工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)管控平臺的搭建及運(yùn)用

卞平官，廖祥翔，黃樂觀，嚴(yán)東寧，楊 俊，朱顯軍

湖北宜化集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000

危險化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險智能化管控平臺的設(shè)計、建設(shè)與應(yīng)用是企業(yè)都在摸索和推進(jìn)的課題。依靠物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能（artificial intelligence，AI）、第五代 移動通 信技術(shù)（5th generation mobile communication technology，5G）等新一代信息技術(shù)，建設(shè)危險化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險智能化管控平臺，加強(qiáng)在感知、監(jiān)測、預(yù)警、處置、評估等方面賦能危險化學(xué)品企業(yè)，破解企業(yè)安全生產(chǎn)的痛點、難點、堵點問題，是實現(xiàn)危險化學(xué)品企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路［1］。

我公司率先推出5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+危化安全生產(chǎn)信息化平臺，用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)為化工行業(yè)安全生產(chǎn)及智能制造提供整體解決方案，探索全新的化工行業(yè)應(yīng)用場景，目前方案已在我公司得到實施，可為其他企業(yè)構(gòu)建平臺提供參考。

平臺搭建落實了國家及省市政府職能監(jiān)管要求，助力企業(yè)落實全員安全生產(chǎn)責(zé)任制，讓安全責(zé)任量化、痕跡化，解決了企業(yè)安全管理中存在的諸多問題；解決了企業(yè)信息孤島多，實現(xiàn)系統(tǒng)信息共享；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的先進(jìn)性，整合各類資源；也解決了教育培訓(xùn)形式單一，員工參與積極性不高，培訓(xùn)效果不明顯的難題。

利用“5G+工業(yè)互聯(lián)+?；踩a(chǎn)平臺”將已建設(shè)的平臺數(shù)據(jù)打通，形成集團(tuán)一致的信息化平臺，整合企業(yè)資源應(yīng)用，提升了企業(yè)安全管理水平和信息化水平，實現(xiàn)綜合價值最大化［2］。

1 化工行業(yè)安全生產(chǎn)中的問題

化工生產(chǎn)過程復(fù)雜多樣，涉及的物料易燃易爆、有毒有害，生產(chǎn)條件多高溫高壓、低溫負(fù)壓，現(xiàn)場危險化學(xué)品儲存量大、危險源集中，化工（危險化學(xué)品）企業(yè)有效防控安全風(fēng)險，保障生產(chǎn)安全平穩(wěn)運(yùn)行，至關(guān)重要。據(jù)統(tǒng)計，2020 年，在危險化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)安全生產(chǎn)事故中，處于高速發(fā)展的中小型企業(yè)所占比率較高，安全管理水平有待提升［3］?；ば袠I(yè)的安全生產(chǎn)存在如下根源性的問題：

（1）企業(yè)安全基礎(chǔ)薄弱，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，自動化程度低。傳統(tǒng)化工生產(chǎn)企業(yè)，項目本質(zhì)安全水平普遍不高，涉及的危險工藝風(fēng)險高、安全設(shè)計水平低、自動化程度低。

（2）企業(yè)主體責(zé)任落實不到位，安全監(jiān)管與專業(yè)直管認(rèn)識不到位［4］?，F(xiàn)階段，全民的總體安全素質(zhì)還不是很高，仍存在偏重經(jīng)濟(jì)效益，對安全生產(chǎn)所產(chǎn)生的社會效益認(rèn)識不足，重視不夠；建立“精、細(xì)、嚴(yán)、實”的企業(yè)安全生產(chǎn)管理機(jī)制，推進(jìn)行業(yè)直管專業(yè)化，全面提升行業(yè)領(lǐng)域安全監(jiān)管水平工作還在推進(jìn)中。

（3）危險化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)安全管理及專業(yè)管理人才缺乏，員工素質(zhì)參差不齊，安全監(jiān)管存在薄弱環(huán)節(jié)。防范化解危險化學(xué)品安全風(fēng)險仍是重中之重，企業(yè)仍需聚焦“一防三提升”（防控重大安全風(fēng)險，提升本質(zhì)安全水平、技能素質(zhì)水平、信息化智能化管控水平），持續(xù)發(fā)力、攻堅克難。

（4）危險化學(xué)品安全風(fēng)險管控平臺建設(shè)在逐步推進(jìn)中，企業(yè)在積極搭建和完善，但還需積極拓展建設(shè)功能模塊、提升應(yīng)用水平。應(yīng)急管理部頒發(fā)《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)”試點建設(shè)方案》明確的17 種場景、21 種工業(yè)APP、11 種工業(yè)機(jī)理模型等重點內(nèi)容，為平臺建設(shè)指明了方向。各企業(yè)依托現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)在積極搭建和完善，但還需結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀拓展建設(shè)功能模塊，提升應(yīng)用水平。

2 化工行業(yè)安全生產(chǎn)的對策分析

《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》的發(fā)布，增加了“數(shù)據(jù)匯聚賦能行動”“技術(shù)能力提升行動”“產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展行動”等內(nèi)容，不僅是對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各領(lǐng)域更全面的覆蓋，更凸顯了數(shù)據(jù)等要素的重要意義。

同時，2020 年10 月10 日，應(yīng)急管理部及工信部關(guān)于印發(fā)《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃（2021-2023）》的通知（工信部聯(lián)信發(fā)【2020】157號）明確構(gòu)建“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”支撐體系。2021 年4 月7 日，應(yīng)急管理部辦公廳關(guān)于印發(fā)《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)”試點建設(shè)方案》的通知（應(yīng)急廳【2021】27 號），旨在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)”整體架構(gòu)設(shè)計上，按照“多層布局、三級聯(lián)動”的思路，推動各主體多級協(xié)同、縱向貫通，覆蓋危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、使用、經(jīng)營、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)，實現(xiàn)全要素、全價值橫向一體化［5］。

應(yīng)急管理部出臺的“十四五”危險化學(xué)品安全生產(chǎn)規(guī)劃方案，把“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)”［6］納入“五大工程”之一。

解讀了以上政策，在應(yīng)急管理部于2021 年9月下發(fā)的《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+危化安全生產(chǎn)試點建設(shè)方案”實施指南（試行）》《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)”特殊作業(yè)許可與作業(yè)過程管理系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用指南（試行）》等3 項指南的指導(dǎo)下，把特殊作業(yè)許可與作業(yè)過程管理、智能巡檢、人員定位作為試點建設(shè)必建場景。按照“數(shù)據(jù)+平臺+應(yīng)用”的模式，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為核心，構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析中心，挖掘數(shù)據(jù)價值，建設(shè)自動控制、智能管理、動態(tài)監(jiān)控的智慧工廠。

3 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)信息化平臺建設(shè)情況

3.1 平臺架構(gòu)

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)管控平臺由1個管理駕駛艙、6 大模塊、26 個子模塊構(gòu)成，其架構(gòu)如圖1 所示。該平臺全面整合化工行業(yè)工廠管理涉及到的人員管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、“雙重預(yù)防”機(jī)制［7］、安全標(biāo)準(zhǔn)化和環(huán)保管理6 大要素，將新型信息技術(shù)與安全管理體系和安全管理經(jīng)驗進(jìn)行深度融合，形成了以安全標(biāo)準(zhǔn)化管理為指導(dǎo)、以風(fēng)險分級管控為核心的平臺設(shè)計理念。

圖1 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)管控平臺架構(gòu)Fig.1 Structure of 5G+industrial internet+hazardous chemicals safety production management and control platform

3.2 實現(xiàn)的功能

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)管控平臺主界面如圖2 所示。平臺實現(xiàn)基于5G 技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊，對現(xiàn)場可編程序控制器（programmable logic controller，PLC）及數(shù)采設(shè)備信息進(jìn)行無線采集；基于5G 通訊的專網(wǎng)建設(shè)［8］，現(xiàn)場的巡檢用掌上電腦（personal digital assistant，PDA）、增強(qiáng)現(xiàn) 實（augmented reality，AR）頭盔等移動終端實現(xiàn)5G通訊。平臺包括網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層，可實現(xiàn)的功能包括：生產(chǎn)管理、安環(huán)管理、設(shè)備管理以及系統(tǒng)保障。

圖2 安全生產(chǎn)智能化管控平臺主操作界面Fig.2 Main operation interface of intelligent management and control for safety production

平臺依托企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過接入企業(yè)實時監(jiān)測、視頻監(jiān)控、人員定位、設(shè)備狀態(tài)、特殊作業(yè)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)安全管理基礎(chǔ)信息、重大危險源安全管理、雙重預(yù)防機(jī)制、特殊作業(yè)許可與作業(yè)過程管理、智能巡檢、人員定位等基礎(chǔ)功能的信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

3.3 項目運(yùn)行方式

本平臺通過對雙重預(yù)防機(jī)制的信息化重塑，確保安全風(fēng)險始終處于受控狀態(tài)［9］。提高安全及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時共享及無邊界流動，增強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)管控能力，提升企業(yè)競爭力。平臺建成之后，有以下基于雙預(yù)防的運(yùn)用：

3.3.1 風(fēng)險動態(tài)管控 對個性化報表、指標(biāo)偏離、固化工作、任務(wù)清單做好制定和跟蹤，各級人員根據(jù)不同時期工作需要添加個性化的工作任務(wù)清單，桌面提示，提高工作效率。例如定制了隱患排查計劃并設(shè)置了排查標(biāo)準(zhǔn)庫（圖3），做到風(fēng)險動態(tài)管控、隱患閉環(huán)管理、及時提醒消缺［10］。

圖3 隱患管控圖：（a）隱患排查標(biāo)準(zhǔn)庫圖，（b）隱患閉環(huán)管理Fig.3 Potential risk management chart：（a）potential risk screening standard library，（b）potential risk closed loop management

3.3.2 異情提前警示 具體包括：工藝指標(biāo)合格率；產(chǎn)量消耗統(tǒng)計分析；檢維修作業(yè)數(shù)量、位置及費(fèi)用分析；人員行為分析；裝置完整性分析；重點設(shè)備運(yùn)行周期分析等。各類信息提示窗口如圖4所示，減少了非計劃性停車，預(yù)防設(shè)備重特大事故及次生安全環(huán)保事故的發(fā)生。

3.3.3 安全智能管控 實現(xiàn)了作業(yè)許可管控、人員管控、典型違章自動識別管控、點巡檢強(qiáng)制性管控、流程閉環(huán)管控。平臺建立如圖5 所示的作業(yè)安全8+1 的模板以及固定流程，實現(xiàn)八大特殊作業(yè)和檢維修作業(yè)全流程的閉環(huán)管理。

圖5 特殊作業(yè)管控界面Fig.5 Special operation management and control interface

基于人員定位涉及到的缺員/超員、一鍵求助（save our souls，SOS）、串崗/越界、脫崗/滯留、靜止、非允許進(jìn)入等8 種安全智能預(yù)警。

平臺應(yīng)用如圖6 所示的智能AI 識別技術(shù)，實現(xiàn)對個體防護(hù)用品穿戴、人車分流、煙火管控、勞動紀(jì)律監(jiān)督等典型違章行為的智能識別，后臺通過對發(fā)生不安全行為的時間、地點、日期、類型進(jìn)行分類統(tǒng)計分析，指導(dǎo)企業(yè)有針對性的實施安全管理，提高安全管理的實效性，彌補(bǔ)安全管理的盲區(qū)、死角。

圖6 AI智能分析中心示意圖Fig.6 AI intelligent analysis center

根據(jù)對不同崗位、不同層級人員巡檢的要求，對巡檢區(qū)域點位、巡檢線路、巡檢內(nèi)容的規(guī)劃，依據(jù)相關(guān)的巡檢周期制定巡檢計劃，自動派送計劃。所有上線流程實現(xiàn)閉環(huán)管理，不斷提示，督促責(zé)任人完成，增強(qiáng)公司各級人員的落實能力，實現(xiàn)安全生產(chǎn)責(zé)任制考評及管理活動評價，如圖7 點巡檢管理流程所示。

圖7 點巡檢管理流程Fig.7 Management process of point inspection

3.3.4 生動教育培訓(xùn) 通過線上線下相結(jié)合的培訓(xùn)教育管理，通過不同類型的教材，實現(xiàn)線上培訓(xùn)、練習(xí)、考試、匯總分析，通過靈活多樣的方式，提升了員工的學(xué)習(xí)主動性和安全意識，豐富了員工安全知識［11］，提升全員安全技能，管理人員安全績效，場景如圖8 所示。

圖8 教育培訓(xùn)場景圖Fig.8 Scenarios for education and training

3.4 平臺先進(jìn)性運(yùn)用及現(xiàn)實意義

3.4.1 展現(xiàn)安全生產(chǎn)的全面信息 基于在線監(jiān)測、環(huán)境應(yīng)急指揮等系統(tǒng)，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、多網(wǎng)融合等多種技術(shù)方案，構(gòu)建了多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、海量數(shù)據(jù)資源中心以及統(tǒng)一服務(wù)支撐平臺，推動環(huán)境資源高效、精準(zhǔn)的傳遞。圖9 為安全生產(chǎn)信息化平臺數(shù)據(jù)大屏，能全方位展現(xiàn)安全生產(chǎn)信息。

圖9 安全生產(chǎn)信息化平臺數(shù)據(jù)大屏顯示圖Fig.9 Data screen of informational safety production platform

3.4.2 助力危化企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級 平臺用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)為危險化學(xué)品企業(yè)安全生產(chǎn)及智能制造提供整體解決方案，探索全新的化工行業(yè)應(yīng)用場景，促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)管理數(shù)字化、可視化、信息化、智能化。

3.4.3 實現(xiàn)社會效益的最大化 平臺的應(yīng)用幫助公司降低了安全生產(chǎn)的風(fēng)險，提升治理水平，減少了生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，保障了社會穩(wěn)定發(fā)展［12］。同時，有助于加強(qiáng)公眾對安全生產(chǎn)工作的關(guān)注，提升社會公眾的安全意識和法制觀念，為推動安全生產(chǎn)工作提供動力與能量。

3.4.4 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的顯著提升 檢修維護(hù)方面：通過多元數(shù)據(jù)的綜合分析，涵蓋數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)分析、故障診斷、狀態(tài)預(yù)測和維修決策，實現(xiàn)機(jī)組狀態(tài)的全方位判斷。延長設(shè)備壽命周期、降低維護(hù)成本和檢維修費(fèi)用。

產(chǎn)效提升方面：降低計劃外停機(jī)，提高設(shè)備綜合效率，確保長周期連續(xù)性生產(chǎn)，實現(xiàn)產(chǎn)能提升。

人員提效方面：應(yīng)用智能傳感、無線通訊等技術(shù)手段，逐步取代人工點檢，可節(jié)省人工。

4 結(jié)論

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)信息化平臺的搭建，實現(xiàn)了以數(shù)據(jù)化支撐輔助決策安全管理，實現(xiàn)智能高效的現(xiàn)代化安全管理模式；整合了企業(yè)資源應(yīng)用，提升了企業(yè)信息化水平，實現(xiàn)安全生產(chǎn)指揮調(diào)度數(shù)字化、智能化［13］。

該平臺結(jié)合企業(yè)實際，將已建設(shè)的平臺數(shù)據(jù)打通，在基于5G、AR、AI 等多種新型技術(shù)和多種終端應(yīng)用，實現(xiàn)行為安全管控、減員增效［14］。以安全標(biāo)準(zhǔn)化12 個A 級要素、雙重預(yù)防機(jī)制為核心，推動操作控制智能化、風(fēng)險預(yù)警精準(zhǔn)化、危險作業(yè)無人化、運(yùn)維輔助遠(yuǎn)程化，全面提升安全管理可知、可視、可溯、可控的綜合效能，極大提升了企業(yè)競爭力［15］。

在安全生產(chǎn)智能管控平臺的不斷推進(jìn)和方案優(yōu)化中，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)信息化平臺將得到進(jìn)一步優(yōu)化和完善，為提高企業(yè)安全管控能力賦能［16］，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級助力。