制工程智能化系統涉及的數據種類和數量繁多，不能簡單使用傳統結構化方式存儲。根據大數據特點制定適合的數據存儲策略、了解數據信息工作的各種規律，通過先進的技術方法保持數據管理的有效運行，是大數據技術整體發展的趨勢；（2）模型分析先進化大數據處理面對著眾多存儲數據，采用單一或少量的分析模型及組合已經滿足不了大數據分析的需要。通過組織多種模型并建立模型庫，結合人工智能等先進技術，充分利用軟件工具進行處理是大數據分析發展的趨勢；（3）數據資源共享化智能化應用采集及存儲的大量價值數據遍布在行業各個企業應用中，這種分布式布局決定了任何公司及個人都不可能掌握所有需要的數據。通過建立數據分享和標準化機制，為多方提供安全、便捷、可靠的數據存儲和交互模式，實現共贏是大數據建設的趨勢。

1.2國內應用案例

基于大數據的腐蝕控制全生命周期智能化系統涉及工程從誕生到結束的全過程，時間跨度大，建設周期長，整體投入要求高，國內目前在石化管道、交通電力、航空航天等領域應用較多。中海油湛江分公司文昌油田作業區于2009年開始圍繞海上油氣田平臺、陸地終端和海底管道等設施逐步建立了腐蝕監控信息系統，后期經過不斷完善，形成了工程完整生命周期內各類設施的信息分享平臺。系統對平臺設備和井道基礎數據進行統一管理，采用動態提取方式獲得海底管道設施檢測數據和異常預警信息，通過數據對比和分析計算得出設備腐蝕程度，對設備壽命進行智能評估和預測，為設備維修和延壽提供依據。系統上線后為油田生產提供了科學的管理和監測分析手段，防止由于重大安全事故造成的環境危害和財產損失[2]。腐蝕數據管理是智能化應用的基礎。我國對腐蝕數據標準化建設與數據共享起步較晚，自2006年以來，中國政府已投入過億資金，建立了國家環境材料腐蝕平臺。該平臺采用元數據存儲方式，收集整理了覆蓋中國不同地區典型環境（大氣，土壤和水）30個腐蝕野外測試試驗臺站所積累的材料腐蝕基礎數據，以及材料數據（各種金屬、涂層、高分子材料、建筑材料）、實驗數據（電化學、環境加速、腐蝕評價）和圖譜數據等。未來該平臺將重點收集急迫的或新興行業領域相關的腐蝕數據，形成標準化的腐蝕大數據倉庫，為各類腐蝕控制工程智能化應用提供有力支撐。

1.3目前存在的問題

1.3.1系統整合度低，數據融合度不足

腐蝕控制行業基本是由設計單位、研制單位、施工單位、服務保障單位、最終用戶等多方構成，質量數據多存儲于各單位內部，具有明顯的數據私有化特點。系統之間難以整合，無法開展有效的數據分析，不能實現與其它管理平臺的數據共享，導致相同數據的重復收集，對人力和計算資源造成浪費。

1.3.2標準體系建設缺失

腐蝕控制工程智能化裝備和信息系統的標準化建設尚處于空白階段，導致各類產品和系統實現方式千差萬別，彼此之間難以數據對接并協同工作，為后期智能化應用和系統運維等帶來隱患。

1.3.3智能化建設整體質量難以保證

腐蝕控制工程中采用的智能化設備和軟件系統普遍缺少必要的檢驗檢測步驟，無法保證數據的準確性、結果的合理性和系統的穩定性。另外，對智能化施工單位、系統開發商等缺少必要的認證認可和市場準入制度約束，參建單位水平參差不齊，為智能化建設整體質量留下隱患。

2建立材料腐蝕全生命周期數據標準和數據庫

2.1數據標準與基于本體的材料腐蝕元數據模型

為形成與材料腐蝕自身所對應數據的完整性及復用性，需要建立數據標準規范，在工程生命周期內通過數據模型進行業務數據整合，在信息交互時執行統一數據標準。通過腐蝕材料數據標準的建立，可以在腐蝕控制工程全生命周期內，將產生、應用、交互的數據信息形成完整的數據信息鏈。采用元數據表述基礎數據信息的方式在眾多應用領域中已變得日趨普遍。材料腐蝕元數據使用數字化手段描述材料的腐蝕特征、周邊環境因素、試驗地點、試驗方式等基本信息和彼此間的關系，通過標準化結構保證數據信息可以被計算機系統和數據庫辨識、分解和組織歸納。由于材料腐蝕數據數量龐大、層次復雜、結構多樣，直接采用元數據不能解決好微觀結構異構和對象復雜關聯等問題，需要在元數據之上建立基于本體的材料腐蝕元數據模型。本體是共享概念模型的明確的形式化規范說明，其基本建模元語包括類、關系、函數、公理、實例五部分[3]。根據材料腐蝕特征元數據的特點，可以構建基于本體元數據模型的多元組，作為材料腐蝕的數據模型，為獲取和共享信息提供互操作機制。

2.2材料腐蝕全生命周期數據庫

材料腐蝕全生命周期管理覆蓋了腐蝕控制工程涉及的設計、采購、制造、施工、測試、驗收、運行、監/檢測、維保、維修、報廢、延壽、評估等全部環節。將項目生命周期各個階段的業務過程數據和材料本體數據相結合，建立統一的材料腐蝕全生命周期數據模型，是構建材料腐蝕全生命周期數據庫的重要基礎。通過該數據庫的建立，實現了對材料本身及周邊環境數據、業務活動數據和生產實時數據等數據資源的集中存儲和開發利用，為大數據平臺上的智能化應用提供支撐。

3建立基于大數據的腐蝕控制工程全生命周期智能化平臺

基于大數據和云計算技術建立腐蝕控制工程智能化平臺，將工程全生命周期內收集的海量數據分類存儲和分析處理，有利于對數據進行多維度融合，及時發現并預測工程整體過程中存在的質量問題，為工程各階段的質量控制提供數據支撐，為業主、施工方、設計方等工程利益相關方提供統一的智能化服務。腐蝕控制工程全生命周期智能化平臺的架構共分為數據獲取層、分析層、管控層和呈現層四部分。數據獲取層將采集的數據通過集成數據總線傳遞給全生命周期數據處理引擎，經數據識別處理后，按照全生命周期各階段進行分類并保存到大數據倉庫中，將材料腐蝕記錄等數據存放于基礎數據庫中；在分析層結合機器學習、數據挖掘等技術，通過業務分析引擎對材料壽命評估、防腐蝕系統可靠性分析、腐蝕模擬仿真、專家建議等智能化應用提供數據分析支持；在管控層通過任務調度引擎對腐蝕進行監控預警、對安全進行審計和管理；在呈現層通過數據可視化引擎對智能化應用進行界面展示和交互操作，并通過外部接口同需要對接的第三方系統進行數據傳遞。這種分層架構設計從技術上實現了防腐蝕工程各個階段數據的互通和集中管理，有利于開展數據全生命周期分析和質量控制。

4建立基于大數據的認證認可和準入評價體系

國家質量基礎，即計量、標準、合格評定（包括認證認可、檢驗檢測）已經成為未來世界經濟可持續發展的三大支柱[4]，是腐蝕控制工程智能化建設質量保障的重要手段。隨著大數據、智慧算法、區塊鏈等信息技術手段的逐步應用，為傳統認證領域全面走向智能化、信息化指明了方向。通過基于大數據的腐蝕控制工程全生命周期智能化平臺，可以為工程生命周期過程內覆蓋的所有企業和產品做出精準“畫像”，對其產生的防腐蝕效果和綜合質量進行有效分析和評價。與第三方系統對接后，可作為其質量信用查詢、第三方檢測結果、市場準入評價的重要判斷依據，使認證手段更加立體，推動了智能檢測認證與智能質量評價的協同發展，實現了主觀評價與客觀評價的有機結合，促進了認證認可標準的一致性、統一性，為參建單位服務質量和產品質量提供了保證。另外，通過與互聯網+技術進行資源整合和信息共享，建立統一服務窗口，縮短了平臺和用戶距離，做到智能互聯一站式服務，幫助企業獲取權威、可信的質量數據和企業評價結果，解決企業在質量檢測認證方面遇到的困難。

5結語

近年來，隨著物聯網、人工智能等技術的迅速普及和應用，腐蝕控制工程逐步面向智能化、信息化的方向發展。將大數據和腐蝕控制工程全生命周期智能化建設相結合，能夠更好的對工程各個階段涉及的智能化建設內容進行規范管理，將各個環節識別出的數據進行共享融合，形成工程運行事前優化預測、事中實時監測、事后分析改進[5]的信息化閉環解決方案。另外，通過完善相關標準體系，促進系統互聯和數據互通，開展基于大數據的認證認可等質量服務，保證腐蝕控制工程智能化建設的整體質量。

參考文獻

[1]杜金陽,廖柯,李長俊.應用時間序列分析方法預測油氣管線點腐蝕深度擴展[J].全面腐蝕控制,2005,19(2):35-37.

[2]戴毅.文昌油田作業區全面腐蝕管理系統應用[J].科技創新導報,2013,8:169-170.

[3]紀鋼,劉芳芳,司洞洞.材料腐蝕領域本體下的腐蝕特征元數據模型研究[J].重慶工商大學學報(自然科學版),2014,31(3):86-90.

[4]陳鋼.加強質量技術基礎建設助推經濟提質增效升級[J].行政管理改革,2016,(10):30-35.

[5]董紹華,張河葦.基于大數據的全生命周期智能管網解決方案[J].油氣儲運,2017,36(1):28-36.

作者：王勛龍 王恩生 李傳增 石鵬 單位： 青島海檢集團有限公司 海檢檢測有限公司