工业数字化环境下化工企业综合性安全信息系统的构建

于欣阳(宁夏智信管理咨询有限公司，宁夏 银川 750000)

0 引言

安全信息系统在化工生产过程中的地位非常重要。目前，化学工业有两大发展趋势，一方面是大型资源导向性的化工产业，如：石化、煤化工等，集中度越来越高；另一方面是新型精细化工产品的细分化趋势越来越显著，所以对于化工企业针对更先进和更大型化的设备，更多样以及控制条件更苛刻的工艺参数，做到工艺和设备风险的提前预警和感知就非常重要。传统的安全信息系统仅针对“人”在检查过程中肉眼可见的风险进行管控，虽然可以取得一定的安全效应，但若能利用好各种新型智能感知设备和测量仪器，将其监控的工艺设备信息同时应用于现有的安全信息系统，就可以通过多种方式来预防事故发生，降低事故的概率，为化工企业财产安全提供有效保障。

1 传统安全信息系统现状

1.1 “安全-工业互联网”法律法规及行业标准尚未健全

工业互联网发展现在正处于“加速奔跑”阶段，各级政府行动在加速部署，化工技术在加速迭代。与之对应的是，管理维度还处于相对较慢的变化。针对现有“安全-工业互联网”的行业标准尚未健全，需尽快讨论围绕工业网络安全、工业安全数据质量等的法律法规，并围绕新型智能感知设备和测量仪器，尽量做到接入数据的接口及形式统一标准，并形成标准规范，确保工业互联网与行业安全生产标准同规划、同部署。

1.2 安全信息系统资源开发力度稍显不足

当前，我国应急管理部门在信息化设备的基础建设方面的投入力度还较为薄弱，现在随着4G网络的普及、5G网络的发展以及各类移动终端和PC终端的软件开发在各行各业，特别是建筑、电力行业均已得到长足的发展，但针对化工生产企业可以实际应用信息系统和数据库还较为局限。对于化工安全信息系统开发力度的不足，使网络空间根本无法达到充分且有效利用，也就无法发挥出网络化、信息化在化工管理工作中的真正价值。

1.3 我国工业互联网前沿关键技术的自主研发程度薄弱

我国工业互联网发展虽处于“加速奔跑”阶段，但工业互联网平台与国际先进的公司相比还较为薄弱，工业know-how掌握不足，数据采集和分析能力不佳。西门子和通用电气等老牌龙头制造企业具备深厚的工业积淀，化工设备联网率、自控率以及故障率均具备优势，而且其网络设备和工控系统在国内化工企业中的使用率依旧较高，有更多设备接入基础。而我国工业化发展历程短，工控系统和设备数字化经验沉淀尚浅，与先进技术国家差距较大，中小企业基础薄弱，设备改造和数据采集难度较大。

1.4 信息管理及信息系统方面专业人才匮乏

建立和维护新型安全信息系统需要其技术人员具有过硬的专业知识以及丰富的管理经验，其与纯粹的计算机专业人才还是有所差别的[1]。对于数字化安全信息系统而言，专业技术人员不仅需要具有较强的编程能力与算法能力，而且还需要具有业务知识广泛、管理能力突出等特质，才能在执行任务时更准确、更高效。但是就目前的化工企业管理的现状来看，由于化工行业在招聘和培养时人才时均通常优先考虑的是化工工艺专业，同时兼顾化工管理和计算机的技术专业人才相对缺乏，通常也并未对培养信管专业人才制定出系统的培训计划，这也是导致信息管理系统专业人才匮乏的一个重要原因。

1.5 未将大数据信息充分利用到化工管理工作中

各地方政府应急管理部门现已建立了以往发生化工事故以及事故调查、事故原因分析和勘察的数据库，但通常都是基于安全生产事故，若发生的生产事故无人员伤亡的话，不会被记录。并且由于安全事故的敏感性，很多企业发生安全事故后将其视为“污点”，发生事故后生怕被发现，就更不用说主动提供经验与同行业进行技术交流。但从化工管理的角度来看，恰恰是小的工艺事故积累才导致了大的工艺事故，大的工艺事故无法控制从而造成人员伤亡的安全事故。小的工艺参数的动态变化才是预防事故，防微杜渐最宝贵的数据。而这类数据由于目前工业互联网尚未全面普及，相关的数据库尚未健全，正常情况下化工企业也无法调阅相关的资料来进行参考和学习，尽管在事后各部门也都对安全信息系统中的相应功能有所应用，但是均无法对其信息进行深入挖掘和分析。

2 综合性安全信息系统的内容及作用

2.1 使各个部门之间信息达到互通共享

建立健全化工工艺安全数据存储机制，可以以园区为单元，以行业类别和企业自身分别建立安全数据中心，如对食品工业园内冷冻食品加工涉氨企业的液氨系统，对石化工业园区内石油、煤化工的裂解、加氢装置以及危化品的贮存设施、关键设备等高风险区域的安全生产信息进行动态收集与实时上传。又如环保部门的信息系统能够通过利用我国最新的北斗导航技术来准确识别各种大型火电厂或化工厂的烟囱进行精准定位，并派出无人机对烟气的排放进行重点监控和拍照，与此同时，它还能够在烟囱排放口通过传感装置随时监控排放污染物的实时数据，并结合无人机拍到的照片进行有效的监督和执法。又如交通部门的信息系统可根据车流实时控制红绿灯。上述信息若可以综合性安全信息系统中的相关接口通过软件技术实现一些必要的公共信息的共享，这对化工安全的管理讲具有很大的意义和帮助。以化工园区发生火灾事故后消防队选择最快消防车救援路线为例，在过去对出警线路的选择通常是由驾驶员基于GIS调度信息系统来做出人为判断，但若将信息系统应用于各部门之间，如园区某石化裂解装置发生重大火情，应急管理部门可第一时间得知事故发生，迅速启动预案，组织救援，协同利用交管部门的信息系统来控制红绿灯开启，疏通拥堵的最近路线，或者利用环保部门的无人机，来及时了解当前路面情况，从而为救援队伍提供出一个最佳且最快的救援路线，从而抢出几分钟的黄金救援时间。

2.2 建立基于智能器件和检测仪器的隐患自动上报平台

近几年，各省应急管理部门已充分利用4G网络、移动终端、PC终端和云服务的技术建立各自辖区内生产企业隐患排查与风险管理系统，该系统安全标准化的各个评审要素、企业隐患PDCA闭环管理的数据库为基础，通过厂级、车间级和班组级三级日常检查，并辅以工艺、设备等的专项安全检查，将安全隐患排查与安全标准化数据库相对接，利用手机终端拍摄现场随时发现的隐患，利用PC终端填报安全管理的各项内业资料以及完成对隐患的整改和消项，来达到全员、全过程参与完成现场安全隐患的信息采集、实时传输、排查整改和隐患消除等工作动态、闭环跟踪与管理。

但上述传统系统均需要依靠人的操作，而新系统可利用智能传感器，MEMS芯片、传感材料的应用，做到关键装置、重点部位的状态监测以及异常工艺参数的感知。并重点针对负荷调整、异常处置等典型操作，开发智能操作导航技术；选择典型装置和代表性工艺，开发装置动态风险监测预警技术和过程控制系统高效运行一体化技术，开发高危工艺装置安全生产风险预警模型，实现精准预测、智能预警和超前预警，使其做到在不发动全员参与和检查的情况下，能充分实现事故的事先预控、关口前移，真正做到本质安全，预防为主。

2.3 实现科学信息救援决策系统

由于起火物质的多样性，各种新型生物、精细化工产品的生产和储存，化工企业的发生事故又往往伴随火灾和爆炸等严重事故，而通常爆炸和火情大多时候复杂而又多变，而这种情况因具有很多不确定且无法掌握的因素，所以这也导致救援人员无法根据已有的经验来进行火情判断。如近几年来发生的由于对起火物质理化性质不了解使用水扑救而导致次生事故造成消防员受伤的案例屡见不鲜。此时，形成一套科学的信息救援决策系统便十分重要。

该系统可基于应急管理部门以往发生事故的数据库以及事故调查报告等资料等作为基础依据，补充完善应急演练场景库、应急处置预案库，基于工业互联网平台开展基于虚拟现实或数字孪生技术的安全生产风险仿真、应急演练和隐患排查，推动应急处置向事前预防转变。还是以上文消防员出警为例，在消防员救援途中，其技术人员可随时在该系统中或手机端APP输入发生火灾性质的关键词与环境，那么该系统便可以根据所输入的信息，在数据库中进行搜索、整合，并逐渐形成一套较为科学与清晰的救援对策，之后消防指挥员便可以根据该系统中的决策建议，再结合受灾现场的实际情况，来针对起火物质选择灭火剂，甚至可针对起火物质是否具备腐蚀性或放射性选择防护服，以便可以有效减少因救援决策失误而发生的二次险情。

3 结语

综上所述，在工业数字化环境下，数据已经是各行业各方面不可或缺的宝贵资源，建立一套综合性安全信息系统尤为重要。该系统实现后能够在各部门之间信息互通共享、提前排查和消除化工生产安全隐患与科学救援决策等几个方面均发挥出非常重要的作用，这对于最大化提前风险快速感知和风险超前预警、二次险情预防、维护公民人身及财产安全等方面均具有积极意义。