基于工業互聯網 的安全雙控系統解決方案

北京首鋼自動化信息技術有限公司

編者按：2021年4月，中國鋼鐵工業協會聯合有關協會、鋼鐵企業和專業技術服務機構，共同發起成立了“鋼鐵行業智能制造聯盟”（以下簡稱“聯盟”），宗旨是為加快推動鋼鐵企業智能制造，構建上下游協同創新生態圈，推進鋼鐵行業高質量發展。為更好滿足行業需要和企業需求，圍繞智能裝備、智慧服務、工業信息安全、智能工廠建設、智能生產、智慧運營六大方向，聯盟開展了行業智能制造優秀解決方案征集活動。活動共征集了各鋼鐵企業智能制造優秀解決方案180余項，經企業和專家評選，共遴選出55項優秀案例，形成《2021年鋼鐵行業智能制造優秀解決方案案例集》。為加強企業交流，我刊特分三期刊發其中幾個案例，為鋼鐵行業數字化轉型提供參考。

一、解決方案概況

（一）背景和需求

隨著社會經濟發展，設備自動化水平越來越高，很多生產線實現了部分或全部自動化操作，對操作人員、管理人員安全素質和業務能力的要求也越來越高，但由于行業自身因素的制約，人員新人多，年輕化，流動大等因素造成安全管理、隱患排查治理存在一些問題。主要表現在：

1.隱患信息的發送、反饋不及時，職能部門無法及時了解責任單位的隱患整改情況。

2.不利于隱患的及時檢查、整改、復查的閉環管理。

3.安全隱患的統計、分類、查詢困難，想了解某部門、某種隱患、某天的隱患數量和情況非常困難。

4.無法有效地對隱患排查工作進行量化管理和考核，無法通過隱患排查的管理掌控安全生產走勢。

（二）解決方案

首安云是企業安全生產信息化建設的全面解決方案，集雙重控制、自動預警、移動互聯、云服務于一體，圍繞“人機環管”，采用PDCA動態循環模式，以落實安全生產責任制，降低企業事故發生率，大幅防災減災為宗旨，為健全安全生產標準化管理體系，提升安全管理水平提供強有力的支撐。

應用功能包含合規性評價服務、風險辨識服務、隱患評估服務、應急處置服務：

1.合規性評價服務是以法規標準文本庫為基礎語料來源，以企業規章制度為輸入文本，通過逐條制度文本與知識庫中文本對比，實現對企業規章制度的合規性進行評估，加速企業安全生產法制化進程。

2.風險辨識能力評估服務是指以鋼鐵企業的標準風險辨識庫為判定依據，將企業辨識結果導入模型中，模型將根據工藝、專業崗位特點，劃分工藝單元、辨識單元進行知識對比，輸出評估報告，評估報告將從辨識全面性、辨識準確性、辨識完整性及進一步優化辨識方向上進行綜合評估。

3.隱患質量評估服務是通過對比隱患信息，判斷隱患內容相似度，解決隱患反復出現難發現、隱患治理效果難評估的問題。

4.應急處置能力評估服務是以應急措施庫為主要依據，通過問答、答題、實操模擬等方式動態評估崗位人員應急處置能力，有助于提高崗位人員針對性提高應急處置能力。

二、解決方案詳細介紹

（一）技術和實施方案

1.技術方案

智慧安全中心通過信息化技術，運用“人物環管”，采用PDCA閉環跟蹤，確保隱患按時按標準整改，全面提高企業安全生產管理效率。運用物聯網、大數據，云服務等技術對風險、隱患、培訓、事故等業務實現多維度統計分析，助力企業安全生產提質增效。秉承“讓安全變得更簡單”的理念，實現隱患排查閉環治理、安全生產預測預警、安全風險分級管控、安全生產電子臺賬管理、重大危險源在線監控及預警、職業病危害防治與管理、應急管理等系統功能。幫助企業建立安全管理評價標準，固化安全生產管理方法長效機制，從根本上減少事故發生（見圖1）。

圖1 系統架構圖

PC端整體架構基于乙方自主研發平臺，基于Oracle數據庫開發，采用B/S的分層體系架構，允許并支持采購方對系統進行二次開發（配置性開發、功能擴展性開發等）、數據庫讀寫的操作等要求。系統主要包括瀏覽器端、web層、服務層、集成層和資源層。覆蓋項目創建、設計、開發、測試、部署以及持續集成全項目周期的企業開發平臺，具備快速啟動、設計、實施與交付高可用性大型企業級應用的能力（見圖2）。

圖2 PC端技術架構圖

2.實施方案

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

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

（3）較好的安全性。Web層不直接訪問數據，而是經過服務層和集成層訪問和修改數據，在服務層進行數據的業務邏輯校驗和訪問控制可以保證數據的完整性和安全性。

（4）可復用性。業務邏輯主要封裝在服務層，除了代碼級別的面向對象復用，通過組件技術可以達到服務復用，組件復用和流程復用。

（5）可管理性。服務層集中起來統一管理、統一服務于Web層和客戶端，從而具備了良好的容錯能力和負載平衡能力。

（6）手機移動端（包括安卓版和IOS版）涵蓋隱患排查、整改治理、驗收、上報的全流程管理。

（7）安全管理一張圖。管理駕駛艙是安全管理大數據分析的綜合展示平臺，為領導層提供決策依據和管理導航（見圖3）。

圖3 安全管理駕駛艙

（二）核心優勢

1. 創新優勢

（1）基于云服務建立安全管理平臺，可以實現計算、存儲、網絡等資源的虛擬化和彈性擴容。目前該云平臺已經具備等保二級標準所需的信息安全設備（如：IPS、IDS、漏洞掃描等），實現高級安全防護能力，比如“審計、加密”等。

首鋼廣域網由首自信承建，支持互聯網、專線、SD-WAN形式接入，同時形成內網隔離，實現更安全、更穩定的訪問。

（2）在滿足安監總局、北京市、河北省等工貿企業安全生產分級分類監督管理辦法標準要求基礎上，首鋼自主研發了一套動態可配置的業務地圖自動生成技術，基于此技術創新地實現了基于實時電子地圖的風險四色圖。

第一步，對現場進行要素、圖層、地圖的三級結構化、網格化數據建模；

第二步，通過基于地圖與業務層級完美融合，開創性地利用點、線、塊多維度，分層展示風險在場所、工序、系統、單元、各層級上的風險級別；

第三步，按照標準要求“紅橙黃藍”四色標注風險，形成安全風險空間分布。

（3）在本項目中采用了一種基于TCP的新網絡協議，該協議的特點是只需要一次HTTP握手，避免了反復解析HTTP協議，節省了資源，當客戶端與服務端建立連接后，可持續進行信息推送。從而，很好地實現了點對點消息實時推送。例如待排查隱患、待處理督辦、安全預警信息、應急突發事件消息等，可以實時分層推送給相應用戶。

2. 競爭優勢

與國內幾家專業安全軟件企業進行對標，首鋼安全云目前實現了分級充分授權、風險四色圖、作業圖譜等，還全面支持IOS操作系統，整體上，優于同行軟件企業。同時，與同類大型鋼鐵企業進行對標，以股份公司為代表的系統，率先實現了雙重預防控制、四色圖等功能，整體上，優于同類大型鋼鐵企業（見圖4）。

圖4 行業對標圖

3. 推廣優勢

首安云與首鋼遷鋼、司家營、陜西龍鋼、九江公司、凱達工貿等超過兩百多家企業進行合作，涉及到冶金、有色、建材、機械、電力、水泥、商貿、礦業等八大行業。幫助企業落實安全生產責任制，建立健全安全生產標準化管理體系，全面提升安全生產管理水平，不斷提升安全生產績效，預防和減少事故發生，成為企業安全監管部門的得力助手。

三.實施成效

（一）實現目標

基于雙重預防機制的安全管理綜合平臺建設的創新與實踐的落腳點在基層、在崗位，涉及生產經營活動的全過程，符合作業崗位實際，具有很強的實用性、可操作性。促使廣大干部職工樹立“居安思危、如履薄冰”的安全生產紅線意識，更加深刻地認識到“把隱患當事故處理，把苗頭當作問題來抓，將事故扼殺在萌芽狀態”的重要意義。以對待事故的方式對待隱患，加強了隱患管理的嚴格程度，樹立了像“敬畏事故”般“敬畏隱患”的氛圍。實現安全管理工作關口前移，力爭做到安全管理無隱患、職工思想無隱患，真正落實對事故的預防、預控。雙控平臺主要實現了以下技術指標。

1.全員參與率：100%。該項目通過手機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%。通過平臺的自動排程、智能提醒，幫助員工隱患漏檢控制在5%以內。

3.隱患整改率：100%。通過平臺的實時跟蹤，對隱患的整改能夠達到100%，確保隱患不整改系統有提醒，并對超期隱患進行自動督辦。

4.報表自動化率：80%。系統設計的各種報表，數據提取、匯總準確，由之前的手動進行數據匯總，現在80%報表都由系統數據自動生成。

（二）效益分析

雙控平臺自投用以來，運行穩定，對企業安全生產管理具有很大提升，主要體現在：

1.預測預警指標：按照國家安全一級標準化企業規范，建立科學的預測預警指標，并且在企業內部進行相關信息公示。

2.保證職工踐行安全生產責任制，各自排查標準按計劃完成，很大程度提高隱患排查執行效果。

3.一人一清單：踐行風險分級管控和隱患排查雙控體系，將安全隱患細化到崗位，形成一崗一清單，進而關聯到崗位員工，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現電子信息化，系統自動預警和追蹤隱患整改情況，實現未整改隱患督辦處理，確保每一條隱患必須進行“五落實五到位”的整改。

5.安全管理報表智能化，將安全管理日常所需統計報表，納入信息化系統管理，系統自動按時出具日報、周報、月報及大量的各類各類專業報表，有效縮短了各類報表的統計分析時間。