我国特种设备安全风险防控数字化转型的现状与路径研究- 大数跨境

湖南省特种设备协会

2023-12-15

导读：摘要：数据已成为数字经济时代的核心生产要素。数字化是未来经济社会发展的主流趋势，改变了特种设备质量安全风

摘要：数据已成为数字经济时代的核心生产要素。数字化是未来经济社会发展的主流趋势，改变了特种设备质量安全风险防控的思维、范式和方法。本文通过分析数字化转型的内涵，在实地调研基础上，总结我国特种设备安全风险防控“组织级-行业级-综合级”三层级数字化转型现状，并提出“ 感知-系统-网络-分析-应用”五维数字化生态转型路径，为特种设备领域数字化转型提供参考。

关键词：风险防控；数字化；特种设备；转型路径

特种设备作为能源、钢铁、石化、建筑、文旅等多个行业的重要基础装备，既涉及生产，也关系民生，其数字化转型的意义和作用不言而喻。当前，我国特种设备领域与数字技术结合还不够紧密，虽然近年来在智能监测、损伤识别、风险预警、事故预测等方面取得了一定智能化成果，也开发了多个风险监控平台，但数据孤岛现象依然较为严重，基层巡查、维保、检验、监察无纸化尚未全面普及，基层数据采集仍然依靠人海战术“填表”，平台数据质量堪忧，因此特种设备安全数字化转型仍有较长的路要走。如何顺应时代潮流，提升特种设备生产制造的智能化水平、促进特种设备使用智慧化和智能调度、强化特种设备运行的实时监测与安全预警，以及构建以多元共治为基础的数字政府监管机制，对增强特种设备设计制造创新能力、提高特种设备安全水平、提升特种设备生产效率而言是一项亟待研究的重要课题。

笔者根据前期在南京、福州、宁波、上海、重庆、呼和浩特等城市的调研，对全国特种设备领域数字化转型现状进行梳理总结，并在此基础上分析特种设备安全风险防控数字化转型路径，为业界开展相关工作提供参考。

一

特种设备安全风险防控数字化转型内涵

在数字化时代，人们希望通过信息化手段对传统产业进行升级和改造，实现数字化转型和创新。那么，什么是数字化转型？现有研究和实践对数字化转型尚未形成统一认识，存在广义和狭义之分。广义上认为，数字化转型不是新生事物，与原有的信息化一脉相承，并将全球数字化分为三个阶段，即“连接 ”互联网阶段、共享和融合阶段、平台化和智能化阶段，如仇海红、林金香（2023），杨书燕、宋铁波、吴小节（2022）等；狭义上相关研究认为，数字化与信息化截然不同，数字化属于新一代的信息技术范畴，如Sebastian等（2020）将数字技术总结为“SMACIT”，即社交技术（social）、移动技术（mobile）、分析技术（analytics）、云技术（cloud）和物联网技术（IoT）。

另外，现有研究分别从宏观地区、中观产业、微观组织不同视角对数字化转型的内涵进行了阐释。在宏观层面，李振东、陈劲等人（2023）通过对国外主要发达国家数字化战略的对比分析，提出国家数字化发展战略分为数字经济、数字政府、数字社会与数字综合战略四类；李韬（2023）认为，数字化转型包括社会方方面面的数字化，如人们社交方式、公共服务的便利性、精神文明的传播等。在中观层面，祝合良、王春娟（2021）认为，产业数字化转型是指围绕业务流程，打通不同层级与行业间的数据壁垒，改变产业原有的商业模式、组织结构、管理模式、决策模式、供应链协同模式，更好地满足客户需求，实现产业协同发展与转型升级；宁连举、刘经涛等（2022），李敏辉、李铭等（2022），刘军、刘海群（2022）等对教育数字化转型进行研究，阐述了数字技术进步带来教学方式、专业课程的改变，以及数字图书馆、智慧教室等新型教育数字应用创新。在微观层面，国际数据公司（IDC）提出数字化转型指组织利用数字化技术等能力来驱动商业模式创新和生态系统重构；韩佳平、李阳（2022）将其定义为传统企业通过具有连通性和分析性的数字技术，为企业生产流程和消费者增加价值的过程；徐汝君（2022）提出，数字化转型包含运用现代信息技术优化业务流程及管理体制、改进企业价值创造、提升市场竞争力等关键要素。

综上所述，数字化转型具备的基本特征包括：（1）层级性，从宏观、中观、微观不同层次涵盖的主体数量和空间范围不同；（2）技术性，由数字技术驱动模拟现实世界的对象或业务流程；（3）功能性，对人们生产生活特定任务或功能发挥作用；（4）创新性，革除已有事物旧的表现形式赋予数字化模式；（5）价值性，带来更高效便捷的生产组织方式、商业价值创造模式（见图 1）。

图1 数字化转型概念模型

自“十一五”以来，我国围绕特种设备安全风险防控的研究从未中断，主要以风险管理为导向，逐步由风险评估转向风险预防与控制，实现从设备到单位组织，再到区域的安全风险识别与评价。结合“多元共治”理念，特种设备安全风险防控数字化转型应包括三个层面的内涵：一是生产单位、使用单位、检验检测机构与政府等特定的组织，围绕自身主营业务或组织内部管理所开展的数字化技术创新与改造，旨在提升业务的数据要素价值、安全运行水平和生产服务水平、工作效率；二是政府或公益性行业组织为提升行业领域整体的风险管控能力，面向行业领域内多个主体提供的综合性平台应用服务，包括多源异构大数据的采集、分析和风险预警，以及面向特定主体和公众的应用与查询等；三是政府从区域或国家社会治理的视角，综合利用各行业各部门归集的数据，开展跨行业跨部门数字化应用创新，旨在强化联合惩戒，减少重复性处罚，提升监管效能，提供更加公开透明、公平可及的公共服务。

二

特种设备安全风险防控数字化转型地方探索

从广义的数字化视角出发，特种设备领域的数字化发展可分为以下阶段：一是以“金质工程 ”为背景，监察部门、检验机构、企业单位等围绕质量监督电子化、信息化目标，探索建设质检业务数据库和系统平台，开发了以各主体核心业务（监察执法系统、检验检测系统、企业管理系统等）为基础的企业级 1.0 版信息化系统，为许可审批等业务的线上办理、数据报送、信息查询提供了便捷。二是以“十三五 ”时期的大数据、物联网应用为标志，围绕海量检验、监察和企业管理数据的挖掘利用，逐步搭建了行业级跨组织2.0版的综合性风险评价与监测预警平台，为特种设备安全的监督预防和便民服务起到重要的支撑作用。未来，特种设备风险防控数字化将以区块链、人工智能等技术为核心，朝着第三个更加智能智慧化的阶段演进。经过20多年的发展，我国特种设备安全风险防控数字化转型已初步形成组织级、行业级成果，并正在探索综合级监管应用（见图 2）。

图2 特种设备安全风险防控数字化的层级

（一）基本情况

长期以来，沿海地区较为重视信息化技术在特种设备安全检验、监察和使用管理工作中的应用，中西部欠发达地区虽然也具有相应的业务系统，但研发能力相对不足。上海、福建、南京、宁波等地自主研发业务系统已有10年以上的经验，并组建了相应的开发团队，具有一定的开发能力，且近年来逐步开展了物联智控、数据挖掘、智能仪器装备等方面的科研工作，取得了一定成果，积累了一定经验。

1.组织级业务系统。在检验业务信息化方面，福建围绕机电类设备开发的检验系统，除了满足检验派单、报告出具、资料归档、离线检验等常规业务需求外，还支持检验仪器管理、质量管控等辅助功能，且集成报检、付费、开具发票等额外功能，全面满足一线检验无纸化操作需求，大大提高了检验效率。上海开发的检验系统能够根据检验人员所处位置、设备已使用年限、历史检验人员等信息自动派单，减少检验行程、平衡检验任务，体现公平原则。宁波围绕承压类设备开发的智慧检验系统，集成了检验、检测、搭架子、打磨等工作模块，实现了化工企业大修的检验进度控制、质量控制与费用控制；同时考虑承压类设备检验记录和报告的出具特点，开发了导入图纸、在线绘图、智能建模等功能，提升了检验效率，优化了检验效果。天津则更加重视客户服务体验，按照微服务架构将检验服务开发出机器人客服、人工客服、账号、缴费、电子发票、电子报告、客户满意度、客户大数据等多个服务模块，以便更快更好地提供服务。

在监察执法信息化方面，福建监察系统主要包括行政许可、监察事项等基本功能，与检验系统实现信息交互，及时了解设备检验情况，同时单独开辟了电梯维保质量信用评价模块，对维护保养单位的不良记录和失信黑名单进行管理。浙江、内蒙古等地全面推行“特种设备码”赋码工作，基本做到“一机一码”，通过使用App扫码，实现设备信息查询、信息填写流转、待办事项提醒、扫码打卡、网上办公等多种功能。宁波基本实现对全市在用特种设备信息化动态监管，包括特种设备及时录入、实时更新、即时查看、即时监管，极大提升了监管效率，系统录入的信息经过企业、监察部门、检验机构的三方校验，可确保信息真实有效。

在企业管理信息化方面，奥的斯的OTIS CONNECT平台，通过读取电梯部件、运行状况等实时数据，与基础历史故障数据相比对，利用物联网、人工智能、云计算等技术，预测电梯安全隐患，进行预测性维护，降低故障发生概率，延长设备的正常运行时间。中海油在设备台账的基础上，为实现设备维修、改造、点检、检验检测、运行状态等生产活动的管理、数据自动记录、数据分析展示，开发了化工企业设备管理系统。围绕气瓶充装追溯，重庆率先打造“互联网+”平台，作业人员利用App在线完成巡查和记录，可对气瓶产地、充装次数、异常充装地点时间等进行实时监控。宁波成功试点工业锅炉数字化管理模式，“炉管家”平台已对300余家企业锅炉运行状态进行实时展现，如发生过低水位、超压、超温等异常现象，平台监测系统会根据问题严重程度自动确定告警级别，生成处置记录并跟踪，直至问题消除。大庆油田开发的智能巡检监测机器人，具备图像识别、红外成像、声音识别、气体检测等功能，实现了无人值守。此外，宁波、杭州、成都等地还开展“保险+物联网 ”的探索，通过将物联网大数据分析与保险风险管理相结合，为锅炉、电梯等相关单位提供安全保障。

2.行业级应用平台。围绕跨环节多源大数据分析利用和“数据多跑路、企业少跑路 ”公共服务供给，部分地区政府部门、科研机构与企业合作，逐步开发了智慧监管平台、风险防控平台、应急处置平台等门户平台，生产单位、使用单位、检验机构、监察机构及公众均可注册账号，根据账号类型分配权限，相关主体在权限内完成有关业务咨询、业务办理、资料上传、证书下载、数据查询等。

在公共服务供给方面，“浙江特种设备在线”平台具有监管端、检验端、企业端和公众端四类用户端口，打通了企业端数字化管理平台、检验机构智慧检验平台和监察部门智慧监管平台的数据孤岛，实现了基础数据的交互联通，将企业自查隐患、设备检验隐患和监管发现隐患三类风险统一管理，精准生成特种设备安全管理的“画像”。温州在该平台基础上构建了“1+1+N”智慧监管模式，即建立1个基础支撑平台、整合1个数据中心、开发N个应用子系统，面向监管部门、行业主管部门、检验机构、生产单位及使用单位提供服务。重庆、南京等地围绕电梯智慧监管，构建了多元共治的监管体系，贯穿电梯全生命周期，通过数据分析挖掘，实现电梯故障诊治、按需维保、公众监督等智能化管理。

在数据平台建设方面，中博信息团队研发了“物联网+区块链”智慧特检大数据平台，通过传感器网络动态采集特种设备基本信息，通过区块链采集维保数据、检验数据、监察数据、投诉数据、运行日志、互联网数据等信息，联合制造商、使用单位、维护单位、检验机构、监察单位等多家机构组建联盟链，并实现身份认证、报告生成、预警提示、数据共享等功能，但该平台目前尚未有效推广使用。中国特检院团队开发的 “特种设备智能检测监测云服务平台”，通过光纤光栅、声发射、压力、温湿度等各类传感器，采用二维码、射频识别等自动识别技术以及物联感知技术，对设备质量安全相关的人、机、料、法、环^①等进行物联感知、智能检测、健康监测和动态管控，并面向不同对象提供设备管理、智能运维、预测预警、质量安全分析等服务；此外，该团队还开发了机电类特种设备风险防控平台、移动式承压设备大数据平台等，有效提高了相应设备的风险监测能力。

在应急救援平台方面，南京、杭州在全国较为领先。南京市应急救援平台自2013年建成运行，目前已直接在贵州、福建、山东、湖北、深圳、武汉、绵阳、马鞍山等40余个省市地区全面推广应用，并率先在国内特种设备领域开展应急救援大数据分析方法研究，建立电梯“使用年限-故障率 ”预测模型，提出基于梯度提升树的电梯故障原因预测算法，以及基于聚类算法以最小加权时间距离引导电梯救援站点选址方法，提供区域电梯质量安全风险数据分析报告，发挥精准监管数据支持作用，大大缩短了救援时间，形成了从设备编码、数据归集、平台建设到数据分析的标准体系。

3.综合级监管探索。2023年初，国务院办公厅发布《关于深入推进跨部门综合监管的指导意见》，要求推进跨部门综合监管，解决部分地区、领域监管责任不明确、协同机制不完善、风险防范能力不强以及重复检查、多头执法等问题。特种设备是综合监管试点的重点领域之一，要求利用“互联网+监管”系统，实现信息的跨部门互联互通。在综合监管数字化尝试方面，深圳围绕联合信用监管，启动了全国首个数据交易信用体系建设，将发展改革委、人民银行、司法机关、市场监管等部门归集的信用数据集中到一个平台管理，打造“随信齐查查 ”联合监管模式，采用“信用+ 风险 ”的抽取规则确定联合检查对象，提升了综合信用评价和联合检查惩戒的能力。山东泰安围绕加油站综合监管，积极打造集数据收集、动态分析、实时监测、系统预警、部门共享、综合执法于一体的成品油市场管理大生态，共享一组信息数据，畅通与税务、公安、市场监管、应急等部门间信息共享渠道，有效提升执法监管效能。

（二）存在的主要问题

当前，我国特种设备安全风险防控数字化转型仍以信息化为主，痛点难点问题依然很多。

1.数据孤岛问题严重。受管理体制机制、信息保护及地区经济技术差异等多重因素影响，特种设备相关主体围绕自身核心业务建立数据库和平台，特别是企业出于对商业机密和数据安全的考量，对数据共享和互联互通的意愿不大，加之各业务系统架构、数据结构差异较大，增加了数据共享难度，从而使得大数据汇聚效果不佳。此外，由于缺乏专业技术人才，使得基于隐私保护的分布式应用未获尝试。

2.数据归集方式传统。“上面千条线，下面一根针”一直是基层老大难问题。当前，相当一部分业务系统及公共大数据平台在很大程度上未考虑使用的便捷性，造成基层人员完成本职工作后，还需要加班加点誊抄填报数据，并且由于系统平台的不断增多，需要重复填报的数据越来越多，人工填报数据容易出错，导致数字化效果不明显，变相增加了基层人员负担。

3.应用技术工具欠缺。当前，很大一部分大数据平台建设只考虑了数据资源归集，对资源归集后如何利用考虑欠佳，真正意义上的智能化应用少之又少，甚至相当一部分地区的日常管理巡检、检验检测、维护保养和执法检查还尚未达到无纸化办公条件，更谈不上智能化管理。

三

特种设备安全风险防控数字化转型路径分析

通过对现状与存在问题的分析，特种设备在业务信息化系统、大数据平台和数据分析挖掘方面已具备一定基础，但在数据采集和终端应用两个方面还有所欠缺。因此，笔者提出特种设备安全风险防控“感知-系统-网络-分析-应用”五维数字化生态转型路径（见图 3）。

图3 特种设备安全风险防控数字化生态转型路径

感知维：物联感知和实时数据采集是构成物联网和大数据的基础，也是智慧特种设备发展的先决条件。特种设备运行参数将逐步趋于全方位感知，先进传感器的攻克将不断提高参数采集准确性，促使智慧特种设备的诞生；监测检测智能机器人逐步代替现场人员的重复性劳动，并且逐步具备一定的决策和处置能力。

系统维：特种设备生产、使用、检验、监察及其他相关主体不断完善自身的业务系统，通过优化业务流程、增加功能模块、重视客户体验、强化数据管理，结合人工智能等技术，逐步实现业务的智能化处理，不断提高业务办理的工作效率、服务水平和客户满意度，更加满足市场需求，进一步降低运营成本。

网络维：在感知维、系统维基础上，通过区块链、分布式、云计算等网络技术，实现跨环节、跨部门、跨区域多来源数据的汇聚，并实现数据的自动化校验及多源异构数据的处理。在汇聚数据摸清底数的基础上，绘制特种设备分布图，通过关键参数的监测和评价，形成风险预警网，供多部门联合监管参考，从而建立特种设备“一图一网”安全共治体系。

分析维：在前三维基础上，汇聚形成大数据平台。通过对各类型数据的整理、清洗，形成数据仓库，为智能算法模型的构建奠定数据基础，并不断训练优化智能模型，使其从大量数据中学习到规律和知识，反哺现场应用。

应用维：为更好利用智能模型从数据中获取的规律和知识，在终端应用和机器人系统中进一步开发智能应用软件，辅助现场相关工作，并不断提升应用的智慧化、便捷性和可及性，使现场工作在完成的过程中自动同步记录电子数据，进一步减轻现场人员的工作量。

四

特种设备安全风险防控数字化转型的政策建议

笔者通过特种设备安全风险防控数字化转型现状与转型路径的分析，提出以下建议。

（一）强化数字化智慧监管顶层设计

特种设备领域数字化转型是一项系统工程，任重而道远，需要市场监管、应急管理、司法等多个部门及特种设备监察部门、检验机构、使用单位、制造单位、安装单位、维保单位等多方面的协同配合。因此，建议从政策层面加以规范，建立数字化制度体系，明确智慧化监管指导思想、总体目标、实施原则和具体任务。通过制度保障特种设备安全风险防控数据分类和交换的统一要求，确保各部门之间的数据无障碍地共享和交流，强化综合治理效能。

（二）加强数字化转型标准体系建设

标准化建设作为数字化转型的基础性工作，是推动新一代信息技术在特种设备数字化转型过程中应用的关键要素。需要对特种设备安全与数字化深度融合的标准体系进行分析研究，制定和完善数字化转型相关的技术标准、数据管理与隐私保护标准，建立全面的网络安全管理体系，提高网络安全防护能力，保护数字化转型过程中的信息安全。

（三）强化数字化科技攻关支撑作用

加大特种设备智能化发展研究投入，推动智能传感、物联网、大数据、区块链等信息技术应用，研究建立数据分析模型，为风险管理、安全评价和辅助决策提供支撑。推动特种设备安全风险精细化监测预警技术应用，构建基于大数据驱动的预测预警平台，由被动响应向预测预警转变，提升主动防控能力。以智能装备研发为抓手，突破“卡脖子 ”技术难点，深化在线智能监测检测设备和智能检测机器人的研发应用。

（四）重视数字化转型人才队伍培养

鼓励从业人员主动学习和应用新型智能技术，解决特种设备领域痛点难点问题，鼓励技术人员申报与数字化技术相结合的科研项目，培养既懂专业又懂数字化技术的优秀行业人才；同时，在薪资增长、晋升等方面建立奖励和激励机制，吸引优秀数智化人才。积极与技术专家、数字咨询公司或相关机构建立合作关系，以获取外部技术支持和知识资源。

（五）加强新型信息化基础设施建设

没有新型信息化基础设施，特种设备安全风险防控数字化、智能化建设就如同“无米之炊”。需要加快新型基础设施建设，促进数字基础设施体系化和规模化部署，加快建设特种设备高速泛在、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的综合性数字信息基础设施，探索实现智能互联一张图、风险预警一张网，以数据和信息的智能采集、传输存储、智能分析、挖掘应用为主线，打造“互联网+”生态系统，形成重点领域创新应用示范标杆。

参考文献（略）

来源《中国市场监管研究》2023年第10期

作者谭明波王元蓝麒（中国特种设备检测研究院北京 100029）

责任编辑秦莉娟

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