石化企业电子作业许可系统研发与应用

王明章

(中国石化青岛石油化工有限责任公司，山东青岛 266043)

0 前言

作业许可制度是一种正式的、用以控制具有潜在危害的特定作业体系，是检维修安全管理的重要组成部分之一[1]。如果作业许可组织不严密、安全措施落实不到位或管理存在严重缺陷，则容易引发生产安全事故。分析国内某大型石化集团2016—2020年间共62起生产安全事故发现，承包商事故43起，占比69.35%；直接作业环节事故44起，占比70.97%，且绝大多数承包商事故均涉及直接作业环节。如何做好直接作业环节安全管控，实现装置长周期运行已成为当前石化企业安全管理面对的重要课题。

当前，依靠传统的管理手段已不能满足新形势下安全管理的需要，无法达到期望的管理效果。2021年中国石化集团公司发布的《关于推体系夯基础控风险全力筑牢新时期中国石化安全新防线的指导意见》和总经理2号令中均提出，要严控作业许可、落实现场风险防控措施、建立高风险数据库等直接作业环节风险管控手段。因此，针对直接作业环节中的关键控制点，运用数字化、智能化技术和手段实现管理工作的规范化、标准化已势在必行[2-3]。

1 传统作业许可管理手段的缺陷

长期以来，石化企业将作业许可制度作为施工现场管理的重要方法和手段，但管理效果仍有不足。以某大型石化集团公司近两年HSE大检查数据为例，涉及承包商和直接作业环节问题2 379项，主要集中在作业现场管理、作业许可及JSA分析、资质和能力、施工方案审核与技术交底4个方面[4]，如图1所示。分析可知，传统作业许可管理手段无法有效解决作业风险识别不充分、作业票信息填写不全、人员不在现场签发或补签、安全措施落实不彻底、作业环境变化监测发现不及时等问题[5]，主要表现为：

1.1 人员资质缺乏有效把控

入场人员资质管理不到位，无法实现施工人员教育培训记录以及特殊作业所需的特种作业资质证书关联验证。

1.2 作业风险辨识不到位

传统作业风险辨识由于人员素质、时间安排、管理缺失等原因，容易导致风险识别流于形式。同时，未对不同作业活动作业风险的历史数据进行有效利用挖掘，无法实现专家经验和优秀实践的沉淀[6]。

图1 承包商和直接作业环节检查问题

1.3 违规签字确认和审批

传统作业许可管理模式无法保证相关责任人员到现场签字确认，如安全措施确认人员和作业许可审批人员找他人代签或在办公室签字确认和审批，易造成现场确认环节缺失。

1.4 无法进行数据深度分析

纸质票证在归档和数据分析上耗费大量人力物力，既难以获得作业票证的有效数据信息，也无法实现对作业原因、作业时间、作业类型、作业内容、作业地点等多维度数据的深度分析。

2 电子作业许可系统开发

2.1 总体流程设计

电子作业许可系统是一种基于工业互联网的集施工计划管控、人员资质审查、承包商安全教育、作业申请、风险识别、作业许可审批、作业过程监控预警及数据分析于一体的直接作业环节全流程管控系统[7-8]，具备作业预约申请、JSA分析、气体分析、安全措施落实、安全交底、票证签发、验收归档等关键节点管控功能，如图2所示。

围绕直接作业环节全过程管控，结合事故统计、制度规范要求[4]，研究建立合规开票的业务规则，规范作业许可流程和落实关键风险控制点，如表1所示，从而为有效识别作业开票不规范监护人履职不尽责等多种违章事件提供判断依据。

图2 电子作业许可系统流程

表1 作业许可管控节点

2.2 关键功能设计

2.2.1 人员资质管控

建立作业申请人、监护人、审批人及作业人员资源库，采集承包商安全教育考试合格人员、特种设备操作和特种作业操作资质人员资证信息，辅助判断承包商、作业人员、监护人员资格符合情况。同时，结合人脸识别技术和GPS定位实现作业许可审批“四定”管理(定人员、定时间、定地点、定单位)，有效规避了人员资质不符合带来的安全风险。

2.2.2 风险识别与管控

建立不同种类直接作业JSA分析数据库，智能列出对应风险并推荐安全防范措施，自动生成JSA分析清单，有效避免了传统风险辨识中风险识别不全面、管控措施不到位、作业条件发生改变后因重新办理JSA分析影响作业时间等问题。

2.2.3 施工人员定位

将电子作业许可系统与人员定位系统进行集成，通过人员定位功能可以实时监控各个施工点的人员分布情况，当人员长时间滞留某区域或长时间静止不动时，系统会自动触发报警功能，现场监护人员可以根据报警信息提示及时查看人员情况，进而做出正确处理；当施工人员遇险时可使用定位设备进行一键呼救，系统接收到报警后将报警和位置信息推送至监控平台，有利于第一时间对报警人展开救援工作。尤其对于复杂环境的受限空间作业，监管人员可以全面掌握施工人员动态，改善受限空间作业监护相对困难的问题。

2.2.4 施工作业展示

设计平台作业看板，集中展示当天所有施工作业活动信息，并在厂区地图实时显示，如图3、图4所示。管理人员可根据所有施工作业活动进展及完成情况，对作业计划执行率进行考核，也可以根据实际情况统筹安排协调施工人员和机具，提高施工效率。

图3 当日直接作业进展

图4 现场施工点分布

3 数据分析与应用

企业通常将作业许可票证作为控制作业现场风险的一个重要载体，却忽略了其本身所包含的大量信息，更没有通过深度挖掘票证中关键数据洞察直接作业环节安全管理规律或预测未来趋势。

以用火作业为例，其数量从一定程度上反映了在役生产装置的安全管理水平。对一定周期内的用火作业票证数据进行统计分析，可以发掘用火作业的规律，如通过用火作业数量的多少判断哪些设备属于高风险设备等，引导企业由“事中”控制到“事前”预防，对提高企业本质安全水平具有一定意义。

3.1 数据分析基础

不同企业间的用火作业许可证虽略有差异，但均包含用火单位、作业内容、作业地点、作业时间、用火部位等关键信息。由表2可以看出，用火作业许可证中的信息大部分为可固定内容，这种结构化数据为查询、访问、排序等功能的快速实现打下了基础，也为智能检索、知识挖掘等提供了条件。

3.2 企业应用

2017至2020年，某大型炼化一体化企业共开具各级用火作业许可票证120 664张。分别按照用火单位、用火级别、作业时间、用火种类等不同的维度进行统计分析，以揭示作业许可票证上的数据信息所反映的问题或内在规律。

3.2.1 用火单位统计

由图5可以看出，4年间该公司年均用火作业超3万次，累计超12万次。其中公用工程部和储运部用火作业最多，分别占用火总量的20.81%和18.61%；储运部和烯烃部特级用火数量对多，分别占特级用火总量的59.71%和16.72%。可知，储运部、烯烃部和公用工程部是用火作业管控的重点单位。

3.2.2 用火时间统计

由图6可以看出，由于生产规模不断扩大，该公司的用火作业数量逐年增多，安全监管难度不断增大。为便于分析用火作业在年度内分布的特点，将历年用火作业总量进行对比，如图7所示。

表2 用火作业许可证中主要字段

图5 某公司2017—2020年各单位用火数量及占比

图6 某公司2017—2020年各级用火作业月度对比

图7 某公司2017—2020年用火作业总量月度对比

由图7可知，每年2月份用火作业数量相对较少，3月份增长后逐步趋于平缓，11、12月份又有明显增长。其原因在于，2月份由于春节假期原因作业相对较少，很多项目都暂停施工，到了3月份为弥补进度，又集中进行作业，因此3月份用火作业数量增长明显。而11、12月份接近年末，很多项目为了赶工期，都会加快进度，且进入冬季后随着蒸汽伴热线投用，伴热线漏点问题逐渐显现，因此用火作业量又有较大增长。应将3月、11月和12月作为重点关注的时间段。同时，工程或项目管理部门应优化项目施工计划，避免到年底因追赶进度而忽视安全问题。

3.2.3 用火种类统计

由图8可知，在各类用火中，电焊数量最多，占比达56.2%；磨光机次之，占比16.65%。因此，应重点关注这两类作业，包括人员资质、操作设备等。此外，电焊用火数量最多，也反映了部分设备管理不到位，需通过用火作业消除设备隐患，因此在日常生产中应加强设备维护，避免出现漏点，进而减少用火作业，降低安全风险。

图8 某公司2017—2020年用火作业种类统计

4 结论及建议

a) 电子作业许可系统采用信息化手段将直接作业环节的重要节点深度集成，构成了一条作业线、一张风险图和一张监控网组成的标准化管理体系，在规范作业许可程序、强化施工风险管控和提高施工效率等方面作用显著，对优化和提升直接作业环节安全管理、保障直接作业安全施工具有重要意义。

b) 基于时空维度按照作业类型、装置、位置、环境等进行作业分布展示和统计分析，为有效辨识实时作业风险、控制和削减作业许可总量、准确分析主要作业分布区域提供依据，便于进行重点监控管理。同时从装置层面直观反映了日常生产和设备设施运行存在的薄弱环节，进而制定针对性的管控措施，提高了本质安全水平。

c) 当前的电子作业许可系统仍处于起步阶段，在系统操作、辅助决策等方面还有较大的提升空间，比如在现场管控方面可增加限时打卡功能，解决业主单位和承包商管理人员长期不到现场进行施工管控的问题。下一步，可结合物联网、数字孪生、大数据挖掘等技术进一步完善系统功能。