造船企業安全管理研究

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摘要造船企業傳統安全管理模式已難以應對當下復雜的安全情勢，亟需轉型升級。提出造船企業安全管理物聯網構想，以實現精確性、全面性、實時性、本質安全性、穩定性、自主性安全管理。探究制約安全管理物聯網發展的原因，并提出可行性建議。

關鍵詞造船企業；安全管理；物聯網

0引言

造船行業是資金、技術、人員、工種密集型行業，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［1］，安全管理形勢十分嚴峻。梁文艷［2］指出：智能化是船舶行業發展的必然趨勢，作為船舶行業的重要組成部分，安全管理也必然要走向智能化。物聯網融合了各種現代化感知技術、信息技術、智能控制技術，能夠實現人、物、環境之間高效信息交互［3］，是現代社會智能化應用的典型代表，為造船行業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濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》明確提出“廣泛開展物聯網集成應用和模式創新，豐富物聯網應用服務”。探究物聯網在造船行業的應用對推動產業升級，助力“中國制造2025”具有積極作用。物聯網技術的應用對提高整個造船行業安全管理水平具有重大意義。

1物聯網介紹

物聯網，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”。1995年，比爾•蓋茨在他的《未來之路》中提出了構想。1998年，美國麻省理工學院的凱文•艾什頓首次提出物聯網的概念，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網連接起來，實現智能化識別和管理。2005年，國際電信聯盟（InternationalTelecommunica－tionsUnion，ITU）《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出“物聯網（InternetofThings，IoT）”這一概念，并將其擴展為：未來廣泛應用RFID技術、傳感器技術、納米技術與智能嵌入的物聯網將無處不在，能夠使萬物通過互聯網主動進行數據交換［4］。2010年3月，物聯網被正式寫進政府工作報告，引起中國廣泛關注。當下物聯網一般指按照約定的協議，通過RFID裝置、傳感器、全球定位系統、激光掃描器等傳感設備將網絡連接起來，進行信息通信和交換，以實現智能化實時自動識別、定位、跟蹤、監控和管理［5］。物聯網主要架構有感知層、網絡層和應用層。感知層是物聯網基礎層，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、動態屬性信息后傳輸給網絡層。網絡層是物聯網的神經和中樞，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等無線網絡、光線通信網絡、工業以太網等有線網絡將數據傳輸至處理層。處理層運用大數據、云計算、人工智能等技術手段對海量數據信息進行存儲、挖掘，做出智能化決策，并將處理結果通過傳輸層傳輸給應用層。應用層是網絡通信技術與其他領域的融合，通過將來自網絡層的決策信息進行轉換和處理，指導相關人、機、料、系統等做出高效、智能化動作，實現人機互動、機器交流，最終有機融合為智能安防系統、智慧醫療、智慧工廠、智慧城市等大型或超大型智能系統。

2造船企業安全管理物聯網

造船企業安全管理的難點主要如下：（1）現場工況復雜，危險源繁多，作業人員難以全面掌握，難以做到事故預防。（2）作業人員、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）造船行業安全管理信息量十分巨大，傳統人為的信息收集、傳遞和處理過程緩慢，甚至滯后。（4）一線員工多數文化水平不高，流動性大，不利于安全管理策略連續開展，主要依賴監管者的業務能力和水平，個人風格強烈，安全管理穩定性差。（5）缺乏對員工工作過程的全程監管，違章、違反勞動紀律現象普遍。（6）傳統說教式崗位、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，傳統的造船行業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。根據造船企業安全管理提升的迫切需要，可建設安全管理物聯網（以下簡稱“船安網”）。文章將“船安網”定義為通過智能手環、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、環境）進行全方位感知，通過企業無線、有線互聯網絡進行傳輸、存儲、提取、分析以及決策，從而實現智能化安全管理的系統性監控平臺。“船安網”感知的是人員、機械、環境、設施的狀態，安全生產管理中的關鍵環節、工序、部位和指標等，以及企業中的供配電、排水、通風空調等保障系統及其他安全管理中需要注意的方面。傳輸層需要傳輸的是實時數據、文檔數據、歷史數據、圖像數據、視頻數據、傳感器數據等實時數據。處理層需要通過數據清洗、建模分析、數據挖掘、信息處理、耦合分析、信息融合等手段處理海量數據。應用層可實現安全評估、安全預警、自動控制、專家系統、違章預判與糾正、最優化決策等目標。“船安網”創新了造船企業安全管理模式，能夠克服傳統安全管理的局限性，實現精確性、全面性、實時性、本質安全性、穩定性與自主性安全管理。

2．1精確性安全管理

應用“船安網”的造船企業，可通過感知層精確地識別、跟蹤各安全要素的靜態和動態信息。精確識別是“船安網”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要素的所有重要信息都轉化為數據信息傳入網絡，并24h工作，全過程不間斷，傳入通過云計算技術、大數據技術、人工智能技術等手段進行分析、處理，“船安網”可全面掌控所有接入網絡生產要素的各種狀態信息。

2．3實時性安全管理

實時性有兩方面的體現：一是由于“船安網”每時每刻都在動態地收集、傳輸、處理各安全要素的文檔數據、歷史數據、圖像數據、視頻數據等狀態數據，因此管理者可以在任何時候掌握所有生產要素的狀態信息；二是由于“船安網”是智能性網絡，信息的收集、傳輸、處理、決策幾乎同時完成，一旦安全要素出現問題或者偏差，立即就能得到解決或糾正。

2．4本質安全性安全管理

通過智能可穿戴設備感知一線工人的體溫、心跳、腦電波、肌肉松弛程度等內部數據，通過激光掃描、人臉識別、步態識別等手段獲取外在狀態數據，“船安網”中樞可智能評估作業前員工的心理狀態、身體狀況、健康狀況等，決定作業人員是否適合前往現場工作，推薦工作的最佳時長，提醒進行工具、工裝的檢查，針對不同作業工況建議選擇穿戴合適的勞防用品，提供詳細的工藝技術交底和規范的操作程序，及時識別環境中的危險源并及時反饋等，作業中全程跟蹤操作，判斷可能會出現的違章，及時糾正、發現環境中的危險因素，提前預測預警，作業后組織人員消除隱患，安全撤離。對于設備設施，特別是關鍵設備設施，從投入使用開始，建立動態電子檔案，綜合評估設備設施的自身損耗和環境影響，確定最佳維護保養和修理時機，直至完全報廢，對使用的全過程進行動態安全管控。依靠人工智能、大數據等技術，“船安網”中控平臺可以科學組織生產、合理布置工藝流程，使人、機、物、環境都達到最佳狀態，最大限度地避免了事故的發生。大量自動化場景的實現可有效避免人身傷亡事故的發生，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；自動駕駛技術可以實現無人駕駛；自動化機床、生產線可減少機械傷害；自動塔吊、行車可有效避免發生起重傷害事故。在人員崗前、崗位安全教育培訓方面，可以利用增強現實等技術保證員工在與現實世界幾乎一樣的虛擬場景中根據正確的方法反復操作練習至熟練掌握，經平臺嚴格評估后上崗，不損耗資源且安全環保，

2．5穩定性安全管理

通過大數據、機器學習、人工智能等技術，“船安網”可不斷積累、儲存、學習、優化安全生產管理水平，形成智能化專家系統，為各層級員工、管理人員提供詳細、最優化決策，有利于一線員工、管理人員突破自身業務、管理水平限制，形成穩定而高效的安全管理。

2．6自主性安全管理

在“船安網”中，從感知層的自主收集、轉化、發送各類安全生產過程中的信息數據，至網絡層自主傳輸、存儲、處理、分析數據并做出最優化決策，應用層最終自主執行網絡層的決策，形成人員、機器、物料、環境完美交互。自主性是“船安網”全面性、實時性等特點的基礎。

3結語

將物聯網的概念引入造船企業安全管理領域，探討利用物聯網解決當下造船企業安全管理所面臨的主要困境的構想。然而，安全管理物聯網的實現卻還有相當長的路要走，主要原因在于：（1）物聯網的核心技術有待突破，例如：作為行業基礎的物聯網標準體系不健全，傳感器技術、智能機器人技術、大數據技術、自動控制技術、人工智能技術等都需要長足的發展。（2）物聯網傳感、控制、服務器、網絡設施等設備設施造價高，云技術、大數據技術、人工智能等核心技術研發成本高，導致物聯網建設投入過高。（3）由于物聯網基于互聯網建設，終端數量多，信息系統之間交互要求高，易造成物聯網遭受信息泄露、黑客入侵、病毒致癱等，安全問題突出。結合當下實際情況，建議：（1）加強國內物聯網研究機構技術交流合作，打破國際間技術封鎖，集中力量突破制約物聯網發展核心技術。（2）與造船企業智能化管理平臺共同建設，共用基礎設施設備，促進融合發展，降低安全管理物聯網成本；做好國家資本、民營資本導流，引導更多人參與物聯網建設，同時防止物聯網產業低端化發展和惡性競爭。（3）加強開發物聯網安全防護技術，倡導樹立良好的網絡道德，建立健全國家網絡安全法律法規。

參考文獻

［1］楊創遠．船舶制造業的本質安全問題研究［J］．廣船科技，2008（04）：31－35．

［2］梁文艷．智能化船舶業發展的必然趨勢［N］．中國產經新聞，2018－09－07．

［3］姚萬華．關于物聯網的概念及基本內涵［J］．中國信息界，2010（05）：22－23．

［4］郎為民，朱元誠，張昆．物聯網的前世今生［J］．電信快報：網絡與通信，2011（03）：3－7．

作者：劉金華 陳青鋒 陳維杰 張濤 單位：上海船舶工藝研究所