造船企業(yè)安全管理研究
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摘要造船企業(yè)傳統(tǒng)安全管理模式已難以應對當下復雜的安全情勢，亟需轉(zhuǎn)型升級。提出造船企業(yè)安全管理物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想，以實現(xiàn)精確性、全面性、實時性、本質(zhì)安全性、穩(wěn)定性、自主性安全管理。探究制約安全管理物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的原因，并提出可行性建議。
關(guān)鍵詞造船企業(yè)；安全管理；物聯(lián)網(wǎng)
0引言
造船行業(yè)是資金、技術(shù)、人員、工種密集型行業(yè)，涉及機械切割、裝配、氣割、焊接、電氣、起重、沖砂、油漆等十多個工種類型，高空、臨邊、密閉空間、立體交叉、水陸交通等多種空間作業(yè)類型，火災、爆炸、觸電、高處墜落、物體打擊、機械傷害、起重傷害等安全事故頻發(fā)［1］，安全管理形勢十分嚴峻。梁文艷［2］指出：智能化是船舶行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，作為船舶行業(yè)的重要組成部分，安全管理也必然要走向智能化。物聯(lián)網(wǎng)融合了各種現(xiàn)代化感知技術(shù)、信息技術(shù)、智能控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)人、物、環(huán)境之間高效信息交互［3］，是現(xiàn)代社會智能化應用的典型代表，為造船行業(yè)安全管理智能化升級指明了方向。2016年3月，國務院的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》明確提出“廣泛開展物聯(lián)網(wǎng)集成應用和模式創(chuàng)新，豐富物聯(lián)網(wǎng)應用服務”。探究物聯(lián)網(wǎng)在造船行業(yè)的應用對推動產(chǎn)業(yè)升級，助力“中國制造2025”具有積極作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用對提高整個造船行業(yè)安全管理水平具有重大意義。
1物聯(lián)網(wǎng)介紹
物聯(lián)網(wǎng)，最早可追溯到1991年劍橋大學科學家研制的“咖啡壺觀測系統(tǒng)”。1995年，比爾•蓋茨在他的《未來之路》中提出了構(gòu)想。1998年，美國麻省理工學院的凱文•艾什頓首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，并將其定義為：把所有物品通過射頻識別（RadioFrequencyIDentification，RFID）等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。2005年，國際電信聯(lián)盟（InternationalTelecommunica－tionsUnion，ITU）《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出“物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT）”這一概念，并將其擴展為：未來廣泛應用RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)與智能嵌入的物聯(lián)網(wǎng)將無處不在，能夠使萬物通過互聯(lián)網(wǎng)主動進行數(shù)據(jù)交換［4］。2010年3月，物聯(lián)網(wǎng)被正式寫進政府工作報告，引起中國廣泛關(guān)注。當下物聯(lián)網(wǎng)一般指按照約定的協(xié)議，通過RFID裝置、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等傳感設備將網(wǎng)絡連接起來，進行信息通信和交換，以實現(xiàn)智能化實時自動識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理［5］。物聯(lián)網(wǎng)主要架構(gòu)有感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)基礎層，通過各種RFID、傳感器、生物識別、圖像識別、嵌入式智能模塊、可穿戴設備等裝置識別感知對象，收集靜態(tài)、動態(tài)屬性信息后傳輸給網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)和中樞，它又可以細分為傳輸層和處理層。傳輸層利用ZigBee、Blue－tooth、Wi－Fi、WLAN、2／3／4／5G等無線網(wǎng)絡、光線通信網(wǎng)絡、工業(yè)以太網(wǎng)等有線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸至處理層。處理層運用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)手段對海量數(shù)據(jù)信息進行存儲、挖掘，做出智能化決策，并將處理結(jié)果通過傳輸層傳輸給應用層。應用層是網(wǎng)絡通信技術(shù)與其他領域的融合，通過將來自網(wǎng)絡層的決策信息進行轉(zhuǎn)換和處理，指導相關(guān)人、機、料、系統(tǒng)等做出高效、智能化動作，實現(xiàn)人機互動、機器交流，最終有機融合為智能安防系統(tǒng)、智慧醫(yī)療、智慧工廠、智慧城市等大型或超大型智能系統(tǒng)。
2造船企業(yè)安全管理物聯(lián)網(wǎng)
造船企業(yè)安全管理的難點主要如下：（1）現(xiàn)場工況復雜，危險源繁多，作業(yè)人員難以全面掌握，難以做到事故預防。（2）作業(yè)人員、工種、分布廣泛，安全管理人員相對較少，難以全面、實時管控和預測預警。（3）造船行業(yè)安全管理信息量十分巨大，傳統(tǒng)人為的信息收集、傳遞和處理過程緩慢，甚至滯后。（4）一線員工多數(shù)文化水平不高，流動性大，不利于安全管理策略連續(xù)開展，主要依賴監(jiān)管者的業(yè)務能力和水平，個人風格強烈，安全管理穩(wěn)定性差。（5）缺乏對員工工作過程的全程監(jiān)管，違章、違反勞動紀律現(xiàn)象普遍。（6）傳統(tǒng)說教式崗位、安全教育培訓作用效果有限。（7）缺少對設備、設施關(guān)鍵部件的精細化管理，維護和檢修不及時。基于上述原因，傳統(tǒng)的造船行業(yè)安全管理模式越來越難以應對當下日益嚴峻的安全情勢，尋找更加全面、高效的安全管理手段迫在眉睫。根據(jù)造船企業(yè)安全管理提升的迫切需要，可建設安全管理物聯(lián)網(wǎng)（以下簡稱“船安網(wǎng)”）。文章將“船安網(wǎng)”定義為通過智能手環(huán)、智能安全帽、智能機器人等船用傳感設備對造船過程中影響安全的要素（人員、設備、設施、物料、環(huán)境）進行全方位感知，通過企業(yè)無線、有線互聯(lián)網(wǎng)絡進行傳輸、存儲、提取、分析以及決策，從而實現(xiàn)智能化安全管理的系統(tǒng)性監(jiān)控平臺?！按簿W(wǎng)”感知的是人員、機械、環(huán)境、設施的狀態(tài)，安全生產(chǎn)管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、工序、部位和指標等，以及企業(yè)中的供配電、排水、通風空調(diào)等保障系統(tǒng)及其他安全管理中需要注意的方面。傳輸層需要傳輸?shù)氖菍崟r數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)等實時數(shù)據(jù)。處理層需要通過數(shù)據(jù)清洗、建模分析、數(shù)據(jù)挖掘、信息處理、耦合分析、信息融合等手段處理海量數(shù)據(jù)。應用層可實現(xiàn)安全評估、安全預警、自動控制、專家系統(tǒng)、違章預判與糾正、最優(yōu)化決策等目標?！按簿W(wǎng)”創(chuàng)新了造船企業(yè)安全管理模式，能夠克服傳統(tǒng)安全管理的局限性，實現(xiàn)精確性、全面性、實時性、本質(zhì)安全性、穩(wěn)定性與自主性安全管理。
2．1精確性安全管理
應用“船安網(wǎng)”的造船企業(yè)，可通過感知層精確地識別、跟蹤各安全要素的靜態(tài)和動態(tài)信息。精確識別是“船安網(wǎng)”高效安全管理的基礎。
2．2全面性安全管理
由于感知層設備裝置將各個安全生產(chǎn)要素的所有重要信息都轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息傳入網(wǎng)絡，并24h工作，全過程不間斷，傳入通過云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等手段進行分析、處理，“船安網(wǎng)”可全面掌控所有接入網(wǎng)絡生產(chǎn)要素的各種狀態(tài)信息。
2．3實時性安全管理
實時性有兩方面的體現(xiàn)：一是由于“船安網(wǎng)”每時每刻都在動態(tài)地收集、傳輸、處理各安全要素的文檔數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等狀態(tài)數(shù)據(jù)，因此管理者可以在任何時候掌握所有生產(chǎn)要素的狀態(tài)信息；二是由于“船安網(wǎng)”是智能性網(wǎng)絡，信息的收集、傳輸、處理、決策幾乎同時完成，一旦安全要素出現(xiàn)問題或者偏差，立即就能得到解決或糾正。
2．4本質(zhì)安全性安全管理
通過智能可穿戴設備感知一線工人的體溫、心跳、腦電波、肌肉松弛程度等內(nèi)部數(shù)據(jù)，通過激光掃描、人臉識別、步態(tài)識別等手段獲取外在狀態(tài)數(shù)據(jù)，“船安網(wǎng)”中樞可智能評估作業(yè)前員工的心理狀態(tài)、身體狀況、健康狀況等，決定作業(yè)人員是否適合前往現(xiàn)場工作，推薦工作的最佳時長，提醒進行工具、工裝的檢查，針對不同作業(yè)工況建議選擇穿戴合適的勞防用品，提供詳細的工藝技術(shù)交底和規(guī)范的操作程序，及時識別環(huán)境中的危險源并及時反饋等，作業(yè)中全程跟蹤操作，判斷可能會出現(xiàn)的違章，及時糾正、發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的危險因素，提前預測預警，作業(yè)后組織人員消除隱患，安全撤離。對于設備設施，特別是關(guān)鍵設備設施，從投入使用開始，建立動態(tài)電子檔案，綜合評估設備設施的自身損耗和環(huán)境影響，確定最佳維護保養(yǎng)和修理時機，直至完全報廢，對使用的全過程進行動態(tài)安全管控。依靠人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，“船安網(wǎng)”中控平臺可以科學組織生產(chǎn)、合理布置工藝流程，使人、機、物、環(huán)境都達到最佳狀態(tài)，最大限度地避免了事故的發(fā)生。大量自動化場景的實現(xiàn)可有效避免人身傷亡事故的發(fā)生，例如：自動化智能機器人可以代替人類進行有觸電、爆炸、高墜、窒息等危險性的焊接、噴砂、涂裝作業(yè)；自動駕駛技術(shù)可以實現(xiàn)無人駕駛；自動化機床、生產(chǎn)線可減少機械傷害；自動塔吊、行車可有效避免發(fā)生起重傷害事故。在人員崗前、崗位安全教育培訓方面，可以利用增強現(xiàn)實等技術(shù)保證員工在與現(xiàn)實世界幾乎一樣的虛擬場景中根據(jù)正確的方法反復操作練習至熟練掌握，經(jīng)平臺嚴格評估后上崗，不損耗資源且安全環(huán)保，
2．5穩(wěn)定性安全管理
通過大數(shù)據(jù)、機器學習、人工智能等技術(shù)，“船安網(wǎng)”可不斷積累、儲存、學習、優(yōu)化安全生產(chǎn)管理水平，形成智能化專家系統(tǒng)，為各層級員工、管理人員提供詳細、最優(yōu)化決策，有利于一線員工、管理人員突破自身業(yè)務、管理水平限制，形成穩(wěn)定而高效的安全管理。
2．6自主性安全管理
在“船安網(wǎng)”中，從感知層的自主收集、轉(zhuǎn)化、發(fā)送各類安全生產(chǎn)過程中的信息數(shù)據(jù)，至網(wǎng)絡層自主傳輸、存儲、處理、分析數(shù)據(jù)并做出最優(yōu)化決策，應用層最終自主執(zhí)行網(wǎng)絡層的決策，形成人員、機器、物料、環(huán)境完美交互。自主性是“船安網(wǎng)”全面性、實時性等特點的基礎。
3結(jié)語
將物聯(lián)網(wǎng)的概念引入造船企業(yè)安全管理領域，探討利用物聯(lián)網(wǎng)解決當下造船企業(yè)安全管理所面臨的主要困境的構(gòu)想。然而，安全管理物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)卻還有相當長的路要走，主要原因在于：（1）物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)有待突破，例如：作為行業(yè)基礎的物聯(lián)網(wǎng)標準體系不健全，傳感器技術(shù)、智能機器人技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、自動控制技術(shù)、人工智能技術(shù)等都需要長足的發(fā)展。（2）物聯(lián)網(wǎng)傳感、控制、服務器、網(wǎng)絡設施等設備設施造價高，云技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能等核心技術(shù)研發(fā)成本高，導致物聯(lián)網(wǎng)建設投入過高。（3）由于物聯(lián)網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)建設，終端數(shù)量多，信息系統(tǒng)之間交互要求高，易造成物聯(lián)網(wǎng)遭受信息泄露、黑客入侵、病毒致癱等，安全問題突出。結(jié)合當下實際情況，建議：（1）加強國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)研究機構(gòu)技術(shù)交流合作，打破國際間技術(shù)封鎖，集中力量突破制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展核心技術(shù)。（2）與造船企業(yè)智能化管理平臺共同建設，共用基礎設施設備，促進融合發(fā)展，降低安全管理物聯(lián)網(wǎng)成本；做好國家資本、民營資本導流，引導更多人參與物聯(lián)網(wǎng)建設，同時防止物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)低端化發(fā)展和惡性競爭。（3）加強開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術(shù)，倡導樹立良好的網(wǎng)絡道德，建立健全國家網(wǎng)絡安全法律法規(guī)。
參考文獻
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作者：劉金華 陳青鋒 陳維杰 張濤 單位：上海船舶工藝研究所
