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危化企业安全风险智能化管控平台建设方案:六大基础子系统 + 五大扩展子系统,并集成视频智能监测、数据大屏等

危化企业安全风险智能化管控平台建设方案:六大基础子系统 + 五大扩展子系统,并集成视频智能监测、数据大屏等

本平台是一套深度融合工业互联网、AI、大数据、5G等新一代信息技术的危化企业安全风险管控解决方案,既满足应急管理部强制性建设要求,又扩展了工艺优化、设备预测性维护等增值功能,能够有效提升企业本质安全水平、自动化水平和运营效率,助力企业实现数字化转型和高质量发展。

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一、政策背景与驱动

1.1 国家层面:“十四五”石化化工行业高质量发展指导意见

  • 五大主要目标

    • 产业布局:形成70个有竞争优势的化工园区。

    • 创新发展:突破20项以上共性技术,开发40项以上新产品。

    • 产业结构:新材料产业占比达75%。

    • 数字化转型:重点领域主要生产装置自控率达95%以上,建成30个智能制造示范工厂、50家智慧化工园区。

    • 绿色安全:本质安全水平显著提升,大宗产品能耗和碳排放明显下降,VOCs排放总量较“十三五”降低10%以上,有效遏制重特大事故。

  • 六大工作任务

    1. 提升创新发展水平(完善创新机制、攻克核心技术)。

    2. 推进产业数字化转型(协同创新、工业互联网赋能)。

    3. 推动产业结构调整(分类施策、改造提升)。

    4. 加快绿色低碳发展(碳减排、清洁生产)。

    5. 优化调整产业布局(统筹项目布局、引导进区入园)。

    6. 夯实安全发展基础(推广先进技术、增强原料保障)。

1.2 石化化工行业数字化转型实施指南

  • 强化标准基础:发布智能制造标准体系建设指南,健全标准体系;推动各省区开展评估诊断,建立闭环工作机制。

  • 强化前沿创新:融合人工智能,构建行业大模型,重点应用于工艺优化、新产品开发、预测性维护、安全预警等场景。

  • 强化技术改造:支持“智改数转网联”,填补基础短板,推广先进技术,实现高端化、智能化、绿色化、安全化。

  • 其他方向:平台布局(供应链协同)、供应商培育、安全保障(网络与数据安全治理)。

1.3 应急管理部专项指导文件

  • 2022年:《危化企业安全风险智能化管控平台建设指南》——要求建设六个基础模块:安全风险基础信息管理、重大危险源管理、双重预防机制、特殊作业、智能巡检、人员定位。

  • 2023年:下发6个专项指南,涵盖工艺生产报警优化、自动化过程控制优化、设备完整性管理与预测性维修、培训管理、承包商管理、人员聚集风险监测预警,山东、广东、辽宁、甘肃等省已试点推广。


二、平台核心功能模块

平台严格遵循应急管理部指南,包含六大基础子系统 + 五大扩展子系统,并集成视频智能监测、数据大屏等增强功能。

2.1 安全基础信息管理

  • 证照报告管理:危化品经营许可证、安全生产标准化证书、安全评价报告、HAZOP/SIL评估报告、防雷检测报告等信息的录入与定期更新。

  • 设备设施信息管理:建立储存设备、特种设备、安全设施的电子档案,含清单、检测记录等。

  • 经营储存基础信息:危化品种类、储量、来源流向、MSDS、重大危险源、工艺简介等电子档案。

  • 企业人员信息:主要负责人、分管安全负责人、注册安全工程师、从业人员数量等。

  • 三方人员信息:外部施工人员、访客、外部车辆等基础信息记录。

2.2 重大危险源安全管理

  • 在线监测与预警:通过物联网网关接入流量、压力、温度、有毒可燃气体等传感器数据,以及视频监控,在三维地图上集中展示,支持实时报警和趋势分析。

  • 安全包保责任管理:对主要负责人、技术负责人、操作负责人的履职情况进行结构化电子记录,可查询追溯。

  • 风险评估与管控:基于风险预警模型,实现实时评估、预警处置闭环。

  • 评估报告与隐患管理:上传安全评估报告,电子化存档,隐患录入及整改反馈。

2.3 特殊作业管理(电子作业票系统)

  • 全流程电子化:从作业发起(风险交底、JSA分析、资质审核)→ 分析化验 → 作业审批(支持拍照、超时重审)→ 作业过程(多次分析、更换监护人、关联其他作业票、绑定移动布控球)→ 作业验收(拍照)→ 归档。

  • 移动端办理:支持手机端发起、审批、签字,规范流程,责任到人。

  • 数据库管理:气体检测库、安全措施库、作业地点及角色配置、电子票归档。

  • 统计分析:按类型、部门、时间等多维度统计,掌控整体作业情况。

  • 建设成效:作业审批时间缩短至30分钟内,不合规作业明显下降,过程可追溯。

2.4 双重预防机制系统

  • 安全风险分级管控:风险辨识、管控措施、风险四色图(红橙黄蓝),动态展示全厂风险分布。

  • 隐患排查治理闭环:巡检排查发现问题 → 即时整改或上报 → 评估分级 → 限时整改 → 验收关闭,与作业票、检维修/变更管理联动。

  • 成效提升:风险识别率、隐患排查完成率、到位率显著提高,数据分析准备工时减少。

2.5 智能巡检系统

  • 计划与标准管理:巡检全要素配置、路线规划、时间策略、检查标准库(含DCS数据核对)。

  • 过程管理:现场人员通过防爆手机扫描二维码签到,上传数值、照片,异常即时提示。

  • 问题跟踪:发现问题上报生成整改任务,跟踪全过程。

  • 统计分析:按部门、时间、方案等多维度统计漏检率、耗时等。

  • 建设前后对比:巡检到位率、有效性大幅提升,数据实时可见。

2.6 人员定位系统

  • 技术方案:采用UWB/蓝牙信标定位,结合北斗差分定位(支持5G),定位终端包括工牌、安全帽、手持机、车载定位器。

  • 核心功能

    • 实时位置可视化展示,区域人数统计。

    • 历史轨迹查询(可回放),异常行为报警(偏离路线、超时停留)。

    • 人员聚集风险监测(按2023年专项指南升级):储存人员位置与时间信息,查询出入重点区域记录,自动分析聚集风险。

    • 电子围栏管理,越界报警。

    • 触警信息包含时间、人员、地点,可回溯。

2.7 视频智能监测(AI识别)

  • 集成视频监控AI算法,自动识别异常行为与状态,包括:车辆违停、不戴安全帽、不系安全带、打电话、抽烟、爬高、离岗、超员、越界、火焰/烟雾、跑冒滴漏、着装不符、仪表盘状态异常等,实时报警。

2.8 工艺生产报警优化管理系统

  • 数据采集:通过OPC AE协议采集DCS报警数据,或通过API/消息队列获取DCS DA数据。

  • 报警规则配置:自定义报警条件、优先级(10级)、类型(工艺/设备/安全)、死区;支持批量导入导出。

  • 报警查询与分析

    • 按工段、时间、等级等多维度查询,导出XLSX。

    • 统计频繁报警(TOP 10/20/50)、最长持续报警、多工段对比、班组对比。

    • 高级分析:报警泛滥(如10分钟超10次)、抖动报警、陈旧报警(持续未消除)、瞬时报警(短时切换)——需用户自定义阈值。

    • 按分类(工艺/安全/设备)和优先级分布展示趋势及详细清单。

    • 未及时确认报警统计(占比、TOP10)。

    • 班组KPI对比(平均报警率、确认及时率、平均确认/消除时间等)。

    • 支持按装置、单元、班组进行KPI考核(小时平均报警数、24小时持续报警数、10分钟峰值等),超标需分析整改。

2.9 自动化过程控制优化系统

  • 层级关系:PID(基础回路控制)→ APC(先进过程控制,多变量协同)→ RTO(实时优化,全局最优)。

  • PID性能管理:企业90%以上回路采用PID,其中60%存在性能缺陷。本方案提供回路监控、缺陷诊断、参数整定优化,实现全生命周期闭环管理。

  • APC(模型预测控制MPC):基于多变量预测模型,滚动优化,消除耦合,实现“黑屏操作”,提高安全性,逼近最优操作(卡边效应),节能增效。

  • RTO(实时在线优化):以经济指标为目标,基于稳态模型计算最优操作点,输出给APC执行,形成“RTO+APC”闭环,使装置长期运行在最佳效益状态。

2.10 设备完整性管理与预测性维修

  • 设备台账与分级:全生命周期信息集成(设计采购→运行→维修→报废),内置量化分级方法,按动/静/电/仪专业分类展示。

  • 在线监测:实时采集振动、温度、压力、流量、液位、转速等参数,异常自动预警,连续运行超时推送检维修建议。

  • 全生命周期管理:前期管理、运行周期、维保计划、巡检、维检修、备品备件、报废。

  • 预防性维修:年/月计划,定期保养、润滑、密封、特护、检验等任务管理(定点、定时、定人)。

  • 预测性维修(基于5G+AI)

    • 数据采集(加速度、速度、位移、转速、温度、压力)。

    • 常规分析(趋势图、时频分析、轴心轨迹、瀑布图等)。

    • 启停机分析(波特图、Nyquist、级联图)。

    • 警报预警(阈值超限、趋势预测、异常检测)。

    • 故障知识库(专家经验、机理模型、数据模型、故障树),覆盖泵机、离心/往复压缩机典型故障(如不平衡、轴弯曲、轴承故障、齿轮故障、不对中、摩擦、活塞环断裂、密封失效等)。

    • 智能预警:阈值预警(人工/自适应)、趋势增幅预警、趋势增速预警,降低漏报误报。

  • 绩效看板:完好率、故障率、投用率、密封点泄漏率、特种设备取证率、检定率、计划执行率、维修工时等指标统计。

2.11 其他辅助功能

  • 安全教育培训管理

    • 年度计划制定,支持8种培训类型,多种课件格式。

    • 签到、过程留痕、多终端学习、学时累计。

    • 考试自动判卷,合格后签名归档,档案一键导出。

    • 满意度调查与效果评估,培训与考试统计分析。

    • 内容依据国家及各省条例,可定制。

  • 承包商管理:信息管理、准入与入场、开工准备、现场管理、考核管理全流程。

  • 应急预案管理:应急物资分布一张图,物资动态预警;预案(综合/专项/现场处置)维护,演练计划(全面/功能/桌面)制定,演练过程记录与评估,完成情况自动跟踪。

  • 职业健康管理:接害人员体检(岗前/在岗/离岗)、调岗记录、接害工龄展示、场所危害因素监测与预警,自动生成台账及图表。

  • 事故事件管理:基本信息、伤亡人员统计、四不放过执行监督、调查处理、自动生成台账、百万工时伤害统计分析。

2.12 安全生产数据大屏(定制)

  • 与系统数据无缝对接,自动智能分析,动态可视化展示,支持模块组合与个性化定制,便于监管人员实时掌握全局安全态势。


三、产品优势

  • 紧跟国家/地方政策,持续迭代升级。

  • 符合标准化建设要求,功能模块可按需组合。

  • 线上+线下一体化服务。

  • 灵活性与智能化兼备,支持个性化定制。

  • 支持云部署或本地化部署。

  • 支持集团型组织架构,与上级公司系统对接。

  • 丰富的API接口,满足内部系统及政府监管平台数据对接。

  • 快速开发部署能力。


四、典型应用案例

4.1 国家管网集团安全风险智能管控平台

  • 作为集团安全生产集成管理、综合展示、监管数据报送平台,覆盖六大核心业务功能。

  • 率先在14家大型油气储运基地推广应用。

  • 获评2023年工信部“工业互联网+安全生产”试点示范项目,管网集团“星火杯”数字化转型大赛二等奖。

4.2 京能集团北京京西智慧电厂

  • 建设5G+综合化设备监测与诊断系统,实现“一高三低”:降低意外停机70%、降低安全事故50%、降低维护成本20%、提高运行效能10%。

  • 核心技术:智能故障识别诊断、设备5G无线化改造、数字孪生、设备健康度预测、机理模型构建(20+模型)、实时数据采集监控。

  • 成为京能集团智慧电厂标杆,带动管理模式变革。

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