基于工业互联网 的安全双控系统解决方案

北京首钢自动化信息技术有限公司

编者按：2021年4月，中国钢铁工业协会联合有关协会、钢铁企业和专业技术服务机构，共同发起成立了“钢铁行业智能制造联盟”（以下简称“联盟”），宗旨是为加快推动钢铁企业智能制造，构建上下游协同创新生态圈，推进钢铁行业高质量发展。为更好满足行业需要和企业需求，围绕智能装备、智慧服务、工业信息安全、智能工厂建设、智能生产、智慧运营六大方向，联盟开展了行业智能制造优秀解决方案征集活动。活动共征集了各钢铁企业智能制造优秀解决方案180余项，经企业和专家评选，共遴选出55项优秀案例，形成《2021年钢铁行业智能制造优秀解决方案案例集》。为加强企业交流，我刊特分三期刊发其中几个案例，为钢铁行业数字化转型提供参考。

一、解决方案概况

（一）背景和需求

随着社会经济发展，设备自动化水平越来越高，很多生产线实现了部分或全部自动化操作，对操作人员、管理人员安全素质和业务能力的要求也越来越高，但由于行业自身因素的制约，人员新人多，年轻化，流动大等因素造成安全管理、隐患排查治理存在一些问题。主要表现在：

1.隐患信息的发送、反馈不及时，职能部门无法及时了解责任单位的隐患整改情况。

2.不利于隐患的及时检查、整改、复查的闭环管理。

3.安全隐患的统计、分类、查询困难，想了解某部门、某种隐患、某天的隐患数量和情况非常困难。

4.无法有效地对隐患排查工作进行量化管理和考核，无法通过隐患排查的管理掌控安全生产走势。

（二）解决方案

首安云是企业安全生产信息化建设的全面解决方案，集双重控制、自动预警、移动互联、云服务于一体，围绕“人机环管”，采用PDCA动态循环模式，以落实安全生产责任制，降低企业事故发生率，大幅防灾减灾为宗旨，为健全安全生产标准化管理体系，提升安全管理水平提供强有力的支撑。

应用功能包含合规性评价服务、风险辨识服务、隐患评估服务、应急处置服务：

1.合规性评价服务是以法规标准文本库为基础语料来源，以企业规章制度为输入文本，通过逐条制度文本与知识库中文本对比，实现对企业规章制度的合规性进行评估，加速企业安全生产法制化进程。

2.风险辨识能力评估服务是指以钢铁企业的标准风险辨识库为判定依据，将企业辨识结果导入模型中，模型将根据工艺、专业岗位特点，划分工艺单元、辨识单元进行知识对比，输出评估报告，评估报告将从辨识全面性、辨识准确性、辨识完整性及进一步优化辨识方向上进行综合评估。

3.隐患质量评估服务是通过对比隐患信息，判断隐患内容相似度，解决隐患反复出现难发现、隐患治理效果难评估的问题。

4.应急处置能力评估服务是以应急措施库为主要依据，通过问答、答题、实操模拟等方式动态评估岗位人员应急处置能力，有助于提高岗位人员针对性提高应急处置能力。

二、解决方案详细介绍

（一）技术和实施方案

1.技术方案

智慧安全中心通过信息化技术，运用“人物环管”，采用PDCA闭环跟踪，确保隐患按时按标准整改，全面提高企业安全生产管理效率。运用物联网、大数据，云服务等技术对风险、隐患、培训、事故等业务实现多维度统计分析，助力企业安全生产提质增效。秉承“让安全变得更简单”的理念，实现隐患排查闭环治理、安全生产预测预警、安全风险分级管控、安全生产电子台账管理、重大危险源在线监控及预警、职业病危害防治与管理、应急管理等系统功能。帮助企业建立安全管理评价标准，固化安全生产管理方法长效机制，从根本上减少事故发生（见图1）。

图1 系统架构图

PC端整体架构基于乙方自主研发平台，基于Oracle数据库开发，采用B/S的分层体系架构，允许并支持采购方对系统进行二次开发（配置性开发、功能扩展性开发等）、数据库读写的操作等要求。系统主要包括浏览器端、web层、服务层、集成层和资源层。覆盖项目创建、设计、开发、测试、部署以及持续集成全项目周期的企业开发平台，具备快速启动、设计、实施与交付高可用性大型企业级应用的能力（见图2）。

图2 PC端技术架构图

2.实施方案

（1）良好的灵活性。如用户界面要求发生变化，只需要浏览器端程序和Web层即可满足，不需要修改服务层和集成层的代码。

（2）可共享性和扩展性。如服务层可为多种客户端提供服务，如基于Web的html+Ajax，Extjs服务，还可以为其他客户端提供服务。在扩展性上每层都可以使用不同的技术分别进行扩展，只要和其他层的接口不变，就不会影响到其他层。

（3）较好的安全性。Web层不直接访问数据，而是经过服务层和集成层访问和修改数据，在服务层进行数据的业务逻辑校验和访问控制可以保证数据的完整性和安全性。

（4）可复用性。业务逻辑主要封装在服务层，除了代码级别的面向对象复用，通过组件技术可以达到服务复用，组件复用和流程复用。

（5）可管理性。服务层集中起来统一管理、统一服务于Web层和客户端，从而具备了良好的容错能力和负载平衡能力。

（6）手机移动端（包括安卓版和IOS版）涵盖隐患排查、整改治理、验收、上报的全流程管理。

（7）安全管理一张图。管理驾驶舱是安全管理大数据分析的综合展示平台，为领导层提供决策依据和管理导航（见图3）。

图3 安全管理驾驶舱

（二）核心优势

1. 创新优势

（1）基于云服务建立安全管理平台，可以实现计算、存储、网络等资源的虚拟化和弹性扩容。目前该云平台已经具备等保二级标准所需的信息安全设备（如：IPS、IDS、漏洞扫描等），实现高级安全防护能力，比如“审计、加密”等。

首钢广域网由首自信承建，支持互联网、专线、SD-WAN形式接入，同时形成内网隔离，实现更安全、更稳定的访问。

（2）在满足安监总局、北京市、河北省等工贸企业安全生产分级分类监督管理办法标准要求基础上，首钢自主研发了一套动态可配置的业务地图自动生成技术，基于此技术创新地实现了基于实时电子地图的风险四色图。

第一步，对现场进行要素、图层、地图的三级结构化、网格化数据建模；

第二步，通过基于地图与业务层级完美融合，开创性地利用点、线、块多维度，分层展示风险在场所、工序、系统、单元、各层级上的风险级别；

第三步，按照标准要求“红橙黄蓝”四色标注风险，形成安全风险空间分布。

（3）在本项目中采用了一种基于TCP的新网络协议，该协议的特点是只需要一次HTTP握手，避免了反复解析HTTP协议，节省了资源，当客户端与服务端建立连接后，可持续进行信息推送。从而，很好地实现了点对点消息实时推送。例如待排查隐患、待处理督办、安全预警信息、应急突发事件消息等，可以实时分层推送给相应用户。

2. 竞争优势

与国内几家专业安全软件企业进行对标，首钢安全云目前实现了分级充分授权、风险四色图、作业图谱等，还全面支持IOS操作系统，整体上，优于同行软件企业。同时，与同类大型钢铁企业进行对标，以股份公司为代表的系统，率先实现了双重预防控制、四色图等功能，整体上，优于同类大型钢铁企业（见图4）。

图4 行业对标图

3. 推广优势

首安云与首钢迁钢、司家营、陕西龙钢、九江公司、凯达工贸等超过两百多家企业进行合作，涉及到冶金、有色、建材、机械、电力、水泥、商贸、矿业等八大行业。帮助企业落实安全生产责任制，建立健全安全生产标准化管理体系，全面提升安全生产管理水平，不断提升安全生产绩效，预防和减少事故发生，成为企业安全监管部门的得力助手。

三.实施成效

（一）实现目标

基于双重预防机制的安全管理综合平台建设的创新与实践的落脚点在基层、在岗位，涉及生产经营活动的全过程，符合作业岗位实际，具有很强的实用性、可操作性。促使广大干部职工树立“居安思危、如履薄冰”的安全生产红线意识，更加深刻地认识到“把隐患当事故处理，把苗头当作问题来抓，将事故扼杀在萌芽状态”的重要意义。以对待事故的方式对待隐患，加强了隐患管理的严格程度，树立了像“敬畏事故”般“敬畏隐患”的氛围。实现安全管理工作关口前移，力争做到安全管理无隐患、职工思想无隐患，真正落实对事故的预防、预控。双控平台主要实现了以下技术指标。

1.全员参与率：100%。该项目通过手机APP，给全员参与提供十分便捷的工具和手段。

2.隐患漏检率：4%。通过平台的自动排程、智能提醒，帮助员工隐患漏检控制在5%以内。

3.隐患整改率：100%。通过平台的实时跟踪，对隐患的整改能够达到100%，确保隐患不整改系统有提醒，并对超期隐患进行自动督办。

4.报表自动化率：80%。系统设计的各种报表，数据提取、汇总准确，由之前的手动进行数据汇总，现在80%报表都由系统数据自动生成。

（二）效益分析

双控平台自投用以来，运行稳定，对企业安全生产管理具有很大提升，主要体现在：

1.预测预警指标：按照国家安全一级标准化企业规范，建立科学的预测预警指标，并且在企业内部进行相关信息公示。

2.保证职工践行安全生产责任制，各自排查标准按计划完成，很大程度提高隐患排查执行效果。

3.一人一清单：践行风险分级管控和隐患排查双控体系，将安全隐患细化到岗位，形成一岗一清单，进而关联到岗位员工，形成一人一清单，促使全体员工千手千眼查找隐患。

4.隐患整改有跟踪：通过隐患排查治理实现电子信息化，系统自动预警和追踪隐患整改情况，实现未整改隐患督办处理，确保每一条隐患必须进行“五落实五到位”的整改。

5.安全管理报表智能化，将安全管理日常所需统计报表，纳入信息化系统管理，系统自动按时出具日报、周报、月报及大量的各类各类专业报表，有效缩短了各类报表的统计分析时间。