工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)安全管理的應(yīng)用

時間:2022-08-12 09:16:57

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)安全管理的應(yīng)用

摘要:為加快推進新一代信息技術(shù)和制造業(yè)融合發(fā)展,提升石化行業(yè)安全生產(chǎn)水平,培育了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”協(xié)同創(chuàng)新模式,依托信息化建設(shè)、數(shù)字化管理,結(jié)合多種裝置運行監(jiān)測及預警模型,進行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在企業(yè)安全生產(chǎn)管理中的探索與實施。該種模式,是安全生產(chǎn)治理體系與治理能力現(xiàn)代化的有機結(jié)合,已成為企業(yè)提升安全管理、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要途經(jīng)。

關(guān)鍵詞:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng);安全生產(chǎn)管理;石化行業(yè);安全生產(chǎn)

隨著國家對安全生產(chǎn)的逐漸重視,對落實企業(yè)的安全生產(chǎn)主體責任提出了更為明確的要求,安全監(jiān)管日趨嚴格。2020年10月14日,工信部與應(yīng)急部兩部委聯(lián)合對外發(fā)布了《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃(2021—2023年)》(工信部聯(lián)信發(fā)〔2020〕157號),文件提出推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與安全生產(chǎn)協(xié)同發(fā)展,對進一步提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能力和應(yīng)用水平、提升工業(yè)企業(yè)安全生產(chǎn)水平提出了具體的指導意見。以中國石化作為試點企業(yè),為提升行業(yè)本質(zhì)安全水平進行有益探索。

1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在企業(yè)安全生產(chǎn)管理中的重要性

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)數(shù)字化管理的基礎(chǔ)設(shè)施,安全生產(chǎn)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺重要應(yīng)用領(lǐng)域之一,在危險源監(jiān)測和安全監(jiān)管等方面已經(jīng)做了部分有益的探索。其中,部分工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過構(gòu)建“人、機、物”互聯(lián)的安全生產(chǎn)管理體系,為企業(yè)提供了安防、火災(zāi)、礦山安全監(jiān)測、化工園區(qū)危險物質(zhì)檢測等安全生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用,支撐企業(yè)做出了科學、準確、及時的綜合決策,提升了政府、園區(qū)、企業(yè)綜合監(jiān)管能力、改善環(huán)境質(zhì)量、強化本質(zhì)安全、降低企業(yè)經(jīng)營成本,實現(xiàn)園區(qū)管理精細化、決策科學化和服務(wù)高效化。雖然,我國在生產(chǎn)安全與隱患排查治理工作中所采用信息化系統(tǒng)種類和數(shù)量均較為豐富,但整體應(yīng)用水平不高,主要表現(xiàn)在各信息化系統(tǒng)業(yè)務(wù)種類單一,且系統(tǒng)間相互隔離,未形成全面互聯(lián)的應(yīng)用模式。基于此,充分利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)等信息技術(shù),發(fā)展基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的安全生產(chǎn)創(chuàng)新應(yīng)用,是適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展與數(shù)字化管理體系建設(shè)的新趨勢,在提升企業(yè)安全管理水平和企業(yè)隱患排查治理能力、加強安全生產(chǎn)監(jiān)督與管理、強化應(yīng)急處置與指揮調(diào)度能力等方面為安全生產(chǎn)管理體系建設(shè)提供有效的支撐。

2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和企業(yè)安全生產(chǎn)管理的有機結(jié)合

2.1實施信息化管理機制改革,構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)

長期以來,企業(yè)在信息化建設(shè)過程中,往往只注重各管理部門內(nèi)部的需求,各部門之間相關(guān)的業(yè)務(wù)場景拆分比較生硬,產(chǎn)生了比較明顯的業(yè)務(wù)壁壘,這種情況不利于企業(yè)進行安全管理。企業(yè)在信息化建設(shè)過程中,需要樹立新的理念,打破各部門之間的業(yè)務(wù)壁壘,從“彩虹”般管理分明的系統(tǒng)建設(shè),向“漸變”的信息系統(tǒng)平臺轉(zhuǎn)變,體現(xiàn)各專業(yè)部門的牽頭管理作用,推動組織和管理變革,構(gòu)建上下通暢的信息通路,為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”應(yīng)用構(gòu)建打牢基礎(chǔ),同步建立良好的數(shù)據(jù)管理體系,與制度、配套規(guī)范結(jié)合,支撐HSE管理體系的運行和持續(xù)改進[1]。2.1.1找準工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu),明確信息化建設(shè)思路我公司深入分析了以往新建信息化系統(tǒng)的整體思路,往往都是“個人自掃門前雪,莫管他人瓦上霜”,只管本身業(yè)務(wù)域內(nèi)的業(yè)務(wù)需求橫向滿足,導致各管理部門之間部分重疊的業(yè)務(wù)重復進行建設(shè),各自建立自己管理的一套數(shù)據(jù)和流程[2]。深入分析了企業(yè)目標與管理現(xiàn)狀的差距,進行了信息化思路的修改,明確業(yè)務(wù)的主管部門,覆蓋跨部門的業(yè)務(wù)應(yīng)用。2.1.2建立“1平臺4專項N應(yīng)用”的總體框架,補短板,強弱項利用“石化智云”平臺,構(gòu)建集團和企業(yè)數(shù)據(jù)、智能、業(yè)務(wù)、應(yīng)用邊云協(xié)同,建立了符合管理需求的“1平臺4專項N應(yīng)用”架構(gòu)?!?平臺”即是石化智云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,構(gòu)建以“數(shù)為基、云為翼、智為擎”的石化智云;“4專項”即是明確安全生產(chǎn)管理的4個主要方向,分別為生產(chǎn)過程安全、施工過程安全、危化品儲運安全、協(xié)同應(yīng)急指揮;“N應(yīng)用”即是強化各專業(yè)應(yīng)用,提升安全生產(chǎn)快速感知、實時監(jiān)測、預測預警、智能分析和聯(lián)動處置能力?!?平臺4專項N應(yīng)用”總體架構(gòu)圖見圖1。2.1.3完成全方位模型化的確定,形成管理思路的結(jié)構(gòu)和重組從物理資產(chǎn)、理化過程、應(yīng)用融合、專家經(jīng)驗4個角度出發(fā),統(tǒng)一了生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)描述模型和對象關(guān)系模型,標準化裝置布局及其內(nèi)部設(shè)備設(shè)施的連接關(guān)系,通過機理模型反映工廠生產(chǎn)運行情況,利用大數(shù)據(jù)分析等數(shù)字技術(shù)建立數(shù)據(jù)分析模型,同時輔以專家知識、經(jīng)驗以及業(yè)務(wù)邏輯,明確了業(yè)務(wù)規(guī)則,從多個方向進行“工業(yè)賦能”,實現(xiàn)高效協(xié)同機制。

2.2加強底層感知能力建設(shè),提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐

2.2.1強化設(shè)備風險管控,提升安全治理能力互聯(lián)網(wǎng)可通過設(shè)備振動、溫度、頻譜、紅外、壓力等硬件建設(shè),提升設(shè)備底層感知能力,實現(xiàn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行異常及時報警,提高故障處理效率,避免事態(tài)進一步擴大,在一定程度上保障設(shè)備安全運行。同時通過建立設(shè)備監(jiān)控、分析、報警模型,對運行數(shù)據(jù)進行動態(tài)優(yōu)化分析,實現(xiàn)異常設(shè)備實時定位及持續(xù)跟蹤監(jiān)控,定位設(shè)備管理重點,將“事后反饋”變?yōu)椤笆轮懈櫋?,保障設(shè)備日常平穩(wěn)運行。在收集了海量設(shè)備運行監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,依據(jù)專業(yè)理論和專家經(jīng)驗,可以構(gòu)建設(shè)備故障診斷評估模型,實現(xiàn)以機組為核心的智能報警、運行趨勢預警,提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行隱患,從而保障設(shè)備安全平穩(wěn)運行,避免事態(tài)進一步擴大[3]。2.2.2深化風險預警管控,提升風險應(yīng)對能力針對多種高危工藝裝置,利用溫度、壓力、液位、流量(或流速)等關(guān)鍵工藝參數(shù)構(gòu)建監(jiān)測模型,實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、視頻監(jiān)控、風險研判、風險預警,視頻等多維度監(jiān)控,輔助企業(yè)進行風險研判[4]。并利用運行數(shù)據(jù)建立各關(guān)鍵參數(shù)關(guān)系,從而發(fā)現(xiàn)裝置運行數(shù)據(jù)微小變化帶來的異常風險。通過構(gòu)建動態(tài)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),確定異常傳播路徑及根原因,并開展超實時演算,預測下一時段內(nèi)異常的發(fā)展情況及惡化程度,并進行預警。

2.3強化數(shù)據(jù)集中管理,深挖工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用手段

數(shù)據(jù)是信息化管理的核心產(chǎn)物。利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上各相關(guān)應(yīng)用,集中管理日常生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),將各種機器、設(shè)備、設(shè)施和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與傳感器、控制軟件、應(yīng)用程度等相連接;經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、挖掘,服務(wù)于企業(yè)的決策部署。我公司立足現(xiàn)代化智能工廠建設(shè),向下著力信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),向上積極整合系統(tǒng),同時利用人工智能手段介入,加快數(shù)據(jù)集成,建設(shè)信息化平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享、共治。2.3.1構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫,集中管理數(shù)據(jù)分發(fā)通過智能工廠的ODS(業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)商店),將各系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)實時集中,并完成系統(tǒng)之間的分發(fā)調(diào)用,保證系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)通暢。在安全管理層面,打通承包商管理、教育培訓、作業(yè)安全、問題檢查提報相關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)壁壘,完成作業(yè)事前、事中、事后的全流程閉環(huán)管理,強化作業(yè)預約機制和人員資格校驗,將作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)的問題定位到個人,從而解決作業(yè)管理考核難的問題。在應(yīng)急管理層面,建成了企業(yè)-現(xiàn)場兩級一體的應(yīng)急指揮體系,利用各相關(guān)系統(tǒng)作為依托,事故狀態(tài)下,將各應(yīng)急相關(guān)系統(tǒng)快速切換至應(yīng)急模式,實時同步展示事故相關(guān)信息,同時進行多方視頻會商,滿足事故狀態(tài)下,事故現(xiàn)場“看得見、聽得清”的目標[3],提升應(yīng)急響應(yīng)和應(yīng)急處置能力。依托集團公司的信息支撐,構(gòu)建石化行業(yè)危化品數(shù)據(jù)庫,目前擁有化學品登記數(shù)據(jù)(純物質(zhì)2300余種、混合物3萬余種)、?;菲髽I(yè)登記數(shù)據(jù)(3.3萬余家)、重大危險源數(shù)據(jù)(2.3萬余個)、化學事故案例數(shù)據(jù)(2.8萬余條)、重點危險化工工藝數(shù)據(jù)(7700余條)、化學品SDS(SafetyDataSheet)數(shù)據(jù)(5000余種)、2200余輛各類搶險救援車輛、各種特種設(shè)備、應(yīng)急物資等數(shù)據(jù)庫資源,提升了數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)服務(wù)能力。2.3.2引進新興技術(shù),輔助員工進行實時管理將人工智能與安全生產(chǎn)專家經(jīng)驗、機理模型相結(jié)合,通過對現(xiàn)場工藝、質(zhì)量、設(shè)備、物料、工業(yè)視頻、事故案例等數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用,提升對生產(chǎn)異常的預測預警,態(tài)勢感知、預測預警和科學決策能力;利用前置算法終端,實時識別?;愤\輸過程中的不安全行為,支撐?;愤\輸安全管理;建立特定裝置的腐蝕診斷算法,以腐蝕回路為對象,監(jiān)控腐蝕相關(guān)參數(shù),實現(xiàn)可視化的腐蝕監(jiān)控,對腐蝕相關(guān)參數(shù)進行綜合分析,對每個腐蝕回路進行腐蝕程度評估,同時基于定點測厚數(shù)據(jù)計算腐蝕速率和剩余壽命,從而實現(xiàn)腐蝕回路預測,提前定位設(shè)備薄弱部位;建設(shè)初期火災(zāi)監(jiān)測報警等場景的無人化值守應(yīng)用,助力傳統(tǒng)煉化企業(yè)向“無人工廠”邁進。

3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在企業(yè)安全生產(chǎn)管理中的探索與應(yīng)用成效

3.1支撐生產(chǎn)安全管理體系實施落地

利用上下一體的標準應(yīng)用體系,實現(xiàn)全業(yè)務(wù)領(lǐng)域安全管控的覆蓋,突出日常管理基礎(chǔ),規(guī)范數(shù)據(jù)管理思路,將系統(tǒng)應(yīng)用建設(shè)與生產(chǎn)安全管理體系深度匹配,支撐基層生產(chǎn)運行;強化公司領(lǐng)導、管理部門、作業(yè)部門應(yīng)用,利用規(guī)范化的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和計算,進行數(shù)據(jù)趨勢的深化解讀,便于將工作任務(wù)完成情況確定到個人考核管理,輔助進行決策,支撐體系運行。

3.2提升安全管理思路

通過信息技術(shù)手段和先進的管理軟件的運用,實現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳遞和信息共享,減少重復勞動,規(guī)范各級安全管理程序和工作流程,提高工作效率和安全管理水平。將安全管理前置,及時發(fā)現(xiàn)安全生產(chǎn)管理過程中出現(xiàn)的問題,及時部署相關(guān)工作,有效預防事故發(fā)生,降低事故損失。

3.3實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展

培育企業(yè)智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、數(shù)字化管理、平臺化設(shè)計等新模式和新業(yè)態(tài),加快推動企業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全面連接,構(gòu)建全新生產(chǎn)制造和服務(wù)體系,改造提升舊動能,培育壯大新動能,支撐石化企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,實現(xiàn)整體效益最大化。

4總結(jié)

當前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命迅猛發(fā)展,以智能制造為主要特征的新工業(yè)革命已在全球悄然興起。以信息化建設(shè)為手段、數(shù)字化管理為引領(lǐng),培育“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”協(xié)同創(chuàng)新模式,通過實施信息化管理機制改革、加強底層感知能力建設(shè)、強化數(shù)據(jù)集中管理等方式可提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在企業(yè)安全生產(chǎn)管理中的成效,促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與企業(yè)安全生產(chǎn)管理的有機結(jié)合。這一舉措,為石化企業(yè)支撐生產(chǎn)安全管理體系實施落地、提升安全管理思路、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和整體效益最大化提供了一條切實可行的方法。

參考文獻

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作者:姚冰 單位:中國石油化工股份有限公司天津分公司