项目实践

从人工巡检到视觉智能巡检的实施路径

从巡检点位盘点、相机与光源设计、样本标注,到边缘推理、告警和CMMS工单接入,介绍视觉巡检的实施过程。

现场视频采集与监测设备
配图:现场巡检使用的视频采集设备。

人工巡检包含路线安排、现场观察、经验判断、异常记录和后续处置。视觉智能巡检适合持续观察仪表、状态灯、阀位、液位、跑冒滴漏、异物和人员行为等目标,并把疑似异常图片发送给巡检人员复核。需要听音、触摸或综合工艺状态判断的任务,仍由现场人员完成。

本文介绍一套通用实施过程,不对应特定客户,也不预设识别率、人员减少比例或投资回报数字。

第一步:盘点巡检点位

工程人员可以跟随巡检人员走完整路线,记录每个点位的设备位置、观察内容、检查频次、判断依据和异常处置。即使同属“设备状态检查”,仪表读数、阀门开关位置、指示灯、液位、烟火、异物和通道占用也需要不同的拍摄与识别方案。

点位清单通常包括:

  • 设备编码、安装位置和巡检路线;
  • 识别目标、异常类型和参考图片;
  • 检查频次、允许延迟和通知人员;
  • 日夜光照、遮挡、粉尘、蒸汽、振动及防爆等级;
  • 异常等级、复核岗位和工单处理方式;
  • 与DCS报警、设备台账和SIS保护相关的说明。

仪表读数、状态灯和固定区域异物可以优先测试。紧急停车和安全联锁继续由独立保护系统执行,视觉结果用于告警提示和现场取证。

第二步:完成相机、镜头与光源设计

图像采集决定了后续识别效果。相机安装过高、目标像素不足、逆光、镜头污染、设备振动或遮挡,都会造成误报和漏报。

现场测试需要覆盖白天、夜间、开停车和主要运行状态,并确认相机分辨率、镜头焦距、补光方式、曝光、快门、安装支架和防护罩。防爆区域应选用符合现场等级的设备和施工方案。采用无线网络或远距离传输时,还要测试带宽、时延、断连和本地缓存。

涉及人员的视频应设置访问权限、保存周期和必要的遮蔽处理,仅保留安全巡检所需信息。

第三步:采集样本并统一标注

样本需要覆盖正常、异常和难以判断的工况。异常样本通常较少,可以从历史视频、设备缺陷记录和安全条件下的受控演示中整理,禁止为采集数据制造危险操作。

标注规范应说明异常定义、标注区域、遮挡程度和无法确认时的标签。生产、安全、设备和算法人员共同检查争议图片。训练集与测试集按设备、时间或运行状态划分,避免相邻视频帧同时进入两组数据,造成测试结果虚高。

第四步:在少量点位开展PoC

PoC需要验证从采图到工单的完整链路:相机采集、边缘推理、事件去重、截图或视频留证、告警分级、人员复核、工单生成和处理结果回写。

不同任务分别记录数据。仪表读数要区分表型、量程、反光和遮挡;跑冒滴漏要区分介质形态和背景干扰;人员行为识别要考虑距离、遮挡和多人交叉。除误报和漏报,还应记录发现时延、设备在线率、无法判断比例和人工处理时间。

测试期间可模拟相机断连、画面冻结、边缘设备重启、网络中断、磁盘空间不足和推理服务异常。此类故障应生成系统告警,防止“没有识别结果”被误解为“现场正常”。

第五步:接入视频平台与业务系统

视觉事件可以接入视频平台、SCADA、MES、QMS、CMMS、EHS或企业工单系统。模型输出事件类型、设备位置、发生时间、置信信息和图片证据;规则服务合并重复事件并按等级通知岗位;人员复核后创建工单、安排现场检查或启动现有应急程序。

设备停机、工艺调整和安全措施继续沿用企业的操作权限与审批制度。接口需要统一设备编码和时间,并处理断线重试、重复事件和调用日志。同一设备在视频平台、CMMS和DCS中应使用可对应的编号。

第六步:试运行与日常维护

上线初期设置观察期,由人员复核识别结果。运维人员按周或月汇总误报、漏报、相机故障、无法判断图片和现场环境变化,安排镜头清洁、支架检查、光源调整和样本补充。

产品、设备、照明或作业方式发生变化后,需要重新测试模型。每次更新应记录新增样本、标签修改、模型版本、配置和发布日期,并在固定测试集及新增困难样本上检查表现。旧模型和参数配置应保留,以便出现异常时恢复。

项目交付物

视觉巡检项目通常包含点位与任务清单、相机和网络设计、样本及标注规范、模型与规则版本、接口文档、告警和工单流程、试运行报告、故障处理方案、账号权限及运维手册。

视觉系统负责持续观察重复任务并提供异常证据,巡检人员负责复核、诊断和处置。相机、光源、样本、边缘计算、业务接口和运维制度共同决定系统能否长期使用。

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