起重裝備數(shù)字化技術(shù)路線與實施路徑*

劉武勝 湯秀麗 潘俊萍

1 北京起重運輸機械設(shè)計研究院有限公司 北京 100007 2 機械工業(yè)起重機械輕量化技術(shù)重點實驗室 北京 100007 3 北京市自動化物流裝備工程技術(shù)研究中心 北京 100007

0 引言

數(shù)字化是管理與技術(shù)的融合、使用較高的技術(shù)手段解決管理問題、應(yīng)用信息技術(shù)賦能傳統(tǒng)裝備并不斷進(jìn)化的過程，包括產(chǎn)品數(shù)字化、管理數(shù)字化、服務(wù)數(shù)字化等方面，其中產(chǎn)品數(shù)字化是基礎(chǔ)，需要技術(shù)數(shù)字化和業(yè)務(wù)數(shù)字化的雙輪驅(qū)動。

產(chǎn)品數(shù)字化是一種面向產(chǎn)品在設(shè)計、制造、運維、監(jiān)管等階段的需求，從物理世界出發(fā)，通過利用新一代信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、人工智能技術(shù)等開發(fā)利用數(shù)力和智力，逐步構(gòu)建和完善數(shù)字世界，進(jìn)而實現(xiàn)并提升體系化解決問題和滿足需求能力的工程范式。產(chǎn)品數(shù)字化的目標(biāo)是從全生命周期、體系等角度綜合考慮與滿足需求相關(guān)的全要素、全過程、全功能和全業(yè)務(wù)，科學(xué)組織和管理各種可支配資源，統(tǒng)籌產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)所需的產(chǎn)品研制和系統(tǒng)建設(shè)，并在其全生命周期內(nèi)有效管控產(chǎn)品性能，使其在運行使用時能夠發(fā)揮預(yù)期性能，從而滿足應(yīng)用需求。

產(chǎn)品數(shù)字化本質(zhì)內(nèi)核是建立內(nèi)外部廣泛的在線連接，產(chǎn)生大量實時數(shù)據(jù)，利用云端的算法和算力使決策變得更實時、更智能，從而提升企業(yè)運營和管理效率，甚至產(chǎn)生全新的商業(yè)模式或管理模式。產(chǎn)品數(shù)字化是將新型數(shù)字技術(shù)與產(chǎn)品技術(shù)深度融合，實現(xiàn)產(chǎn)品研制模式變革（新方法）、產(chǎn)品智能升級（新能力）和價值體系重塑（新價值）的演進(jìn)過程，用數(shù)字化技術(shù)幫助裝備產(chǎn)品企業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，實現(xiàn)業(yè)務(wù)從制造到制造+服務(wù)的轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)機械化換人、自動化減人、智能化無人。

1 起重裝備數(shù)字化技術(shù)路線

作為特種設(shè)備之一的起重裝備具有涉及生命安全和危險性較大2 個特殊屬性。因此，區(qū)別于一般產(chǎn)品，特種設(shè)備的監(jiān)管措施貫穿于其全生命周期和體系中，使其數(shù)字化的進(jìn)程更趨復(fù)雜。起重裝備數(shù)字化作為起重裝備制造、使用、監(jiān)管等相關(guān)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，集技術(shù)創(chuàng)新、裝備研發(fā)、制造與安裝、運維及監(jiān)管等產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于一體，為相關(guān)企業(yè)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)匯聚、交換、開發(fā)、計算等數(shù)據(jù)底座能力，提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理和共享的SaaS 服務(wù)平臺能力，可實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程線上化、數(shù)據(jù)集約化，逐步構(gòu)建全流程、全感知、全連接、全要素的企業(yè)數(shù)字孿生鏡像，構(gòu)建起重裝備產(chǎn)業(yè)全場景、全品類、全智能、全過程、全處置的解決方案，促進(jìn)起重裝備行業(yè)中低端向中高端轉(zhuǎn)型、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、低碳化轉(zhuǎn)型、服務(wù)化轉(zhuǎn)型。

起重裝備數(shù)字化主要包括研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理和檢驗監(jiān)管4 個維度，其數(shù)據(jù)要素需在采集、存儲、處理、分析和挖掘技術(shù)等方面滿足特種設(shè)備應(yīng)用。技術(shù)路線涉及產(chǎn)業(yè)維度的數(shù)據(jù)、算力、算法，貫穿于資源配置優(yōu)化、生產(chǎn)方式變革、組織管理創(chuàng)新等全產(chǎn)業(yè)鏈，涉及業(yè)態(tài)模式維度的數(shù)字化管理、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸等新業(yè)態(tài)新模式。核心任務(wù)是數(shù)據(jù)采集渠道的建設(shè)、搭建數(shù)據(jù)分析平臺、搭建數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺。目標(biāo)是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)，構(gòu)建大科研、大運維和大監(jiān)督3 大支撐體系，構(gòu)建基于研發(fā)、交付、驗證、運維、檢驗、監(jiān)管等全生命周期、全要素數(shù)據(jù)、全流程協(xié)同的數(shù)字孿生虛擬與現(xiàn)實協(xié)同集成技術(shù)平臺，實現(xiàn)起重裝備大規(guī)模定制→個性化服務(wù)→智能化制造→合作化生產(chǎn)→多元化產(chǎn)品的新型數(shù)字化生產(chǎn)方式。

2 起重裝備數(shù)字化實施路徑

數(shù)字化的基本技術(shù)路線是在決策過程中主要依賴于數(shù)據(jù)分析和解釋，而不是依賴于直覺或個人經(jīng)驗，逐步實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)字化、數(shù)據(jù)價值化、數(shù)字平臺化、智能生態(tài)化，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)化，使數(shù)據(jù)成為生產(chǎn)力。常見的機械裝備數(shù)字化技術(shù)路線包括數(shù)字化研發(fā)設(shè)計、數(shù)字化交付、數(shù)字化驗證、數(shù)字化制造管理、數(shù)字化運維、數(shù)字化健康評估體系等。起重裝備作為特種設(shè)備還包括數(shù)字化檢測和數(shù)字化監(jiān)管，還應(yīng)滿足《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》、《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》、《特種設(shè)備目錄》、TSG51—2023《起重機械安全技術(shù)規(guī)程》、TSG08—2017《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》等的特殊要求。以上法規(guī)規(guī)定：

1）起重機械設(shè)計應(yīng)符合《起重機械安全技術(shù)規(guī)程》及其附錄A《起重機械設(shè)計專項要求》。

2）起重機械制造和改造單位應(yīng)當(dāng)依法取得相應(yīng)的特種設(shè)備生產(chǎn)許可后，方可從事許可范圍內(nèi)的制造或者改造活動；改造單位必須為制造單位。

3）起重機械安裝和修理單位應(yīng)當(dāng)取得相應(yīng)的特種設(shè)備生產(chǎn)許可證，方可在許可的范圍內(nèi)從事起重機械的安裝、修理等作業(yè)。

4）起重機械使用單位應(yīng)按《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》的規(guī)定，負(fù)責(zé)起重機械的安全與節(jié)能管理，承擔(dān)起重機械使用安全與節(jié)能主體責(zé)任。其主要義務(wù)包括采購、使用取得許可生產(chǎn)且經(jīng)檢驗合格的起重機械；應(yīng)使用符合安全技術(shù)規(guī)范要求的特種設(shè)備；在起重機械使用前或投入使用后30 天內(nèi)，向特種設(shè)備安全監(jiān)察部門辦理使用登記，領(lǐng)取《特種設(shè)備使用登記證》。

5）起重機械的檢驗分為型式試驗、監(jiān)督檢驗和定期(首次)檢驗3 種類型；

①型式試驗 是指在制造單位完成產(chǎn)品全面試驗驗證合格的基礎(chǔ)上，由型式試驗機構(gòu)對產(chǎn)品是否符合安全技術(shù)規(guī)范等要求而進(jìn)行的審查、檢查、試驗，該試驗是對產(chǎn)品設(shè)計和安全性能的驗證與確認(rèn)。實施起重機械制造許可的起重機械產(chǎn)品，其型式試驗應(yīng)當(dāng)在起重機械制造單位取得相應(yīng)的制造許可證后、產(chǎn)品投入使用前進(jìn)行；同時，制造單位首次生產(chǎn)的、或是境外制造在境內(nèi)首次投入使用的、或是產(chǎn)品型號或規(guī)格(主參數(shù))超出原型式試驗覆蓋范圍的、或是其他影響產(chǎn)品安全性能且國家特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門提出要求的應(yīng)進(jìn)行型式試驗。同一品種同一型號的產(chǎn)品，其主參數(shù)由高向低覆蓋。

②監(jiān)督檢驗 是指起重機械在安裝、改造、重大修理過程中，實施作業(yè)的單位進(jìn)行自行檢驗和試驗，并且合格，檢驗機構(gòu)對這些單位的自行檢驗和試驗過程及結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督確認(rèn)的過程。起重機械實施安裝、改造、重大修理后，應(yīng)當(dāng)實施監(jiān)督檢驗。

③定期檢驗 是指使用單位對在用起重機械進(jìn)行自行檢查合格的基礎(chǔ)上檢驗機構(gòu)按期對起重機械進(jìn)行的檢驗。定期檢驗中的首次檢驗是指對不實施安裝監(jiān)督檢驗的起重機械，在安裝單位或使用單位自行檢查合格的基礎(chǔ)上，在其投入使用前進(jìn)行的第1 次檢驗。在用起重機械定期檢驗周期根據(jù)起重機械種類非為1 年或2 年。

6）《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定：起重機械的作業(yè)人員及其相關(guān)管理人員（以下簡稱特種設(shè)備作業(yè)人員），應(yīng)按國家有關(guān)規(guī)定經(jīng)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門考核合格，取得國家統(tǒng)一格式的特種作業(yè)人員證書，方可從事相應(yīng)的作業(yè)或管理工作。

起重裝備數(shù)字化技術(shù)路線實現(xiàn)路徑就是完整、準(zhǔn)確、全面貫徹特種設(shè)備創(chuàng)新發(fā)展與安全監(jiān)管理念，用數(shù)字化技術(shù)跨時空、高效率、高技術(shù)性的創(chuàng)新特質(zhì)，加持傳統(tǒng)裝備、賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提升數(shù)據(jù)信息生成、傳遞和獲取能力，強化數(shù)據(jù)信息數(shù)量、深度和廣度，提升數(shù)據(jù)信息交互能力和數(shù)據(jù)信息共享能力，為起重裝備帶來新領(lǐng)域、新賽道、新動能和新優(yōu)勢，全面落實數(shù)據(jù)主導(dǎo)地位和企業(yè)創(chuàng)新主體地位。

2.1 數(shù)字化研發(fā)設(shè)計系統(tǒng)

傳統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計存在研發(fā)團(tuán)隊?wèi)?yīng)對市場需求響應(yīng)慢、團(tuán)隊內(nèi)部溝通低效、產(chǎn)品版本管理失效風(fēng)險高、市場對企業(yè)正向研發(fā)能力要求提高、產(chǎn)品設(shè)計同生產(chǎn)條件不匹配、復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈管理協(xié)同困難、產(chǎn)品知識封裝、追溯和復(fù)用能力弱、定制化產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計成本高昂等問題。研發(fā)設(shè)計數(shù)字化可以通過實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計手段與研發(fā)設(shè)計過程的數(shù)字化和智能化縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，促進(jìn)產(chǎn)品的數(shù)字化，提高企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力。研發(fā)設(shè)計數(shù)字化的核心之一是將原來依賴實物試驗的研制設(shè)計流程轉(zhuǎn)變?yōu)樵跀?shù)字空間中完成全部設(shè)計、試驗和運維的流程，實現(xiàn)設(shè)計即正確，從而直接進(jìn)行生產(chǎn)，大大縮短研發(fā)周期，甚至可以將飛機等復(fù)雜裝備的研發(fā)周期縮短到原來的1/5；其二是利用新一代信息技術(shù)加強產(chǎn)品創(chuàng)新，開發(fā)支持與用戶交互的智能產(chǎn)品，提升支持服務(wù)體驗升級的產(chǎn)品創(chuàng)新能力；其三是利用新一代信息技術(shù)強化產(chǎn)品研發(fā)過程創(chuàng)新，開展面向產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化設(shè)計與仿真優(yōu)化等，提升并行、協(xié)同、自優(yōu)化研發(fā)設(shè)計等能力。

研發(fā)設(shè)計數(shù)字化通過云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)可提高產(chǎn)品開發(fā)效率，降低研發(fā)設(shè)計成本，建立統(tǒng)一的研發(fā)設(shè)計過程管理平臺，規(guī)范研發(fā)設(shè)計流程，提高項目管理效率；利用流程優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)交付流程，加速上線時間；應(yīng)用質(zhì)量管理體系提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性。通過提升效率實現(xiàn)生產(chǎn)力的差異化，通過數(shù)字化能力建設(shè)實現(xiàn)創(chuàng)新力的差異化，通過思維模式轉(zhuǎn)變實現(xiàn)戰(zhàn)略的差異化，通過數(shù)字化工具賦能實現(xiàn)客戶服務(wù)的差異化。然而，研發(fā)設(shè)計的終極價值并不是為了創(chuàng)造新產(chǎn)品，而是為了知識的進(jìn)化，產(chǎn)品只是研發(fā)設(shè)計知識進(jìn)化的載體。研發(fā)設(shè)計過程是基于舊知識創(chuàng)造新知識的過程，是人類所從事活動中知識密度最高的過程。智慧研發(fā)設(shè)計的本質(zhì)就是將研發(fā)設(shè)計過程的海量知識經(jīng)過增值加工形成大量的智能知識插件，并嵌回到研發(fā)設(shè)計過程中。信息化和數(shù)字化迭代遞歸形成知識，知識經(jīng)過增值加工后，終將在產(chǎn)品數(shù)字化進(jìn)程中發(fā)揮效益。

研發(fā)設(shè)計數(shù)字化以產(chǎn)品全品類數(shù)據(jù)和模型為基礎(chǔ)，加速產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)和跨領(lǐng)域循環(huán)驗證，提供實物產(chǎn)品與數(shù)字產(chǎn)品的交付能力，支撐工程研制和科研生產(chǎn)一體化管控，保證產(chǎn)品方案、產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造的一次成功以及數(shù)據(jù)驅(qū)動的研發(fā)設(shè)計精細(xì)化管控，也是支撐數(shù)字化交付、數(shù)字化驗證等數(shù)字化新形態(tài)的基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)字化交付系統(tǒng)

數(shù)字化交付是應(yīng)用信息技術(shù)將裝備設(shè)計、制造及竣工后等各類信息進(jìn)行數(shù)字量化并建立模型，轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⑾到y(tǒng)軟件工具可識別、可存儲、可計算的數(shù)字化方式交付給相關(guān)方，交付物包括三維模型、數(shù)據(jù)、文檔等，具體表現(xiàn)為圖紙、模型、數(shù)據(jù)表、計算書、隨機資料等設(shè)計、制造、使用、維修過程中常用的靜態(tài)數(shù)據(jù)及動態(tài)修改過程。三維模型包括實體模型和仿真模型，是物理裝備的虛擬可視化表達(dá)，并與交付的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，與交付的文檔相對應(yīng)，與交付的實物裝備相映射。核心是模型與數(shù)據(jù)、文檔之間及交付物與實物裝備之間的完整性、準(zhǔn)確性、一致性。特征是三維可視化、交付物與實體裝備完全一致及通過各方一致的數(shù)字化交付平臺完成交付過程。交付物是基于數(shù)據(jù)、文檔、三維模型及其與實物裝備一致的數(shù)字孿生裝備，具有數(shù)字原生屬性，既包括裝備設(shè)計、制造、檢驗等靜態(tài)信息，也包括裝備運行、運維、改進(jìn)等動態(tài)信息，可提高設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，奠定數(shù)字裝備、數(shù)字運維直至數(shù)字化工廠、工程的基礎(chǔ)。

2.3 數(shù)字化驗證系統(tǒng)

現(xiàn)有的研發(fā)設(shè)計模式只能依據(jù)經(jīng)驗和有限的仿真，不足以保證產(chǎn)品設(shè)計的正確性、安全性和完整性，只能通過概念驗證、樣機驗證、中試以及小批量生產(chǎn)等方式加以驗證。數(shù)字化驗證是利用數(shù)字化模型復(fù)現(xiàn)實體裝備發(fā)生的某些本質(zhì)過程，通過對模型的實驗研究、分析、改進(jìn)實際存在或尚處于設(shè)計階段的裝備的活動。在裝備可用前，通過虛實融合、虛實映射，進(jìn)行配置參數(shù)驗證，持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品的性能，提高產(chǎn)品運行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，提升產(chǎn)品運行的健康度，從而提升產(chǎn)品在市場上的競爭力；亦可通過建立企業(yè)實體業(yè)務(wù)的多維模型，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實時分析，并基于業(yè)務(wù)動因?qū)崟r預(yù)測業(yè)務(wù)結(jié)果，預(yù)警風(fēng)險并及時調(diào)整，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、建模仿真、分析預(yù)警、決策支持的實時一體化，全面提升企業(yè)智能化設(shè)計、制造、服務(wù)水平，縮短產(chǎn)品研制周期，提高生產(chǎn)效率，降低運營成本和產(chǎn)品不良品率。通過建立與物理產(chǎn)品實時互動的數(shù)字孿生體，隨時設(shè)計、隨時驗證和逐步細(xì)化，利用數(shù)字孿生體持續(xù)進(jìn)化的生命體特征持續(xù)提升物理產(chǎn)品的智能化特征，實現(xiàn)數(shù)字世界多次迭代，物理世界一次成功。

在數(shù)字化研制模式下，以數(shù)據(jù)和模型為基礎(chǔ)，覆蓋與產(chǎn)品研制緊密相關(guān)的基于數(shù)字模型的系統(tǒng)設(shè)計、基于數(shù)字鏡像的產(chǎn)品設(shè)計、基于數(shù)字孿生的產(chǎn)品樣機，預(yù)見設(shè)計質(zhì)量和制造過程，推進(jìn)設(shè)計與制造高效協(xié)同，確保設(shè)計和制造準(zhǔn)確執(zhí)行。

2.4 數(shù)字化管理系統(tǒng)

起重裝備交付體現(xiàn)為單件產(chǎn)品供貨或系統(tǒng)集成總包，因而在管理上體現(xiàn)為制造過程或裝備工程管理，前者出廠即可，后者則包含運輸、安裝、調(diào)試、驗收、取證甚至是運維全過程。二者涉及產(chǎn)品的廣度和深度迥異，數(shù)字化模式和數(shù)字要素差異更大。

現(xiàn)有的管理機制多為經(jīng)驗決策，即企業(yè)在面對問題和挑戰(zhàn)時，主要依靠管理者的經(jīng)驗、直覺和個人喜好來進(jìn)行決策。這種決策方式在很多情況下可能有效，但由于缺乏科學(xué)依據(jù)和客觀標(biāo)準(zhǔn)，容易受到主觀因素的影響，導(dǎo)致決策失誤。數(shù)字化管理則依據(jù)數(shù)據(jù)決策，即企業(yè)在進(jìn)行決策時，主要依賴于大量的數(shù)據(jù)分析和挖掘，以便找出最佳的解決方案。這種決策方式具有較強的客觀性和科學(xué)性，能夠幫助企業(yè)更準(zhǔn)確地評估各種風(fēng)險和機會，從而做出更明智的決策。

產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)字化是通過實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制的數(shù)字化、自動化和智能化，提高企業(yè)生產(chǎn)過程自動化水平。系統(tǒng)工程管理數(shù)字化是實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部及外部管理（安裝、監(jiān)理、監(jiān)管等）的數(shù)字化、定量化和最優(yōu)化，提高企業(yè)管理效益和水平。后者包含前者，二者均包含生產(chǎn)制造裝備數(shù)字化，即通過實現(xiàn)制造裝備的數(shù)字化、自動化和精密化，提高產(chǎn)品的精度和加工裝配的效率。

數(shù)字化管理包含計劃決策、調(diào)度優(yōu)化、自主控制等環(huán)節(jié)，是通過數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的實時監(jiān)測、全局優(yōu)化和快速調(diào)整，同時通過數(shù)據(jù)分析和人工智能等技術(shù)，能夠更好地預(yù)測和應(yīng)對市場變化和客戶需求，提高生產(chǎn)效率和降低成本。建立完善的數(shù)據(jù)管理體系，提高數(shù)據(jù)分析能力，引入先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析工具和技術(shù)，培養(yǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的文化，促進(jìn)從經(jīng)驗決策轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)決策，提高決策質(zhì)量、提升管理效率、促進(jìn)創(chuàng)新和發(fā)展、增強競爭力。

2.5 數(shù)字化運維系統(tǒng)

在役起重裝備基本上是定期維修和故障搶修模式，主要以人的視覺、聽覺、嗅覺、肢體等感官進(jìn)行主觀判斷和決策。數(shù)字化運維系統(tǒng)將在起重裝備的本質(zhì)安全基礎(chǔ)上加裝智能傳感、視覺識別等新技術(shù)手段，對在役設(shè)備進(jìn)行異常檢測、異常定位、異常自愈、根因分析和異常預(yù)測，代替人的體力和腦力勞動，實現(xiàn)人、機、物的交互融合，通過數(shù)據(jù)采集、傳遞、分析、反饋、決策、執(zhí)行等過程實現(xiàn)自動感知、自主分析、自我決策、自動執(zhí)行，使定期檢修、故障搶修、預(yù)防性定期更換逐步實現(xiàn)基于狀態(tài)的預(yù)知性維修、預(yù)防性更換。

數(shù)字化運維系統(tǒng)采用云、邊、端技術(shù)架構(gòu)，應(yīng)用多場景智維物聯(lián)采集技術(shù)、海量高頻數(shù)據(jù)邊緣處理技術(shù)、低時延加密數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、區(qū)塊鏈存儲技術(shù)、多源多維異構(gòu)數(shù)據(jù)融合應(yīng)用技術(shù)、機理與數(shù)據(jù)驅(qū)動相結(jié)合的設(shè)備故障診斷技術(shù)、多維度數(shù)據(jù)協(xié)同的設(shè)備綜合決策技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)提供基于知識、機理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動、多元統(tǒng)計等過程監(jiān)測方法，構(gòu)建具備安全狀態(tài)監(jiān)測、健康評價、遠(yuǎn)程診斷與預(yù)警，面向狀態(tài)變化趨勢決策的智能運維專家系統(tǒng)。

數(shù)字化運維方式擺脫地域、時間、經(jīng)驗等因素的限制，以期達(dá)到同樣的事要求都一樣、任何人作結(jié)果都一樣、任何時間作結(jié)果都一樣、任何地方作結(jié)果都一樣的效果，實現(xiàn)規(guī)?；焖購?fù)制和高效運維，構(gòu)建面向服務(wù)一致性的設(shè)備智能運維標(biāo)準(zhǔn)體系，以超越客戶期望、追求客戶感動的服務(wù)理念，推動企業(yè)從被動響應(yīng)到主動服務(wù)、預(yù)測性服務(wù)的服務(wù)能力升級，擴展服務(wù)對象、延伸服務(wù)價值、變革服務(wù)模式.

2.6 數(shù)字化健康評估系統(tǒng)

數(shù)字化健康評估系統(tǒng)以云平臺+數(shù)據(jù)資源+評價預(yù)警+工業(yè)應(yīng)用的智能運維模式實現(xiàn)質(zhì)量追蹤、備件規(guī)劃、剩余壽命評估。裝備健康管理評估服務(wù)融合智能檢測、診斷、預(yù)測技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，根據(jù)產(chǎn)品動態(tài)運行參數(shù)、設(shè)備疲勞度、歷史故障、歷史工況數(shù)據(jù)等大數(shù)據(jù)對產(chǎn)品的健康狀態(tài)進(jìn)行評估，以全面狀態(tài)監(jiān)測、精準(zhǔn)故障診斷與預(yù)測、深度大數(shù)據(jù)管理與分析挖掘等為核心，采取動態(tài)感知+實時監(jiān)控+指標(biāo)預(yù)警模式建立內(nèi)部互聯(lián)、內(nèi)外互聯(lián)、虛實互聯(lián)，實現(xiàn)信息感知、智能監(jiān)測與智慧決策，提供一整套裝備健康管理解決方案與個性化定制服務(wù)。裝備健康評估系統(tǒng)主要功能包括實現(xiàn)對監(jiān)測產(chǎn)品集群的整體健康監(jiān)測、質(zhì)量跟蹤、趨勢分析；單臺產(chǎn)品的狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、壽命預(yù)測以及用戶使用分析；從時間、設(shè)計、試驗、供應(yīng)商、制造、使用和維護(hù)等維度進(jìn)行質(zhì)量分析，得到產(chǎn)品質(zhì)量的當(dāng)前狀態(tài)、歷史過程、問題歸屬和風(fēng)險預(yù)測的結(jié)果，增強起重裝備的感知、監(jiān)測、預(yù)警、處置和評估能力，加速設(shè)備安全從靜態(tài)分析向動態(tài)感知、事后應(yīng)急向事前預(yù)防、單點防控向全局聯(lián)防的轉(zhuǎn)變，提升起重裝備本質(zhì)安全水平，實現(xiàn)由感官判斷、經(jīng)驗決策到數(shù)據(jù)判斷、知識決策的演變，支持設(shè)備健康狀態(tài)的精準(zhǔn)把握、運維過程的高效運營和知識傳承，推動起重裝備邁入可感知、可定量、可計算、可調(diào)控和可預(yù)測的智慧管理、監(jiān)測、運維、評估階段。

裝備健康評估技術(shù)的關(guān)鍵是集成千千萬萬個數(shù)理化先賢、領(lǐng)域?qū)＜?、行業(yè)翹楚和專業(yè)人士的知識和裝備自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要素，支持專家經(jīng)驗的簡潔實現(xiàn)，使專家知識與裝備數(shù)據(jù)雙輪快速驅(qū)動，專家經(jīng)驗與大數(shù)據(jù)快速融合迭代；在人機交互過程中，不斷發(fā)生知識的交叉與融合、解構(gòu)和重構(gòu)，既發(fā)生物理反應(yīng)，也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在原有存量知識的基礎(chǔ)上生成增量知識，持續(xù)豐富、補充評估系統(tǒng)的知識體系。

2.7 數(shù)字化檢驗檢測系統(tǒng)

特種設(shè)備特有的起重裝備檢驗檢測管理系統(tǒng)可提供客戶報檢、報檢受理、檢驗方案、檢驗記錄、意見通知書、報告審核、報告計費、客戶繳費、報告領(lǐng)取等核心業(yè)務(wù)功能，還可提供任務(wù)登記、檢驗儀器管理、電子報告、查詢統(tǒng)計等支撐功能，以滿足檢驗機構(gòu)的業(yè)務(wù)和發(fā)展需求。在系統(tǒng)框架上，檢驗管理系統(tǒng)包括面向客戶的服務(wù)平臺、面向檢驗機構(gòu)的業(yè)務(wù)平臺以及面向其他信息化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)平臺等。

客戶服務(wù)平臺主要面向客戶，提供在線報檢、意見通知書查看、在線繳費、電子報告等功能，可大幅提升客戶的服務(wù)體驗和便利化水平。檢驗業(yè)務(wù)平臺主要面向檢驗機構(gòu)內(nèi)部人員，具有項目管理、人員管理、設(shè)備管理、檢測記錄實時錄入、報告自動生成和批量修改、遠(yuǎn)程審核和簽章、數(shù)字化存檔、記錄溯源、電子簽章和報告真?zhèn)悟炞C等功能，能實現(xiàn)從報檢受理、任務(wù)分配、檢驗方案、電子記錄到報告審核的全部業(yè)務(wù)流程和電子化的流轉(zhuǎn)，以信息化手段提高檢驗過程的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)檢驗檢測的數(shù)字化、精細(xì)化管理。其中，檢驗人員可在現(xiàn)場直接以信息化方式進(jìn)行現(xiàn)場檢驗記錄，檢驗報告將根據(jù)記錄內(nèi)容自動生成，檢驗人員僅需進(jìn)行1 次編輯工作即可完成從記錄到報告的全部流程，避免因紙質(zhì)記錄抄寫導(dǎo)致的錯誤。同時，檢驗人員可上傳現(xiàn)場照片、視頻等多媒體文件，作為現(xiàn)場記錄的參考和佐證。

便捷、高效、智能的檢驗檢測管理系統(tǒng)可有效提升客戶體驗和服務(wù)質(zhì)量，減輕檢驗人員工作量，提高檢驗質(zhì)量和效率，提升檢驗機構(gòu)的競爭力。

2.8 數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)

通過感知數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集中管理、海量信息的智能化處理，構(gòu)建一個面向特種設(shè)備的監(jiān)管服務(wù)平臺，實現(xiàn)特種設(shè)備運行要素實時監(jiān)控、風(fēng)險隱患智能分析、運營安全智慧管理、應(yīng)急協(xié)同指揮、培訓(xùn)教育考核一體化的互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)管理創(chuàng)新模式，將監(jiān)督部門的防、管、控3 大業(yè)務(wù)功能于一體，為設(shè)備安全和政府部門監(jiān)督管理提供高效實時的智能應(yīng)用和服務(wù)。根據(jù)相應(yīng)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對設(shè)備全生命周期的致險因素（如人的因素、設(shè)備設(shè)施（含貨物）因素、環(huán)境因素、管理因素等）加以辨識和管控，構(gòu)建特種設(shè)備智慧監(jiān)管系統(tǒng)，集數(shù)據(jù)采集、風(fēng)險預(yù)警、應(yīng)急管理等功能于一體，形成以數(shù)據(jù)歸集與智能分析為核心的特種設(shè)備監(jiān)察體系。實現(xiàn)動態(tài)信息隨時調(diào)取、執(zhí)法過程便捷可溯、應(yīng)急處置快捷可視、事故規(guī)律科學(xué)可循，全面提升監(jiān)管信息化效能，有效防范和遏制重大風(fēng)險的發(fā)生。

采取數(shù)字身份一碼串聯(lián)架構(gòu)，建立單位庫、設(shè)備庫、人員庫之間的業(yè)務(wù)關(guān)系，生成制造單位、新增設(shè)備、操作人員在數(shù)據(jù)庫中的唯一代碼，一品一碼、一碼貫通。以數(shù)字化賦碼為主線，實現(xiàn)起重裝備生產(chǎn)、安裝、使用、管理、維保、檢驗、監(jiān)管和社會監(jiān)督等信息的接入統(tǒng)一平臺，滿足制造企業(yè)從生產(chǎn)、經(jīng)營、使用全生命周期相關(guān)信息可追溯的需求，提升企業(yè)數(shù)字化管理水平。對于安裝人員、管理人員、檢驗人員、監(jiān)察人員和社會公眾等不同主體，分別賦予不同的查詢、操作權(quán)限，通過一碼實現(xiàn)查詢設(shè)備信息、辦理設(shè)備告知、開展設(shè)備管理、日常設(shè)備巡查、作業(yè)信息記錄、設(shè)備檢驗、故障上報等功能。用物防、技防、人防并重的數(shù)字化監(jiān)管模式，實現(xiàn)特種設(shè)備全國統(tǒng)一的信息公示查詢和全生命周期可追溯管理，變事后為事前，變被動為主動，變?nèi)朔罏榧挤?，打造立體監(jiān)測、智能感知、精準(zhǔn)識別、快速響應(yīng)的裝備交付與服務(wù)體系，促進(jìn)裝備制造與檢驗檢測業(yè)務(wù)互聯(lián)互通，推動在線檢測、風(fēng)險預(yù)警、事故精準(zhǔn)追溯、快速評估與高效應(yīng)急處置等技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建智慧監(jiān)管和追溯體系平臺，可以實現(xiàn)一碼全程覆蓋、一圖全面感知、一網(wǎng)數(shù)據(jù)融合、一鍵全局可知、一心決策智能等，建成現(xiàn)場看得見、網(wǎng)上查得實、數(shù)據(jù)監(jiān)得到、要素管得住、決策有支撐的高質(zhì)量發(fā)展數(shù)字化管控平臺。監(jiān)管模式從經(jīng)驗管理到信息管理、從事后追責(zé)到事前預(yù)防，實現(xiàn)全場景覆蓋、全領(lǐng)域共享、全時空可用、全過程可控、全周期可溯，構(gòu)建監(jiān)管動態(tài)化、智能化、可視化的實時動態(tài)管理體系。

3 結(jié)語

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要特征，而裝備數(shù)字化則是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的基礎(chǔ)。裝備數(shù)字化的特點是以數(shù)字科技變革傳統(tǒng)裝備，以數(shù)據(jù)資源為關(guān)鍵要素，以數(shù)字內(nèi)容重構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以信息網(wǎng)絡(luò)為市場配置紐帶，以服務(wù)平臺為產(chǎn)業(yè)生態(tài)載體，以數(shù)字治理為發(fā)展機制條件。

本文聚焦于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時代背景，將數(shù)字技術(shù)加持、數(shù)據(jù)要素治理視為起重裝備數(shù)字價值創(chuàng)造的重要方式，利用諸如云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、預(yù)測性維護(hù)等新一代工業(yè)和信息技術(shù)及以人為本思想，將員工從重復(fù)、繁重、有害的工作中解放出來，構(gòu)建基于設(shè)計、交付、驗證、運維、評估、監(jiān)管全生命周期和全要素數(shù)據(jù)的起重裝備數(shù)字化技術(shù)路線，實現(xiàn)數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化生產(chǎn)、數(shù)字化管理、數(shù)字化服務(wù)等，減少試制次數(shù)，降低廢品率，減少物資浪費，降低碳排放等，實現(xiàn)低碳、綠色、人與環(huán)境友好的研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)。

起重裝備數(shù)字化的實現(xiàn)路徑以價值創(chuàng)造為目的，以提升效率和效益為導(dǎo)向，激發(fā)數(shù)據(jù)要素創(chuàng)新驅(qū)動潛能，用數(shù)字技術(shù)驅(qū)動業(yè)務(wù)變革，統(tǒng)籌運用數(shù)字化思維、數(shù)字化認(rèn)知、數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)體制機制創(chuàng)新、組織架構(gòu)優(yōu)化，對開展業(yè)務(wù)的方式流程和手段工具進(jìn)行全方位、系統(tǒng)性重塑，運用數(shù)字化思維和手段對各項工作進(jìn)行賦能，助力起重裝備向高端化、數(shù)字化、低碳化、服務(wù)化轉(zhuǎn)型。構(gòu)建全生命周期、全產(chǎn)品種類、全服務(wù)場景、全業(yè)務(wù)過程、全智能監(jiān)管、全處置解決的整體方案，實現(xiàn)產(chǎn)品研制中的知識復(fù)用，技術(shù)創(chuàng)新中知識推動，人才培養(yǎng)中知識共享，為起重裝備產(chǎn)業(yè)各項業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)全面、數(shù)量準(zhǔn)確、數(shù)值可信的決策信息，打造全在線、全鏈接、全協(xié)同的數(shù)字化環(huán)境，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、運營平臺化，增強企業(yè)競爭力、創(chuàng)新力、控制力、影響力、抗風(fēng)險能力，促進(jìn)起重裝備產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

從裝備企業(yè)角度，數(shù)字化應(yīng)用或數(shù)字化轉(zhuǎn)型就是在不同階段、不同業(yè)務(wù)，用不同的工具解決發(fā)展中的問題，即技術(shù)驅(qū)動+業(yè)務(wù)驅(qū)動。當(dāng)數(shù)字化應(yīng)用進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)，不僅成為解決眼前局部問題的工具，還將成為智慧系統(tǒng)革命性的升級，也是對戰(zhàn)略思想、管理理念、管理運營規(guī)劃、研發(fā)創(chuàng)新、決策執(zhí)行等解決方案的凝練和有機結(jié)合，使裝備企業(yè)享受效率提升帶來的絕對優(yōu)勢、創(chuàng)新能力增強帶來的顛覆性能力和模式創(chuàng)新帶來的結(jié)構(gòu)性變化，為其進(jìn)步提供巨大的空間，將在高水平上重塑企業(yè)，必將成為起重裝備企業(yè)又一次跨越式發(fā)展的機會。而本文所屬各數(shù)字化系統(tǒng)或平臺的構(gòu)建還需具備一定的行業(yè)壟斷能力和人才培養(yǎng)，才能充分利用整個行業(yè)的數(shù)據(jù)資源和知識積累，推進(jìn)數(shù)據(jù)、信息、知識向智慧轉(zhuǎn)化，發(fā)揮數(shù)據(jù)要素價值，持續(xù)賦能優(yōu)化產(chǎn)業(yè)，使之不斷迭代升級。