工業數字化環境下化工企業綜合性安全信息系統的構建

于欣陽(寧夏智信管理咨詢有限公司，寧夏 銀川 750000)

0 引言

安全信息系統在化工生產過程中的地位非常重要。目前，化學工業有兩大發展趨勢，一方面是大型資源導向性的化工產業，如：石化、煤化工等，集中度越來越高；另一方面是新型精細化工產品的細分化趨勢越來越顯著，所以對于化工企業針對更先進和更大型化的設備，更多樣以及控制條件更苛刻的工藝參數，做到工藝和設備風險的提前預警和感知就非常重要。傳統的安全信息系統僅針對“人”在檢查過程中肉眼可見的風險進行管控，雖然可以取得一定的安全效應，但若能利用好各種新型智能感知設備和測量儀器，將其監控的工藝設備信息同時應用于現有的安全信息系統，就可以通過多種方式來預防事故發生，降低事故的概率，為化工企業財產安全提供有效保障。

1 傳統安全信息系統現狀

1.1 “安全-工業互聯網”法律法規及行業標準尚未健全

工業互聯網發展現在正處于“加速奔跑”階段，各級政府行動在加速部署，化工技術在加速迭代。與之對應的是，管理維度還處于相對較慢的變化。針對現有“安全-工業互聯網”的行業標準尚未健全，需盡快討論圍繞工業網絡安全、工業安全數據質量等的法律法規，并圍繞新型智能感知設備和測量儀器，盡量做到接入數據的接口及形式統一標準，并形成標準規范，確保工業互聯網與行業安全生產標準同規劃、同部署。

1.2 安全信息系統資源開發力度稍顯不足

當前，我國應急管理部門在信息化設備的基礎建設方面的投入力度還較為薄弱，現在隨著4G網絡的普及、5G網絡的發展以及各類移動終端和PC終端的軟件開發在各行各業，特別是建筑、電力行業均已得到長足的發展，但針對化工生產企業可以實際應用信息系統和數據庫還較為局限。對于化工安全信息系統開發力度的不足，使網絡空間根本無法達到充分且有效利用，也就無法發揮出網絡化、信息化在化工管理工作中的真正價值。

1.3 我國工業互聯網前沿關鍵技術的自主研發程度薄弱

我國工業互聯網發展雖處于“加速奔跑”階段，但工業互聯網平臺與國際先進的公司相比還較為薄弱，工業know-how掌握不足，數據采集和分析能力不佳。西門子和通用電氣等老牌龍頭制造企業具備深厚的工業積淀，化工設備聯網率、自控率以及故障率均具備優勢，而且其網絡設備和工控系統在國內化工企業中的使用率依舊較高，有更多設備接入基礎。而我國工業化發展歷程短，工控系統和設備數字化經驗沉淀尚淺，與先進技術國家差距較大，中小企業基礎薄弱，設備改造和數據采集難度較大。

1.4 信息管理及信息系統方面專業人才匱乏

建立和維護新型安全信息系統需要其技術人員具有過硬的專業知識以及豐富的管理經驗，其與純粹的計算機專業人才還是有所差別的[1]。對于數字化安全信息系統而言，專業技術人員不僅需要具有較強的編程能力與算法能力，而且還需要具有業務知識廣泛、管理能力突出等特質，才能在執行任務時更準確、更高效。但是就目前的化工企業管理的現狀來看，由于化工行業在招聘和培養時人才時均通常優先考慮的是化工工藝專業，同時兼顧化工管理和計算機的技術專業人才相對缺乏，通常也并未對培養信管專業人才制定出系統的培訓計劃，這也是導致信息管理系統專業人才匱乏的一個重要原因。

1.5 未將大數據信息充分利用到化工管理工作中

各地方政府應急管理部門現已建立了以往發生化工事故以及事故調查、事故原因分析和勘察的數據庫，但通常都是基于安全生產事故，若發生的生產事故無人員傷亡的話，不會被記錄。并且由于安全事故的敏感性，很多企業發生安全事故后將其視為“污點”，發生事故后生怕被發現，就更不用說主動提供經驗與同行業進行技術交流。但從化工管理的角度來看，恰恰是小的工藝事故積累才導致了大的工藝事故，大的工藝事故無法控制從而造成人員傷亡的安全事故。小的工藝參數的動態變化才是預防事故，防微杜漸最寶貴的數據。而這類數據由于目前工業互聯網尚未全面普及，相關的數據庫尚未健全，正常情況下化工企業也無法調閱相關的資料來進行參考和學習，盡管在事后各部門也都對安全信息系統中的相應功能有所應用，但是均無法對其信息進行深入挖掘和分析。

2 綜合性安全信息系統的內容及作用

2.1 使各個部門之間信息達到互通共享

建立健全化工工藝安全數據存儲機制，可以以園區為單元，以行業類別和企業自身分別建立安全數據中心，如對食品工業園內冷凍食品加工涉氨企業的液氨系統，對石化工業園區內石油、煤化工的裂解、加氫裝置以及危化品的貯存設施、關鍵設備等高風險區域的安全生產信息進行動態收集與實時上傳。又如環保部門的信息系統能夠通過利用我國最新的北斗導航技術來準確識別各種大型火電廠或化工廠的煙囪進行精準定位，并派出無人機對煙氣的排放進行重點監控和拍照，與此同時，它還能夠在煙囪排放口通過傳感裝置隨時監控排放污染物的實時數據，并結合無人機拍到的照片進行有效的監督和執法。又如交通部門的信息系統可根據車流實時控制紅綠燈。上述信息若可以綜合性安全信息系統中的相關接口通過軟件技術實現一些必要的公共信息的共享，這對化工安全的管理講具有很大的意義和幫助。以化工園區發生火災事故后消防隊選擇最快消防車救援路線為例，在過去對出警線路的選擇通常是由駕駛員基于GIS調度信息系統來做出人為判斷，但若將信息系統應用于各部門之間，如園區某石化裂解裝置發生重大火情，應急管理部門可第一時間得知事故發生，迅速啟動預案，組織救援，協同利用交管部門的信息系統來控制紅綠燈開啟，疏通擁堵的最近路線，或者利用環保部門的無人機，來及時了解當前路面情況，從而為救援隊伍提供出一個最佳且最快的救援路線，從而搶出幾分鐘的黃金救援時間。

2.2 建立基于智能器件和檢測儀器的隱患自動上報平臺

近幾年，各省應急管理部門已充分利用4G網絡、移動終端、PC終端和云服務的技術建立各自轄區內生產企業隱患排查與風險管理系統，該系統安全標準化的各個評審要素、企業隱患PDCA閉環管理的數據庫為基礎，通過廠級、車間級和班組級三級日常檢查，并輔以工藝、設備等的專項安全檢查，將安全隱患排查與安全標準化數據庫相對接，利用手機終端拍攝現場隨時發現的隱患，利用PC終端填報安全管理的各項內業資料以及完成對隱患的整改和消項，來達到全員、全過程參與完成現場安全隱患的信息采集、實時傳輸、排查整改和隱患消除等工作動態、閉環跟蹤與管理。

但上述傳統系統均需要依靠人的操作，而新系統可利用智能傳感器，MEMS芯片、傳感材料的應用，做到關鍵裝置、重點部位的狀態監測以及異常工藝參數的感知。并重點針對負荷調整、異常處置等典型操作，開發智能操作導航技術；選擇典型裝置和代表性工藝，開發裝置動態風險監測預警技術和過程控制系統高效運行一體化技術，開發高危工藝裝置安全生產風險預警模型，實現精準預測、智能預警和超前預警，使其做到在不發動全員參與和檢查的情況下，能充分實現事故的事先預控、關口前移，真正做到本質安全，預防為主。

2.3 實現科學信息救援決策系統

由于起火物質的多樣性，各種新型生物、精細化工產品的生產和儲存，化工企業的發生事故又往往伴隨火災和爆炸等嚴重事故，而通常爆炸和火情大多時候復雜而又多變，而這種情況因具有很多不確定且無法掌握的因素，所以這也導致救援人員無法根據已有的經驗來進行火情判斷。如近幾年來發生的由于對起火物質理化性質不了解使用水撲救而導致次生事故造成消防員受傷的案例屢見不鮮。此時，形成一套科學的信息救援決策系統便十分重要。

該系統可基于應急管理部門以往發生事故的數據庫以及事故調查報告等資料等作為基礎依據，補充完善應急演練場景庫、應急處置預案庫，基于工業互聯網平臺開展基于虛擬現實或數字孿生技術的安全生產風險仿真、應急演練和隱患排查，推動應急處置向事前預防轉變。還是以上文消防員出警為例，在消防員救援途中，其技術人員可隨時在該系統中或手機端APP輸入發生火災性質的關鍵詞與環境，那么該系統便可以根據所輸入的信息，在數據庫中進行搜索、整合，并逐漸形成一套較為科學與清晰的救援對策，之后消防指揮員便可以根據該系統中的決策建議，再結合受災現場的實際情況，來針對起火物質選擇滅火劑，甚至可針對起火物質是否具備腐蝕性或放射性選擇防護服，以便可以有效減少因救援決策失誤而發生的二次險情。

3 結語

綜上所述，在工業數字化環境下，數據已經是各行業各方面不可或缺的寶貴資源，建立一套綜合性安全信息系統尤為重要。該系統實現后能夠在各部門之間信息互通共享、提前排查和消除化工生產安全隱患與科學救援決策等幾個方面均發揮出非常重要的作用，這對于最大化提前風險快速感知和風險超前預警、二次險情預防、維護公民人身及財產安全等方面均具有積極意義。