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摘要:通过建立对焊缝底片的数字化管理，将焊缝底片与数据库技术结合，一方面便于管理繁杂、多变的底片数据，为复检、评片提供了技术支撑；另一方面，基于数字化底片建立的在线培训及技术服务功能，为相关行业员工培训及考核创造了一个线上平台，有效地节省了培训成本。同时有利于减少实际评片过程失误，提高员工专业素质。
关键词:焊缝底片;数字化管理;在线培训
1引言
特种设备射线底片管理一直是一个热门课题，同时也是一个难题。传统的底片管理是基于人工在观片室中通过观片灯获取到底片信息，记录到纸质文件上，底片和纸质文件一起存档保留，这种方式对于底片保存条件要求很高，当保存环境条件不当时，底片可能会发生霉变或蛀虫等，造成底片报废；其次，在大量的底片中去查找需要的底片是一项比较困难的工作；最后，这种管理模式底片信息无法进行远程多方交流评定。近年，计算机硬件性能提升使得存储大量数据成为可能。同时，随着网络以及计算机成像技术的发展，越来越多的管理系统不仅开始支持文本数据的查询与修改，也开始支持图像数据的查看与分析。通过建立索引可以快速查询到想要的图像，而图像信息与传统文字信息相比更加直观、具体，有说服力。本系统是为了收集和整理射线底片并进行技术分析，建立底片管理以及特种设备焊缝评片培训平台。通过开发以图像数据为主，文字信息为辅助描述的焊缝底片数字化管理功能，一方面是有利于焊缝底片管理，节省在检索底片过程中的时间，而且从数据安全性角度来看，存留下来的图像不易损坏和丢失，受外界环境条件影响小；另一方面，在线评片培训能够充分利用数字化管理带来的优势，从典型缺陷底片数据库及互联网技术出发，构建无损检测评片在线培训和技术服务平台，依此平台聚集行业专家形成智库，供无损检测人员自学、培训以及测试，解决培训慢、培训难的问题，节省培训时间成本与人力成本。同时，培训平台大量的基础理论知识以及专家系统，也有利于相关人员反复学习，不断提高，降低实际误操作情况，提高员工专业素质，并促进射线检测技术的提升。
2研究难点及研究依据
本节主要分为两个部分，一是分析特种设备焊缝底片数字化过程中的难点，二是介绍本系统研究以及开发过程中的编制依据。
2.1底片数字化难点分析
传统底片评定中，评片人员在特定场景下，使用观片灯来评定底片信息。不同黑度底片需要采用不同亮度的观片灯才能够准确得到信息，而长时间使用观片灯会使人眼疲劳，降低检测结果判定的准确性。本研究着眼于此，考虑使用计算机软件技术以及可调节对比度的扫描仪相结合，将底片数字化保存，一方面减少评片人员的劳动强度和底片在评定过程中的损伤，另一方面使得底片信息留存更加准确快捷。传统的评片过程仅由初评和复评人员独自完成，而现实中底片焊缝区域特征复杂，存在许多有争议的细微缺陷。针对这种情况，本研究邀请专家入驻，选取了一千张典型缺陷底片，通过底片数字化技术，线上线下评片对比，自评以及互评方法，反复验证，建立了典型缺陷底片库，为培训平台打下了良好的基础。同时很好的实现了多方交流互动的效果。
2.2研究依据
本系统是以行业标准以及计算机软件开发标准作为编制依据，主要涉及如下。（1）NBT47013.2-2015《承压设备无损检测第2部分：射线检测》（2）TSGZ6001-2013《特种设备作业人员考核规则》（3）NBT47013.14-2016《承压设备无损检测第14部分：X射线计算机辅助成像检测各作业项目相关特种设备作业人员考核大纲》（3）SYT4109-2013《石油天然气钢质管道无损检测》（4）GB8566《计算机软件开发规范》（5）GB8567《计算机软件产品开发文件编制指南》（6）GB/T12504-90《计算机软件质量保证计划规范》（7）GB/T12505-90《计算机软件配置管理计划规范》（8）GB1526-89《信息处理-数据流图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定》（9）《UML参考手册（第2版）》
3系统介绍
3.1系统整体框架
本平台主要无损检测技术人员，检测公司以及特检院等相关部门机构，功能分为两大模块，即胶片数字化管理模块以及射线检测评片培训模块。其中，胶片数字化管理模块所需要的硬件设备包括数字化无损检测DR设备以及胶片扫描数字化设备。DR（DigitalRadiography），通常指采用平板探测器的影像直接转换技术的数字放射摄影，由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监示器等组成，检测时直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，用于获取原始的胶片。胶片扫描数字化设备作用是将拍摄得到的底片扫描保存成图像文件。本系统使用的扫描仪型号为中晶MII-1000LC（如图2所示），图片分辨率最高可达到2400dpi，光学密度最高可达4.55D，同时支持单通道、多通道切换。技术服务平台数据库主要包括三个部分，首先是数字化胶片库，包括大量有缺陷及无缺陷焊缝底片，可用于查看、评片训练以及复评；其次是典型缺陷底片库，这一部分底片图像是经过专家选取，反复比对，囊括了焊缝常见的缺陷，包括裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷及圆形缺陷等（如图3所示），主要用于初学人员能够通过在线评片，认识缺陷、了解缺陷；无损检测专家智库是针对专家设立，通过将专家在该行业领域的经验储备，转化为系统中可被反复学习、尝试的知识点，通过考核了解相关人员知识掌握程度，提高从业人员整体职业素质。
3.2系统具体实现
本节主要介绍本系统具体实现方式，包括软件实现语言、开发平台、运行平台以及数据库选择；系统各个模块主要功能以流程图介绍。本系统主要使用的编程语言是Java，JDK版本选择为1.7；采用的B/S设计模式；开发平台集中在Windows操作系统；系统运行在Linux服务器下，具体为CentOS系统，采用双处理器，型号为IntelXeonE5-2620V4，内存为32G；应用服务器选择为Tomcat与Nginx；数据库选择使用MySql。如2.1所述，本系统分为胶片数字化管理以及网上评片培训两个模块。其中，底片数字化管理实现功能如下。（1）底片信息入库。实现对底片的增删改查，并支持批量添加胶片。底片的信息包含：底片序号，工件厚度，焊接方法，焊接位置，焊接形式，坡口形式，可见像质计最小丝号，缺陷评定信息，评定等级和备注等信息。（2）缺陷底片分类。实现胶片按缺陷分类保存查询，包括2.1所述的五类常见缺陷以及多个或多类缺陷并存图片，实现快速查询功能。（3）底片批量扫描。实现底片的多张批量扫描，解决大量底片扫描慢的问题。（4）底片在线评片。支持数字化底片录入系统后，在系统中直接使用评片工具进行在线评片，并且保存记录。网上评片培训包括建立学员与专家智库，具体包括如下内容。（1）学员档案建立。每个学员根据个人信息建立唯一档案，档案记录学员培训情况、考核情况，实时了解学员学习状况，为后台管理人员对学员资质鉴定提供参考。（2）平台专家入驻。根据专家资质等级进行划分，对于不同等级的专家授予不同的权限。（3）评片答疑交流。很多在采集过程中收到外界噪声干扰，数字化成像之后特征模糊或者边缘曝光，在评片过程中易有误判以及漏判情况。本系统可将数字底片分享给其他评片用户，支持底片信息的在线交流。同时也实现了专家预约，一对一答疑等功能。（4）评片在线练习。从2.1中提及的典型缺陷底片库抽取底片，作为练习题目，将学员每次评片结果都记录在案，并与专家给出的缺陷标准比对，及时反映学员评片水平。同时，建立学员个人错题题库，智能汇总错题，以供学员反复练习，强化印象，提高评片能力。（5）学员能力考核。在典型缺陷底片库中抽取底片给培训学员进行评片考核，根据抽题规则，抽取底片，生成模拟试卷，开始考核。记录学员考试结果。
4成果与展望
本研究主要针对的问题是解决特种设备焊缝底片管理困难，以及特种设备评片人员培训成本高、周期长的问题，提出了从互联网角度出发，通过数字化底片技术，优化管理方案，使企业的底片管理成本降低；建立人员培训平台，降低了先前集中式人员培训的成本，减少了培训的时间周期，能够及时了解相关从业人员的知识掌握程度。通过专家智库、专家在线答疑、评片过程中分享底片等功能做到及时沟通，及时解决问题，提高无损检测人员的专业素质，有利于行业进步。尽管实现了数字化管理以及培训平台的搭建，但是现阶段评片工作大部分还是要靠人员识别，随着计算机视觉技术的进步，可以在未来逐渐实现辅助人工确定焊缝位置，辅助人工确定焊缝信息，辅助人工定位缺陷位置，提高人员评片效率。
作者:米国富 占萍 张杰 单位:湖北特种设备检验检测研究院直属分院