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博士说丨罐车太危险?我们给它装上“数字化铠甲”

编者按:

现在,高质量三个字很火。

对企业来说,高质量是对自身产品的最高礼赞。

但要真正配得上它,过程不可谓不艰辛。

今年上半年,围绕高质量三个字,浙江省市场监管局组织开展了一场特别的活动——

全省105名博士带领242位技术专家和技术骨干组建团队,聚焦计量、标准化、检验检测的NQI技术特色,用一个多月的时间,为118家相关领域的企业解决技术难题。

活动结束后,涌金君向博士们发起了约稿邀请,请他们将这段难忘的经历整理成文,对当前浙江制造的难题进行总结和思考。

从10月11日起,涌金楼会陆续刊发这些文章,让我们一起在博士的字里行间,寻找浙江制造高质量发展的秘籍。 

【博士名片】

郭伟灿

浙江省特种设备科学研究院

主要从事特种设备质量安全、剩余寿命、风险评价、安全预警技术及机器人智能检测等研究。

结对企业:浙江金象科技有限公司

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左起第三是郭伟灿博士。

我是特种设备领域的老兵了,三十多年来,一直扎根在特种设备安全检测和科学研究领域。

去年11月,我得知浙江金象科技有限公司正在制造新一代安全可靠的危险化学品道路运输罐车。这家公司是省特科院多年的合作单位,非常信任我院的技术实力。我立马与对方联系,双方一拍即合,联合成立了带泵罐车的课题研究组。

其实,危险化学品道路运输罐车使用安全一直是我关注的领域。

去年沈海高速发生“6.13”温岭液化石油气罐车事故后,按照浙江省政府领导有关指示批示精神和省政府专题会议精神,省里组成罐车罐体质量安全研究专班,我牵头的罐车罐体安全性能研究专班负责具体的技术研究。

通过3个月的广泛调研、充分论证、认真研究,研究专班完成了《罐车罐体安全性能分析和风险控制报告》。针对“6.13”事故,并结合危险化学品运输行业现状和省内近期发生的其他罐车事故,我们提出了预防类似事故的风险控制对策措施,以提升罐车罐体安全性能、加强风险控制。

但怎样落实研究报告中的对策措施,确保危险化学品道路运输罐车使用安全,这个问题一直萦绕在我心头。此次课题研究组就希望进一步解决这个问题。

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浙江金象科技有限公司带有“数字化铠甲”的罐车。

从保障技术手段看,国内外采用物联网技术+有效信息实时检测技术+安全保障基础技术;从发展趋势看,罐车运行物联网全覆盖是必然趋势,因此需要针对性地研究其中涉及到的计算机技术,比如大数据、数字孪生、边缘计算等。

物联覆盖,即物物相连,连什么?有效信息如何感知?这就涉及到罐车安全运行各项要素的获取技术,我们研究的关键就是实时感知这些要素的新检测技术;如何将新的研究成果加入到车、罐、防护结构的设计制造中?这无疑是保障罐车安全运行的源头。为此,我们提出了“给罐车装上数字化的铠甲”这一创新思路。

这个思路很好,但怎样装?装上后运行成本是否会大幅增加?这些是必须考虑的问题。如果罐车都做得像坦克一样,虽然达到了安全运行的目的,但不经济实用。

研究组想到了信息化中的数字孪生技术,数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期。

根据这一想法,我们应用数字孪生技术建立实时监测模型,并应用到新一代罐车上,创造一个罐车的数字“克隆体”。这个“克隆体”是罐车的动态仿真,它是会“动”的,“动”的数据来自罐车的物理设计模型、罐车上传感器反馈的数据,以及罐车运行的历史数据。罐车的实时状态及外界环境条件,都会复现到“孪生体”身上。

“克隆体”将贯穿罐车的全生命周期,它和实际的罐车之间建立了实时的数据链接,能够实现双向数据流动。通过操作“克隆体”,我们不仅可以监测罐车,还可以实现故障和风险预判,进行远程操控、远程警告等,极大地提高管理效率和安全性,同时还能降低运营成本。

通过半年多的研究和实践,浙江金象科技有限公司终于成功制造了两台装上“数字化铠甲”的罐车,并且顺利通过了市场监管总局组织的专家论证。相信通过推广应用这一技术,必将把罐车的本质安全提升到一个新的台阶。

作为一名特检人,我深感自己职任重大,肩上扛着人民生命和财产的安全。“心中时刻有一把尺,丈量千家万户的期望有多长;心中时刻有一秆秤,衡量特种设备的安全有多重。”我一直秉承着这样的信念,心系特检事业,希望继续为浙江省的安全发展添砖加瓦。

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