工業(yè)4.0時(shí)代的安全管理

周伯雄（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司，廣西柳州市545005）

工業(yè)4.0時(shí)代的安全管理

周伯雄（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司，廣西柳州市545005）

制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，帶來全球工業(yè)的革命性浪潮。無論你是工業(yè)制造單元，還是工業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò)以及工業(yè)制造系統(tǒng)，都在結(jié)構(gòu)、設(shè)備、軟件支持、管理系統(tǒng)等多個(gè)方面向著智能化、自動(dòng)化邁進(jìn)。本文對(duì)工業(yè)4.0以及其對(duì)工業(yè)企業(yè)的影響，在企業(yè)管理構(gòu)架上如何向著多元、組合、智能的工業(yè)制造系統(tǒng)升級(jí)換代展開論述，期望為我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型成功提供參考依據(jù)。

工業(yè)4.0、工業(yè)制造系統(tǒng)；安全管理

工業(yè)4.0概念是從德國(guó)形成，主要目標(biāo)是提升工業(yè)在全球的競(jìng)爭(zhēng)力，在新的工業(yè)革命浪潮中尋求發(fā)展。如今這一目標(biāo)已經(jīng)成為全球認(rèn)可的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，并被世界很多國(guó)家廣泛追捧和灌注。我國(guó)要實(shí)現(xiàn)新型制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，就要跟上時(shí)代發(fā)展步伐，推進(jìn)高端制造業(yè)的計(jì)劃，從管理等各個(gè)領(lǐng)域適應(yīng)轉(zhuǎn)變，應(yīng)對(duì)新型技術(shù)革命帶來的各類挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

1 工業(yè)4.0與安全管理

（1）工業(yè)革命的數(shù)次變革的中心均在發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家，其發(fā)展的特征就是從工廠集中式控制逐步專項(xiàng)智能型分布化管控方式，通過產(chǎn)品、服務(wù)的靈活配置與生產(chǎn)，使得工業(yè)生產(chǎn)具有數(shù)字和智能的特征。通過智能化模式的轉(zhuǎn)變，工業(yè)4.0時(shí)代的工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中通過任務(wù)模塊的自由組合，打破了原有的行業(yè)接線，出現(xiàn)了新的產(chǎn)業(yè)活動(dòng)和行業(yè)合作模式。通過新的模式可以產(chǎn)生新的工業(yè)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)更加高效的產(chǎn)業(yè)鏈分工。

工業(yè)4.0被國(guó)際上普遍公認(rèn)為為以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，是對(duì)生產(chǎn)手段的顛覆性變革。在工業(yè)4.0的模式中，工業(yè)企業(yè)將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算替代了傳統(tǒng)的流水機(jī)械作業(yè)和人工作業(yè)，實(shí)行智能化轉(zhuǎn)型。將虛擬、智能制作與傳統(tǒng)的制作相融合[1]。

作為智能工程的發(fā)展目標(biāo)，工業(yè)4.0的涵義是在系統(tǒng)、管理、設(shè)施等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。同時(shí)企業(yè)運(yùn)營(yíng)中涉及到的計(jì)劃、物流等都要使用到智能化硬件和軟件，包括人機(jī)界面、立體打印技術(shù)等等。在這個(gè)智能化進(jìn)階的階段，無論何種類型的企業(yè)，只要能夠參與進(jìn)來，都將成為智能化技術(shù)革命的實(shí)踐者和受益者，并成為未來先進(jìn)工業(yè)制造技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)商。

工業(yè)4.0時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)將滲透在工業(yè)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)上，所有的環(huán)節(jié)都要收到智能化技術(shù)的控制和分解，資產(chǎn)被重新界定為網(wǎng)絡(luò)價(jià)值的綜合集成，價(jià)值鏈成為了從端到端的數(shù)字化集成，制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到交叉式和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程。

（2）面對(duì)新的工業(yè)革命，我國(guó)工業(yè)能否追上上發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展速度，形成獨(dú)有的制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)途徑，是具有劃時(shí)代意義的。作為發(fā)展中國(guó)家，最大的障礙莫過于智能制造的技術(shù)短板以及成本的投入力度。發(fā)達(dá)國(guó)家擁有工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，始終占據(jù)著智能制造業(yè)的制高點(diǎn)，其現(xiàn)代制造技術(shù)、設(shè)備、生產(chǎn)效率等就是我國(guó)制造業(yè)望其項(xiàng)背的。如何能夠在現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化新技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化，真正走入高端制造業(yè)的隊(duì)列中，是一個(gè)非常艱巨的課題。

①我國(guó)面對(duì)智能化制造技術(shù)的升級(jí)，必須要面對(duì)技術(shù)手段的升級(jí)和市場(chǎng)機(jī)會(huì)的抓取。但是由于世界工業(yè)分工體系相對(duì)早已固化，作為發(fā)展中國(guó)家，想趕超發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，難度是非常大的。由于長(zhǎng)期依賴低成本進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，因此要想將制造業(yè)的重心留在我國(guó)，需要面對(duì)諸多問題。

②工業(yè)4.時(shí)代，系統(tǒng)安全是首要問題，由于制造流程全部實(shí)行的是生產(chǎn)和辦公的信息網(wǎng)絡(luò)化，依靠高效的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行管控，因此，來自系統(tǒng)內(nèi)外的各風(fēng)險(xiǎn)，更加隱蔽，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也更大。工業(yè)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的專業(yè)工業(yè)操控系統(tǒng)，包括了DCS、PLC等控制系統(tǒng)，分布在過程控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)、程序邏輯控制系統(tǒng)中，出于技術(shù)水平的限制等，安全漏洞往往容易被忽視[2]。而且使用這些自動(dòng)化智能控制系統(tǒng)的企業(yè)，大多為航空航天、核電、石化等核心工業(yè)領(lǐng)域，屬于重點(diǎn)基礎(chǔ)性設(shè)施，一旦發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)漏洞就會(huì)影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行，甚至威脅到國(guó)家安全。

③個(gè)人計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是基與TCP/IP協(xié)議的系統(tǒng)，在我國(guó)計(jì)算機(jī)工業(yè)操控系統(tǒng)的發(fā)展水平角度來看，由于過去被忽視的因素，造成如今安全保護(hù)水平程度的偏低。如今，高速的生產(chǎn)制造效率給工業(yè)控制系統(tǒng)帶來的沖擊是非常巨大的，諸如木馬、病毒、黑客等網(wǎng)絡(luò)攻擊一旦成功，就會(huì)造成系統(tǒng)的癱瘓，信息的泄露等等。

④安全問題涉及到的除了生產(chǎn)的安全，還有保衛(wèi)的安全，無論是人為還是非人為的危險(xiǎn)因素，都是智能制造系統(tǒng)的干擾因素。確保生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品、環(huán)境沒有危險(xiǎn)是所有企業(yè)安全運(yùn)行的根本，因此對(duì)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)和信息加以智能化管理和保護(hù)，防止被盜、丟失、非法訪問是安全管理工作的主要任務(wù)，因此可以說智能化安全管理升級(jí)轉(zhuǎn)型的任務(wù)已經(jīng)被工業(yè)4.0時(shí)代的浪潮推向了風(fēng)口浪尖。

2 工業(yè)4.0時(shí)代的安全智能管理系統(tǒng)

2015年5月我國(guó)提出了中國(guó)制造2025發(fā)展規(guī)劃和行動(dòng)綱領(lǐng)，正式吹向了強(qiáng)國(guó)制造戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的集結(jié)號(hào)。

這是一場(chǎng)帶動(dòng)科技和產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的翻天覆地的改變。是以智能化為代表的第四次工業(yè)革命。在這場(chǎng)智能化浪潮中，主動(dòng)式、智能化安全管理系統(tǒng)成為科技安全管理的新系統(tǒng)，為我國(guó)追趕工業(yè)4.0的腳步增添了力量。

（1）作為工業(yè)4.0的重要管理措施之一，安全管理是生產(chǎn)管理的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。沒有安全就無法保證生產(chǎn)的良性運(yùn)行，事故就是頻發(fā)，威脅到生產(chǎn)者的人身安全，也給企業(yè)帶來巨大的人力物力和財(cái)力的損失。

工業(yè)4.0的核心要求所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)行智能化，包括生產(chǎn)智能化、物流智能化等，但是所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要安全管理作為前提和保障。因此智能生產(chǎn)的首要工作就是先實(shí)現(xiàn)安全管理的智能化。

安全管理首先是對(duì)人的管理，工業(yè)生產(chǎn)的核心是人，只有以人為本的智能化管理，才能說是工業(yè)4.0時(shí)代的智能安全管理，才能確保所有的智能化生產(chǎn)得到最佳的功效。

（2）實(shí)行智能安全管理，從目前的發(fā)展和風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估來看，還存在一定的問題。如在安全管理的要素中，人為導(dǎo)致的事故占到總體事故的80%。人與設(shè)施、環(huán)境的要素可以通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和處理，但是單獨(dú)對(duì)人員的管理，除了現(xiàn)有的培訓(xùn)、教育等手段，沒有先進(jìn)的智能化的技術(shù)手段加以管控。因此，智能安全管理的核心就是要研發(fā)出智能化的管控體系，強(qiáng)化對(duì)人員狀態(tài)的管理。通過大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能，研發(fā)主動(dòng)式智能安全管理系統(tǒng)，跟蹤檢測(cè)人員的工作狀態(tài)，對(duì)人員的情況進(jìn)行采集、分析，提出有效的干預(yù)措施等等[3]。

（3）主動(dòng)式安全職能管理系統(tǒng)，將生物技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合，通過智能可穿戴設(shè)備、腦電信號(hào)等信息，利用牲畜信息、行為學(xué)技術(shù)、人工智能技術(shù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)操作人員的工作狀態(tài)進(jìn)行管控。將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給管理系統(tǒng)，由操控者對(duì)信息進(jìn)行判斷，根據(jù)數(shù)據(jù)形成可行性報(bào)告，制定干預(yù)措施，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合管理的科學(xué)手段。

圖1 智能安全管理系統(tǒng)架構(gòu)

①智能安全管理系統(tǒng)運(yùn)用到的技術(shù)，包含了生物技術(shù)、信息技術(shù)，是體現(xiàn)工業(yè)4.0時(shí)代的智能化安全管理解決方案。首先，其運(yùn)用到的的國(guó)際領(lǐng)先的生物傳感技術(shù)，將大腦的腦電波等生理指標(biāo)快速、直接、準(zhǔn)確的予以反映，通過非侵入式電機(jī)技術(shù)，將上述生物信號(hào)加以采集、放大和傳達(dá)；然后通過人工智能算法將腦電信號(hào)進(jìn)行研究和計(jì)算，運(yùn)用腦電核心等精準(zhǔn)算法，要求機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練和模式匹配，對(duì)不同人員進(jìn)行分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員作業(yè)狀態(tài)的管理和控制。

②通過大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)運(yùn)算平臺(tái)，可以對(duì)人員狀態(tài)實(shí)行遠(yuǎn)程的云端控制管理，并且對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和挖掘，從而達(dá)到人員狀態(tài)的智能化分析和管理。

③在核心工業(yè)領(lǐng)域，可穿戴等智能終端產(chǎn)品以及云端管理系統(tǒng)，依靠大數(shù)據(jù)服務(wù)，可以為企業(yè)提供專屬的安全管理解決方案，實(shí)現(xiàn)智能化的安全生產(chǎn)管理。

（4）面對(duì)嚴(yán)峻的安全管理轉(zhuǎn)型升級(jí)，采用智能化管理平臺(tái)創(chuàng)新地實(shí)施安全+智能化管理模式，不僅強(qiáng)化全員安全主體意識(shí)，也對(duì)安全隱患加以大力檢查。例如通過安全智能化管理平臺(tái)將現(xiàn)場(chǎng)安全隱患等的照片進(jìn)行展示，歸類和分析，通過微信圈曝光，讓問題隱患無處可藏，并將分析的根源進(jìn)行防范措施的制定，以督促整改，公示督查表現(xiàn)等方法，將安全管理和員工參加安全培訓(xùn)和學(xué)習(xí)的情況納入到管理考核項(xiàng)目中去，強(qiáng)調(diào)工業(yè)4.0時(shí)代的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行硬性考核。再如安全檢查人員配備智能設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)安全關(guān)鍵設(shè)備、危險(xiǎn)源關(guān)鍵控制點(diǎn)的安全智能設(shè)施可同步感應(yīng)或接收。

（5）采用安全+跟進(jìn)培訓(xùn)的方式開展安全業(yè)務(wù)知識(shí)培訓(xùn)，組織大型培訓(xùn)，定期組織安全這是考試，修訂應(yīng)急遠(yuǎn)，強(qiáng)化預(yù)案演練，使每個(gè)崗位的人員熟知預(yù)案的步驟，組織各種應(yīng)急處置操作演練，提高全員消除隱患，處理突發(fā)事件的應(yīng)急反應(yīng)能力。并且將培訓(xùn)與現(xiàn)場(chǎng)檢查進(jìn)行有機(jī)接合。圍繞安全管理規(guī)范、崗位操作規(guī)程等進(jìn)行學(xué)習(xí)，將隱患和安全意識(shí)薄弱的問題進(jìn)行深入剖析，實(shí)行全方位、全過程的立體跟蹤管控，實(shí)行安全等級(jí)評(píng)估和項(xiàng)目積分考核，保證培訓(xùn)和檢修工作的安全高效完成。

3 結(jié)語(yǔ)

利用人工智能、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)行智能安全綜合管理，就要要突破傳統(tǒng)安全管理的模式，實(shí)現(xiàn)智能化的管控，為未來企業(yè)安全生產(chǎn)保駕護(hù)航，適應(yīng)工業(yè)4.0時(shí)代生產(chǎn)管理的需要，為中國(guó)制造2025的夢(mèng)想插上翅膀。

[1]馬清寶，王立晨，段春玲，等.工業(yè)4.0時(shí)代的安全管理——主動(dòng)式安全智能管理系統(tǒng)研究[J].勞動(dòng)保護(hù)，2015（7）：96～97.

[2]馬清寶，王立晨，段春玲，等.仝安TM：開啟鐵路行車"智能安全"新時(shí)代——工業(yè)4.0時(shí)代的人因安全管理系統(tǒng)解決方案[J].中國(guó)鐵路，2015（7）：94～95.

[3]王劍銘，萬 瑋.以MES食品安全管理系統(tǒng)提升乳制品質(zhì)量安全——光明乳業(yè)華東中心工廠案例[J].上海質(zhì)量，2016（10）：63～65.

TU714

A

2095-2066（2016）34-0126-02

2016-11-23

周伯雄（1969-），男，工程師，本科，主要從事企業(yè)安全生產(chǎn)技術(shù)與管理工作。