基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 的安全雙控系統(tǒng)解決方案

北京首鋼自動(dòng)化信息技術(shù)有限公司

編者按：2021年4月，中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合有關(guān)協(xié)會(huì)、鋼鐵企業(yè)和專業(yè)技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，共同發(fā)起成立了“鋼鐵行業(yè)智能制造聯(lián)盟”（以下簡(jiǎn)稱“聯(lián)盟”），宗旨是為加快推動(dòng)鋼鐵企業(yè)智能制造，構(gòu)建上下游協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)圈，推進(jìn)鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。為更好滿足行業(yè)需要和企業(yè)需求，圍繞智能裝備、智慧服務(wù)、工業(yè)信息安全、智能工廠建設(shè)、智能生產(chǎn)、智慧運(yùn)營(yíng)六大方向，聯(lián)盟開展了行業(yè)智能制造優(yōu)秀解決方案征集活動(dòng)?；顒?dòng)共征集了各鋼鐵企業(yè)智能制造優(yōu)秀解決方案180余項(xiàng)，經(jīng)企業(yè)和專家評(píng)選，共遴選出55項(xiàng)優(yōu)秀案例，形成《2021年鋼鐵行業(yè)智能制造優(yōu)秀解決方案案例集》。為加強(qiáng)企業(yè)交流，我刊特分三期刊發(fā)其中幾個(gè)案例，為鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供參考。

一、解決方案概況

（一）背景和需求

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，設(shè)備自動(dòng)化水平越來越高，很多生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了部分或全部自動(dòng)化操作，對(duì)操作人員、管理人員安全素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力的要求也越來越高，但由于行業(yè)自身因素的制約，人員新人多，年輕化，流動(dòng)大等因素造成安全管理、隱患排查治理存在一些問題。主要表現(xiàn)在：

1.隱患信息的發(fā)送、反饋不及時(shí)，職能部門無法及時(shí)了解責(zé)任單位的隱患整改情況。

2.不利于隱患的及時(shí)檢查、整改、復(fù)查的閉環(huán)管理。

3.安全隱患的統(tǒng)計(jì)、分類、查詢困難，想了解某部門、某種隱患、某天的隱患數(shù)量和情況非常困難。

4.無法有效地對(duì)隱患排查工作進(jìn)行量化管理和考核，無法通過隱患排查的管理掌控安全生產(chǎn)走勢(shì)。

（二）解決方案

首安云是企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設(shè)的全面解決方案，集雙重控制、自動(dòng)預(yù)警、移動(dòng)互聯(lián)、云服務(wù)于一體，圍繞“人機(jī)環(huán)管”，采用PDCA動(dòng)態(tài)循環(huán)模式，以落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，降低企業(yè)事故發(fā)生率，大幅防災(zāi)減災(zāi)為宗旨，為健全安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，提升安全管理水平提供強(qiáng)有力的支撐。

應(yīng)用功能包含合規(guī)性評(píng)價(jià)服務(wù)、風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)服務(wù)、隱患評(píng)估服務(wù)、應(yīng)急處置服務(wù)：

1.合規(guī)性評(píng)價(jià)服務(wù)是以法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)文本庫(kù)為基礎(chǔ)語(yǔ)料來源，以企業(yè)規(guī)章制度為輸入文本，通過逐條制度文本與知識(shí)庫(kù)中文本對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)規(guī)章制度的合規(guī)性進(jìn)行評(píng)估，加速企業(yè)安全生產(chǎn)法制化進(jìn)程。

2.風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)能力評(píng)估服務(wù)是指以鋼鐵企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)庫(kù)為判定依據(jù)，將企業(yè)辨識(shí)結(jié)果導(dǎo)入模型中，模型將根據(jù)工藝、專業(yè)崗位特點(diǎn)，劃分工藝單元、辨識(shí)單元進(jìn)行知識(shí)對(duì)比，輸出評(píng)估報(bào)告，評(píng)估報(bào)告將從辨識(shí)全面性、辨識(shí)準(zhǔn)確性、辨識(shí)完整性及進(jìn)一步優(yōu)化辨識(shí)方向上進(jìn)行綜合評(píng)估。

3.隱患質(zhì)量評(píng)估服務(wù)是通過對(duì)比隱患信息，判斷隱患內(nèi)容相似度，解決隱患反復(fù)出現(xiàn)難發(fā)現(xiàn)、隱患治理效果難評(píng)估的問題。

4.應(yīng)急處置能力評(píng)估服務(wù)是以應(yīng)急措施庫(kù)為主要依據(jù)，通過問答、答題、實(shí)操模擬等方式動(dòng)態(tài)評(píng)估崗位人員應(yīng)急處置能力，有助于提高崗位人員針對(duì)性提高應(yīng)急處置能力。

二、解決方案詳細(xì)介紹

（一）技術(shù)和實(shí)施方案

1.技術(shù)方案

智慧安全中心通過信息化技術(shù)，運(yùn)用“人物環(huán)管”，采用PDCA閉環(huán)跟蹤，確保隱患按時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)整改，全面提高企業(yè)安全生產(chǎn)管理效率。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，云服務(wù)等技術(shù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)、隱患、培訓(xùn)、事故等業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)多維度統(tǒng)計(jì)分析，助力企業(yè)安全生產(chǎn)提質(zhì)增效。秉承“讓安全變得更簡(jiǎn)單”的理念，實(shí)現(xiàn)隱患排查閉環(huán)治理、安全生產(chǎn)預(yù)測(cè)預(yù)警、安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、安全生產(chǎn)電子臺(tái)賬管理、重大危險(xiǎn)源在線監(jiān)控及預(yù)警、職業(yè)病危害防治與管理、應(yīng)急管理等系統(tǒng)功能。幫助企業(yè)建立安全管理評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，固化安全生產(chǎn)管理方法長(zhǎng)效機(jī)制，從根本上減少事故發(fā)生（見圖1）。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

PC端整體架構(gòu)基于乙方自主研發(fā)平臺(tái)，基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)，采用B/S的分層體系架構(gòu)，允許并支持采購(gòu)方對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)（配置性開發(fā)、功能擴(kuò)展性開發(fā)等）、數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫的操作等要求。系統(tǒng)主要包括瀏覽器端、web層、服務(wù)層、集成層和資源層。覆蓋項(xiàng)目創(chuàng)建、設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、部署以及持續(xù)集成全項(xiàng)目周期的企業(yè)開發(fā)平臺(tái)，具備快速啟動(dòng)、設(shè)計(jì)、實(shí)施與交付高可用性大型企業(yè)級(jí)應(yīng)用的能力（見圖2）。

圖2 PC端技術(shù)架構(gòu)圖

2.實(shí)施方案

（1）良好的靈活性。如用戶界面要求發(fā)生變化，只需要瀏覽器端程序和Web層即可滿足，不需要修改服務(wù)層和集成層的代碼。

（2）可共享性和擴(kuò)展性。如服務(wù)層可為多種客戶端提供服務(wù)，如基于Web的html+Ajax，Extjs服務(wù)，還可以為其他客戶端提供服務(wù)。在擴(kuò)展性上每層都可以使用不同的技術(shù)分別進(jìn)行擴(kuò)展，只要和其他層的接口不變，就不會(huì)影響到其他層。

（3）較好的安全性。Web層不直接訪問數(shù)據(jù)，而是經(jīng)過服務(wù)層和集成層訪問和修改數(shù)據(jù)，在服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯校驗(yàn)和訪問控制可以保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性。

（4）可復(fù)用性。業(yè)務(wù)邏輯主要封裝在服務(wù)層，除了代碼級(jí)別的面向?qū)ο髲?fù)用，通過組件技術(shù)可以達(dá)到服務(wù)復(fù)用，組件復(fù)用和流程復(fù)用。

（5）可管理性。服務(wù)層集中起來統(tǒng)一管理、統(tǒng)一服務(wù)于Web層和客戶端，從而具備了良好的容錯(cuò)能力和負(fù)載平衡能力。

（6）手機(jī)移動(dòng)端（包括安卓版和IOS版）涵蓋隱患排查、整改治理、驗(yàn)收、上報(bào)的全流程管理。

（7）安全管理一張圖。管理駕駛艙是安全管理大數(shù)據(jù)分析的綜合展示平臺(tái)，為領(lǐng)導(dǎo)層提供決策依據(jù)和管理導(dǎo)航（見圖3）。

圖3 安全管理駕駛艙

（二）核心優(yōu)勢(shì)

1. 創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)

（1）基于云服務(wù)建立安全管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源的虛擬化和彈性擴(kuò)容。目前該云平臺(tái)已經(jīng)具備等保二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)所需的信息安全設(shè)備（如：IPS、IDS、漏洞掃描等），實(shí)現(xiàn)高級(jí)安全防護(hù)能力，比如“審計(jì)、加密”等。

首鋼廣域網(wǎng)由首自信承建，支持互聯(lián)網(wǎng)、專線、SD-WAN形式接入，同時(shí)形成內(nèi)網(wǎng)隔離，實(shí)現(xiàn)更安全、更穩(wěn)定的訪問。

（2）在滿足安監(jiān)總局、北京市、河北省等工貿(mào)企業(yè)安全生產(chǎn)分級(jí)分類監(jiān)督管理辦法標(biāo)準(zhǔn)要求基礎(chǔ)上，首鋼自主研發(fā)了一套動(dòng)態(tài)可配置的業(yè)務(wù)地圖自動(dòng)生成技術(shù)，基于此技術(shù)創(chuàng)新地實(shí)現(xiàn)了基于實(shí)時(shí)電子地圖的風(fēng)險(xiǎn)四色圖。

第一步，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行要素、圖層、地圖的三級(jí)結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)格化數(shù)據(jù)建模；

第二步，通過基于地圖與業(yè)務(wù)層級(jí)完美融合，開創(chuàng)性地利用點(diǎn)、線、塊多維度，分層展示風(fēng)險(xiǎn)在場(chǎng)所、工序、系統(tǒng)、單元、各層級(jí)上的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別；

第三步，按照標(biāo)準(zhǔn)要求“紅橙黃藍(lán)”四色標(biāo)注風(fēng)險(xiǎn)，形成安全風(fēng)險(xiǎn)空間分布。

（3）在本項(xiàng)目中采用了一種基于TCP的新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，該協(xié)議的特點(diǎn)是只需要一次HTTP握手，避免了反復(fù)解析HTTP協(xié)議，節(jié)省了資源，當(dāng)客戶端與服務(wù)端建立連接后，可持續(xù)進(jìn)行信息推送。從而，很好地實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息實(shí)時(shí)推送。例如待排查隱患、待處理督辦、安全預(yù)警信息、應(yīng)急突發(fā)事件消息等，可以實(shí)時(shí)分層推送給相應(yīng)用戶。

2. 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

與國(guó)內(nèi)幾家專業(yè)安全軟件企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，首鋼安全云目前實(shí)現(xiàn)了分級(jí)充分授權(quán)、風(fēng)險(xiǎn)四色圖、作業(yè)圖譜等，還全面支持IOS操作系統(tǒng)，整體上，優(yōu)于同行軟件企業(yè)。同時(shí)，與同類大型鋼鐵企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，以股份公司為代表的系統(tǒng)，率先實(shí)現(xiàn)了雙重預(yù)防控制、四色圖等功能，整體上，優(yōu)于同類大型鋼鐵企業(yè)（見圖4）。

圖4 行業(yè)對(duì)標(biāo)圖

3. 推廣優(yōu)勢(shì)

首安云與首鋼遷鋼、司家營(yíng)、陜西龍鋼、九江公司、凱達(dá)工貿(mào)等超過兩百多家企業(yè)進(jìn)行合作，涉及到冶金、有色、建材、機(jī)械、電力、水泥、商貿(mào)、礦業(yè)等八大行業(yè)。幫助企業(yè)落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，建立健全安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，全面提升安全生產(chǎn)管理水平，不斷提升安全生產(chǎn)績(jī)效，預(yù)防和減少事故發(fā)生，成為企業(yè)安全監(jiān)管部門的得力助手。

三.實(shí)施成效

（一）實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

基于雙重預(yù)防機(jī)制的安全管理綜合平臺(tái)建設(shè)的創(chuàng)新與實(shí)踐的落腳點(diǎn)在基層、在崗位，涉及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的全過程，符合作業(yè)崗位實(shí)際，具有很強(qiáng)的實(shí)用性、可操作性。促使廣大干部職工樹立“居安思危、如履薄冰”的安全生產(chǎn)紅線意識(shí)，更加深刻地認(rèn)識(shí)到“把隱患當(dāng)事故處理，把苗頭當(dāng)作問題來抓，將事故扼殺在萌芽狀態(tài)”的重要意義。以對(duì)待事故的方式對(duì)待隱患，加強(qiáng)了隱患管理的嚴(yán)格程度，樹立了像“敬畏事故”般“敬畏隱患”的氛圍。實(shí)現(xiàn)安全管理工作關(guān)口前移，力爭(zhēng)做到安全管理無隱患、職工思想無隱患，真正落實(shí)對(duì)事故的預(yù)防、預(yù)控。雙控平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)指標(biāo)。

1.全員參與率：100%。該項(xiàng)目通過手機(jī)APP，給全員參與提供十分便捷的工具和手段。

2.隱患漏檢率：4%。通過平臺(tái)的自動(dòng)排程、智能提醒，幫助員工隱患漏檢控制在5%以內(nèi)。

3.隱患整改率：100%。通過平臺(tái)的實(shí)時(shí)跟蹤，對(duì)隱患的整改能夠達(dá)到100%，確保隱患不整改系統(tǒng)有提醒，并對(duì)超期隱患進(jìn)行自動(dòng)督辦。

4.報(bào)表自動(dòng)化率：80%。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各種報(bào)表，數(shù)據(jù)提取、匯總準(zhǔn)確，由之前的手動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，現(xiàn)在80%報(bào)表都由系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成。

（二）效益分析

雙控平臺(tái)自投用以來，運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)管理具有很大提升，主要體現(xiàn)在：

1.預(yù)測(cè)預(yù)警指標(biāo)：按照國(guó)家安全一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化企業(yè)規(guī)范，建立科學(xué)的預(yù)測(cè)預(yù)警指標(biāo)，并且在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行相關(guān)信息公示。

2.保證職工踐行安全生產(chǎn)責(zé)任制，各自排查標(biāo)準(zhǔn)按計(jì)劃完成，很大程度提高隱患排查執(zhí)行效果。

3.一人一清單：踐行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查雙控體系，將安全隱患細(xì)化到崗位，形成一崗一清單，進(jìn)而關(guān)聯(lián)到崗位員工，形成一人一清單，促使全體員工千手千眼查找隱患。

4.隱患整改有跟蹤：通過隱患排查治理實(shí)現(xiàn)電子信息化，系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警和追蹤隱患整改情況，實(shí)現(xiàn)未整改隱患督辦處理，確保每一條隱患必須進(jìn)行“五落實(shí)五到位”的整改。

5.安全管理報(bào)表智能化，將安全管理日常所需統(tǒng)計(jì)報(bào)表，納入信息化系統(tǒng)管理，系統(tǒng)自動(dòng)按時(shí)出具日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)及大量的各類各類專業(yè)報(bào)表，有效縮短了各類報(bào)表的統(tǒng)計(jì)分析時(shí)間。