建设工程质量智慧检测数字化平台
何志强 陈 伟 郭荣幸 林楚明 甘锦龙 陈燕青
广州广检建设工程检测中心有限公司
广州粤建三和软件股份有限公司
一、建设背景
随着住宅工程向产业化发展，工程质量问题已成为社会关注、人民群众关心的热点和焦点。2023年2月，中共中央、国务院印发《质量强国建设纲要》，指出建设质量强国是推动高质量发展、促进我国经济由大向强转变的重要举措，是满足人民美好生活需要的重要途径。《质量强国建设纲要》部署了建设工程质量管理升级工程，并要求强化新一代信息技术应用和企业质量保证能力建设，构建数字化、智能化质量管控模式，开展质量管理数字化赋能行动，推动质量策划、质量控制、质量保证、质量改进等全流程数字化、网络化、智能化转型。2023年3月1日实施的《建设工程质量检测管理办法》（住房和城乡建设部令第57号）和2023年3 月31日印发的《住房和城乡建设部关于印发〈建设工程质量检测机构资质标准〉的通知》（建质规〔2023〕1号）要求检测机构应有完善的组织机构和质量管理体系，对综合资质应满足《检测和校准实验室能力的通用要求》（GB/T 27025—2019）要求。
建筑工程检测机构日常进行检测活动产生的检测资料数量庞大，数据种类繁多，除了简单的数字、文字，还有视频、音频、图像等。如果仅依靠纸质载体和人工管理模式，很难在空间上进行交互与共享，信息孤岛现象严重。
因此，一种用于建设工程质量检测领域的智能化数字化平台亟须开发，要求能够容纳多类型的信息格式，有效地处理和管理数据，实现检验检测活动全过程的质量管理，确保检验检测结果的准确性。建设工程行业需要将现代化智能工具、信息处理工具等引入建设工程材料检测领域实验室，以实现建设工程质量检测记录数字化、标准化的绿色低碳高质量检测。此外，需要建设完善涵盖检测业务受理、检测数据采集、检测信息上传、检测报告出具、检测档案管理等活动的数字化管理系统，保证建设工程质量检测活动全过程可追溯。
二、建设内容
建设工程质量智慧检测数字化平台运用新一代数字与智能技术，促进工程检测实验室战略、业务、研发、管理、服务、财务、供应链等的数字化转型与升级，集生产、财务、资产检测全过程数字化管理，并深度融合试验智能化检测设备，打造了全过程数字化、智能化、无纸化的深度业务数据融合系统。实现工程检测实验室活动所需的人员、设施环境、仪器设备、计量溯源系统及外部支持服务等的数字化管理与运维，确保实验室检测结果的正确性和可靠性；实现全过程检测工作的多维度保真、高效协同、智能应用、数字化赋能。
建设工程质量智慧检测数字化平台结合了人工智能、物联网、5G、云计算、移动互联、区块链等新一代数字化技术，从战略引领、业务重构、数字运营全方位打造数字化产品。首先，建设工程质量智慧检测数字化平台以检测样品为焦点，借助电子终端等信息传输媒介，覆盖了设备使用及管理记录、检测标准使用、实验室环境监测记录、试样流转、养护记录、检测原始记录等检测过程，实现样品检测全过程实时可视化。其次，该平台将检测业务受理、检测数据采集、检测信息上传、检测报告出具、检测档案管理全过程信息化，打通检测业务各环节的数据通道，解决项目全过程管理中数据统一性与准确性的问题。此外，系统采用前后端分离技术，从专业化角度进行模块分离与融合，使前台、业务中台及数据中台、后台各自独立又相互关联。业务架构如图1所示，技术架构图如图2所示。
从技术角度看，建设工程质量智慧检测数字化平台核心技术点主要包括：
1. 检测数据采集数字化
将检测活动涉及的检测人员、检测设备、样品信息、检测依据、环境条件、原始数据等六要素，一方面，通过检测设备自动化或数据自动采集数字化系统，实现数据的实时采集；另一方面，通过借助手机、平板等移动工具，开发数据录入采集数字化系统。
2. 检测档案管理数字化
通过对接检测报告出具数字化系统，开发具有归类存储、整理、查阅等功能，兼有规范性和安全性的检测档案管理数字化系统。
3. 检测业务受理、检测信息上传、检测报告出具数字化
通过实行检测项目参数标准化、检测报告模板标准化，进一步完善拓展检测业务受理、检测信息上传、检测报告出具的涵盖范围。
建设工程质量智慧检测数字化平台如图 3 所示。
4. 各管理要素数字化
（1）经营管理
从工程项目跟进、报价、招投标、中标；再到合同评审、合同签订、合同执行、收费结算到合同终止的经营全过程进行数字化管理。系统内嵌当地市场指导价、行业协会发布的相关收费标准、合同模板，对经营过程数据进行分析，与企业业绩挂钩，提升企业经营管理效益。
（2）生产管理
严格遵循检测机构相关管理文件要求，对检测活动全流程进行数字化管理，分综合检测与专项检测两大板块。综合检测核心流程包括业务受理、原始数据自动采集、检测报告三级审批、电子印章签署和发放等功能；专项检测核心流程包括检测任务登记与分派、现场检测数据监测、原始记录图像采集、检测报告编制、检测报告三级审批、电子印章签署和发放等功能。实现综合与专项检测流程全覆盖、总部与分公司、多场所数据协同共享；对各环节操作留有详细记录和统计分析。
（3）服务管理
通过为委托方提供网上委托、电子报告、报告真伪验证、不合格信息的提醒与推送等服务功能，降低成本提高效率，提高客户服务质量，增强客户满意度。
（4）质量体系
对“人、机、料、法、环”各质量活动关键要素进行流程优化和数字化管理，将管理各要素落实到各生产流程、各生产节点的管控中，提高过程质量、工作质量与最终产品质量。
（5）智慧办公
通过在移动端实现对各流程的审核审批，提升工作效率。通过大数据算法对平台各模块化进行智能分析，提供大屏数据管理展示，为企业管理提供决策依据。
5. 试验的全自动化智能检测
将图像识别技术、物联网、自动化物料传输系统、自动化技术、智能控制技术、智能机器人等技术应用于传统混凝土试块强度检测、混凝土芯样抗压强度检测、混凝土抗渗检测、钢筋拉伸检测等，构建一种常用检测项目全自动智能检测系统及检测方法，使得检测过程管控更为智能化更为精细化，以此大幅提升检测效率，保证检测质量。全自动检测布局示意图如图4所示。
三、主要创新点
1. 新技术打造产品应用创新——智慧检测一体化平台应用
本平台充分结合检测中心实际业务需求，围绕“人、机、料、法、环”五大要素，基于云端的架构模式进行智能应用，运用数字化技术，优化内部管理流程，加强检测业务数据和管理数据的共用共享，构建包括经营管理、生产管理、服务管理、质量体系、智慧办公“五位一体”的全方位、一体化工程质量检测管理系统。
2. 新技术引领生产创新——混凝土抗压强度智能检测机器人应用
本平台通过高度自动化、集成化、智能化解决方案，将新技术引入生产过程，开发并应用了混凝土抗压强度智能检测机器人，大大降低人工操作强度，提高混凝土试块抗压试验工作效率。在生产过程中，混凝土抗压强度智能检测机器人代替传统人工作业，完成混凝土抗压试验项目，实现检测样品的自动运输、自动抓取、自动识别、自动检测和判定结果、残渣自动清理、试验过程视频及试验数据、试验曲线、破型图自动留存、检毕样品自动分拣等功能。整个试验过程均由机器人完成，全过程可视化监管，有效提升混凝土抗压强度检测的效率及标准化和规范化，为各工程项目提供了更为高效、科学、公正的检测数据支撑。应用该机器人的效益有：
1）降低劳动强度，改善工作环境。传统的检测方式，是由人工搬运至检测设备上，手动开启检测设备进行抗压性能检测，检测完毕后再由人工将检验完成的试块搬卸至废料区，并手动清扫检测设备上的混凝土残渣后开启下一块样品的检测工作。检测人员检测峰值可达500组/天，劳动强度大。混凝土抗压强度智能检测机器人投入使用后，检测人员仅需摆试块到托盘（一天1次）、日常设备维护保养等工作，显著改善工作环境，提高检测效率，大大缓解检测压力。
2）智能身份识别。传统的检测样品识别，通过油墨涂写方式或贴传统条码标签，对试件进行唯一性标识，其读取识别不便。混凝土抗压强度智能检测机器人投入使用后，通过配置高速扫码识别系统（二维码标签、RFID芯片识别），快速完成机械臂抓取试件的唯一身份识别，杜绝由于人为失误导致的问题。
3）检测全过程视频追溯。混凝土抗压强度智能检测机器人配备视频监控设备，检测过程影像资料完整留存，为检测过程的溯源提供数据支撑。
3. 新技术助力数字化转型——全方位数字化管理体系
该平台将全方位支撑企业数字化管理，为工程质量检测提供整体的数字化转型方案，助力企业实现经营、生产、服务等全寿期价值链的产品数据流管理，以及检测实验室设备、人员、环境、方法和标准等体系要素的全方位智能化管理，并以数据为驱动，实现端到端的快速业务创新和应用体验。
1）实现数据共享：通过数据平台实现数据集中，确保企业各级部门均可在保证数据隐私和安全的前提下使用数据，充分发挥数据作为企业重要资产的业务价值。
2）实现档案存储数字化管理。
3）加强业务协作：实现分散在检测业务、ERP、OA、财务等各个业务系统中的数据在数据平台中的集中和整合，建立单一的产品、客户等数据的企业级视图，有效促进业务的集成和协作，并为企业级分析、交叉销售提供基础。
4）提升建设效率：检测报告电子签名、电子签章、电子存档、原始记录电子化等技术与业务结合应用，对检测工作提质增效有明显可预见效果。
四、推广价值
本项目打造绿色低碳+标准化的建设工程质量检测记录数字化系统，与传统的检测原始记录系统、设备记录台账、检测标准使用记录、实验室环境监控与试样流转、养护等相比较，有诸多优势。
1. 解决传统模式的缺陷
1）不仅有效地提高数据的准确性、可靠性、稳定性，而且大幅度降低了工作负担。
2）有利于管理人员对实验室进行有效管理，发现检测环节中可能存在的问题。
3）既保留了原始数据，又保留了处理后的结果数据，如果发生检测纠纷，随时可以调用相关参数的检测数据。
4）杜绝了数据篡改等不合规的情况，并且通过相关接口可以将检测参数信息同步至省、市监管服务平台，服务相关单位。
5）实现对检测结论的合理推论，降低人为的错误率及减少重复性劳动，提高了检测机构的运行效率。
2. 实现联动检测
1）逐步实现检测全过程无纸化、数字化、智能化。
2）一体联通关联度高、信息重合的职能部门，进行数据互联，实现管理流程模块化、节点化、标准化，达到将经营活动、检测管理、协调办公、高效服务等全过程统一管理。
3）一体化联动全流程运行管理智慧化，实现各部门、各场所、各工程现场的智慧检测的实时联动。
4）建立一体联动运行的标准规范体系和安全保障体系。
5）构建智能检测新模式，实现混凝土抗压试验全自动化智能检测。
6）打造安全可靠、功能全面的安全电子签名体系。多种终端的电子签名应用，实现检测报告的防篡改、防伪造。
3. 高效智能工作
1）打造集约化基础支撑体系，推动后续服务化改造和系统接入。
2）检测数据互联互通，在数字化、智能化结合中提升工作效率，实现提质增效。
