精邦科技成功开发家用电器安全检测数据采集和处理系统

1．项目研究背景和意义

为有效支撑国家召回制度，提高我国消费品缺陷分析与安全评估水平，为政府召回监管决策提供客观、公正、权威的技术服务和消费品安全风险评估服务。2015年10月31日，国家质检总局发布了《质检总局关于认定首批国家质量监督检验检疫总局重点实验室和工程技术研究中心的通知》(国质检科[2015]493号)，国家质检总局消费品缺陷分析与安全评估工程技术研究中心（以下简称工程技术研究中心）经评审认定为国家质量监督检验检疫总局工程技术研究中心。

消费品缺陷工程分析实验室是工程技术研究中心的重要组成部分，主要针对一般消费品的安全状况展开研究，为产品召回监管提供关键技术保障。考虑到产品缺陷案件调查的非标性和随机性，实验室采用边建设边使用的原则，通过前期设备修购项目完善了基础设施和检测设备，有效支撑了多起产品缺陷案件调查的试验工作。但随着业务量的增加，实验室的相关数据采集、分析处理等辅助软体实力需要进一步提升。本项目将基于消费品缺陷工程分析实验室的设备现状及业务重点，结合国家质检总局对工程技术研究中心的相关要求，以及国务院办公厅近日印发的《消费品标准和质量提升规划（2016-2020）》中对于提高快速及智能检测能力的要求，针对消费品中的家用电器安全检测方法研究，在“家用电器安全检测数据采集和处理系统（i期）基础上对系统进行进一步升级。

“家用电器安全检测数据采集和处理系统（i期）涉及的检测产品包括电冰箱、洗衣机、电饭煲、微波炉四类产品，涉及检测项目包含功率，电流，温升，涉及自动采集的参数包括电压、电流、功率、温度、线圈绕组。并申报相关专利4项，获得实用新型专利两项，软件著作权2项。此系统可以监控家电产品的整体运行状况，直观的了解产品整体运行情况，减少随机误差，并且可以快速准确的捕捉绕组、电参数、温度等数据，同时可按照标准进行计算和判断，更加快捷准确的提供测试数据。系统研发成功后解决了实验室测试人员的重复性工作以及大量数据手动处理的问题，提升了大家电缺陷分析试验的检测效率，确保了检测结果的准确性和一致性，提升了实验室缺陷与安全评估和分析能力。

但在由于项目周期和资金所限，一期系统还存在很多适用性问题，如适用检测产品只覆盖电冰箱、洗衣机、电饭煲和微波炉四类产品；测试参数仅包含电压、电流、功率、温度、线圈绕组；硬件设备较多，占地面积较大，接线复杂；软件整体设置不够人性化，手机上传图像功能智能化程度较低，不方便查阅和分析等。

为解决上述问题，进一步利用检测数据进行安全风险评估，消费品缺陷分析与安全评估工程技术研究中心拟对现有家用电器安全检测数据采集和处理系统进行升级，扩展产品的检测范围，升级后检测范围从4类家电产品扩展到10类产品，包括冰箱、洗衣机、电饭煲、微波炉、电烤箱、洗碗机、吸尘器、空气净化器、衣物干燥机、电风扇；扩展采集参数，升级后采集参数从5个扩展到7个参数，包括电压、电流、功率、温度、线圈绕组、泄漏电流和接地电阻； 设备制作一体化，解决设备庞大，移动不便以及接线复杂等问题；对绕组自动检测装置进行功能改善，提高易用性和智能化；增加温度点自动输入、图片快速准确传输和查阅等功能，方便记录测试状态和使用图片进行安全结构分析；完善统计分析功能，利用测试数据进行安全风险评估；并进一步完善系统的架构，包括界面的易用性、系统的集成化等。

系统能升级后将更好的提高检测效率、检测结果的准确性和一致性，提升消费品缺陷与安全评估和分析能力，更加有效支撑国家召回制度，提高我国消费品缺陷分析与安全评估水平，为政府召回监管决策提供客观、公正、权威的技术服务和消费品安全风险评估服务。

2．国内研究现状

目前安全检测中对于电参数和温度参数的采集系统功能比较单一，自动采集和数据处理的程度不能满足快速检测和基于大数据的统计分析的要求，需要人员记录和参与计算的重复性工作较多，譬如冰箱的温升检测，需要人员对冰箱运行的稳定性状态进行判断，需要在温度稳定后对绕组进行测量和记录，如果线圈数量较多，会增大人员出错的概率而导致实验失败。对于采集的数据也只是简单的储存，并没有更好的加工利用，目前了解的安全实验室采集的每个实验的数据都是孤立的，不利用对检测数据进行挖掘利用和风险评估。

3．拟解决的关键问题

（1） 通过开发和制作绕组测试的辅助装置和编制控制系统，实现多个绕组数据采集的自动化，解决实验室目前存在绕组数据无法自动获取和处理的检测瓶颈；

（2） 对采集的数据能够按照标准进行计算和判断，并按照设定方式输出结果，实现过程稳定性判断以及结果判断的自动化，解决目前实验室检测人员参与的重复性工作过多和数据处理的程度不高的问题；

（3） 对系统累计的数据能够根据测试信息按照设定的方式进行类别筛选，并可以对筛选的数据进行统计分析，实现对数据的深度挖掘并加以利用，解决目前对实验积累的数据很难进行统计分析加以利用的问题。

二、研究目标、内容

（此部分为重点阐述内容）

项目总体研究目标：项目将基于消费品缺陷分析与安全评估工程技术研究中心实验室设备现状，结合国家质检总局对工程技术研究中心的相关要求，在家用电器安全检测数据处理和采集系统第一期基础上完成升级，包括扩展6类产品，增加2个测试项目和2个参数，对功能、界面、架构进行完善。

通过综合分析我国安全实验室总体情况，充分调研今后消费品安全检测的发展方向，对家用电器安全检测数据处理和采集系统进行升级，并进行测试验证。

本项目将完成系统开发的第ii期工作，具体研究以消费品中的家用电器安全通用标准gb 4706.1和第ii期研究的电烤箱、洗碗机、吸尘器、空气净化器、衣物干燥机、电风扇的产品标准为依据，预期目标是实现10类产品的功率，电流，温升、泄漏电流和接地电阻项目涉及的电压、电流、功率、温度、线圈绕组、泄漏电流和接地电阻自动采集，对采集的数据能够按照标准进行计算和判断，并按照设定方式输出结果，实现过程稳定性判断以及结果判断的自动化。对系统累计的数据能够根据测试信息按照设定的方式进行类别筛选和统计分析，实现对数据的深度挖掘和安全风险评估。上述系统功能的实现将提高检测效率、检测结果的准确性和一致性，提升消费品缺陷与安全评估和分析能力，

主要研究内容如下：

（1）检测方法研究

研究电烤箱、洗碗机、吸尘器、空气净化器、衣物干燥机、电风扇6个具体产品标准的安全测试方法；研究项目包括功率、电流和温升、泄漏电流和接地电阻；研究数据的采集、实验稳定性的判断、数据的计算和结果的判断等关键环节。

（2）检测设备的研究

 研究温度采集仪、数据功率计、绕组测试仪、泄漏电流仪和接地电阻仪的相关功能，以及这些设备如何实现同电脑的数据传输。研究如何开发和制作绕组检测的辅助装置，保证绕组数据获取的自动化和结果的准确性。

（3）数据采集和处理系统规格书编写和调试

在上述研究基础上，制定智能化系统升级的规格书，对系统进行调试和验证。

该智能化系统主要新增和完善的内容如下：

① 增加检测产品

在1期冰箱、洗衣机、电饭煲、微波炉基础上增加电烤箱、洗碗机、吸尘器、空气净化器、衣物干燥机、电风扇6类检测产品。

② 增加检测项目和检测参数

在1期功率、电流和温升基础上增加泄漏电流和接地电阻的测试项目，实现5个项目涉及的电压、电流、功率、温度、线圈绕组、泄漏电流和接地电阻的参数的自动采集。对采集的数据能够按照标准进行计算和判断，并按照设定方式输出结果，实现过程稳定性判断以及结果判断的自动化

③ 增加温度点的自动输入和记录功能

增加温度点的自动输入和记录功能，每个产品通用的温度布点位置可以自动完成输入，对于已输入的温度点具有记忆功能，提高测试效率。

④ 完善图片采集和归档功能

完善图片的实时采集和调阅功能，每个图片可以进行实时、准确传输，保存在相应检测项目名下，可以对图像进行分类汇总、查阅，方便对类似结构进行安全风险分析评估。

⑤ 增加测试数据的安全风险分析功能

增加数据的安全风险分析评估功能，可以统计目前已测试相同布点的数据分布，包括最大、最小、平均值等参数，以及本次测试数值在历史数据中所处的位置，评估本次测试数据的安全风险。

三、拟采取的研究方案及创新点

1、项目研究方法、技术路线、实验手段、关键技术、创新点等说明

（1）研究方法

采用现状调研，检测方法的研究，设备功能的开发、自动化辅助工装的研制，实验室内和实验室间比对验证等方法展开对家用电器安全检测数据采集和处理系统的研究。

（2）技术路线

本项目技术路线图如下：

（3）关键技术：

①利用zigbee无线传输技术，实现温度采集的无线传输；

②开发数据收集和数据处理系统，实现数据的自动采集和处理，减少人员的重复性工作，提高工作效率；

③开发远程监控功能，实现测试过程的远程监控和对检测数据的查询；

⑤开发安全风险评估功能，可以对检测数据进行挖掘和利用；

⑥开发泄漏电流和接地电阻的采集和处理模块，实现泄漏电流和接地电阻参数的自动采集。

（4）项目的创新点：

①数据自动化采集和数据处理，实现除必要的人员参与外的智能化；减少重复性工作，提高工作效率;

②充分利用无线传输技术，实现温度采集的无线传输；

③实现对检测数据的统计分析和挖掘利用；

④实现测试结果的安全风险评估；

 ⑤实现泄漏电流和接地电阻的自动采集。