馬銀峰

（中國建材國際工程集團有限公司，蚌埠 233018）

建材工業(yè)工程設(shè)計階段引入HSE理念的探索

馬銀峰

（中國建材國際工程集團有限公司，蚌埠 233018）

該文介紹了HSE（健康、安全和環(huán)境）管理體系的發(fā)展情況及對工程設(shè)計環(huán)節(jié)的要求，以儀表保護(hù)功能IPF設(shè)計為例，將HSE管理體系下的設(shè)計方法與目前通常的設(shè)計方法進(jìn)行對比，探討了如何將HSE管理理念融入建材工業(yè)設(shè)計人員的設(shè)計思維當(dāng)中這一問題。

HSE； 工程設(shè)計； IPF

HSE分別代表健康（Health）、安全（Safety）和環(huán)境（Environment）。HSE管理體系是一個整體概念，它涵蓋且不局限于管理行為的組織構(gòu)成、職責(zé)劃分、程序設(shè)計、執(zhí)行過程和資源調(diào)配等各個要素和環(huán)節(jié)。這些要素與環(huán)節(jié)之間互相影響和制約，形成一個完整的動態(tài)管理體系，離不開科學(xué)而系統(tǒng)的運行模式的整合。

從業(yè)主和承包商等項目參與者的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的工程項目管理是以質(zhì)量、進(jìn)度和成本管理為最主要內(nèi)容。由于工程項目的社會影響大、歷史責(zé)任重，社會各方面對工程項目有了越來越多新的要求，現(xiàn)代管理中的許多新內(nèi)容，如ISO 14000《國際標(biāo)準(zhǔn)——環(huán)境管理體系》，OHASA 18000《安全管理體系》以及勞動（健康）保護(hù)的法規(guī)，都要求在工程項目管理的各個環(huán)節(jié)中反映出來。HSE管理體系在這一背景下產(chǎn)生并不斷發(fā)展。

1 HSE管理體系的發(fā)展現(xiàn)狀

HSE管理體系的發(fā)展起源于美國殼牌石油公司在1985年針對石油勘探及開發(fā)領(lǐng)域提出的強化安全管理（Enhance Safety Management）的構(gòu)思和實施方略。這一方案在1986年以文本形式形成了強化安全管理的手冊。

經(jīng)過10年左右的時間，HSE管理體系在國際石油化工行業(yè)普遍的推行發(fā)展，促使ISO／TC 67（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織石油石化設(shè)備材料與海上結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會）的SC6分委會在1996年1月發(fā)布了ISO／CD 14690《石油和天然氣工業(yè)健康、安全與環(huán)境管理體系》，以國際規(guī)范的形式為HSE管理體系在全球范圍內(nèi)進(jìn)入了一個蓬勃發(fā)展時期奠定了標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。

自加入WTO（世界貿(mào)易組織）后，我國也相繼出臺了《環(huán)境管理體系要求及使用指南》（GB／T 24001—1996）、《職業(yè)健康職業(yè)管理體系實施指南》（GB／T 28001—2002）等一系列法律法規(guī)和工程建設(shè)的強制性要求，系統(tǒng)地促進(jìn)了我國工程建設(shè)領(lǐng)域HSE管理水平的提高。當(dāng)下，HSE的概念已經(jīng)為越來越多的國內(nèi)工程建設(shè)企業(yè)和勘察設(shè)計單位所認(rèn)識并接受。

2 工程項目HSE管理體系內(nèi)容

在現(xiàn)代工程中，HSE管理雖然有著各自豐富的內(nèi)容，有著相應(yīng)的管理對象，但是它們?nèi)咧g具有高度關(guān)聯(lián)性。它們的管理過程是相同的，管理方法是相似的，因此人們常常把它們綜合起來，形成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、程序化的HSE。它同樣遵循PDCA（計劃、執(zhí)行、檢查和調(diào)整）管理方法，其工作過程由圖1表示。

在工程設(shè)計階段，環(huán)境管理的主要目標(biāo)是最大限度的做好資源和環(huán)境的規(guī)劃設(shè)計，以便合理使用。根據(jù)環(huán)境影響評價文件里對環(huán)境產(chǎn)生影響的因素，進(jìn)行仔細(xì)分析和考量，并結(jié)合工程設(shè)計要求，提出相應(yīng)的技術(shù)和管理措施，并且反映在設(shè)計文件當(dāng)中。設(shè)計必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境管理的法律、法規(guī)和工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于環(huán)境保護(hù)的相應(yīng)規(guī)定，應(yīng)充分考慮環(huán)境因素，防止因設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致環(huán)境問題的產(chǎn)生。

在職業(yè)健康和安全管理方面，工程設(shè)計要考慮采取有利于施工人員、生產(chǎn)操作人員和管理人員職業(yè)健康與安全的設(shè)計方案，通過對影響工程安全施工和運行的各種因素，包括結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、氣象環(huán)境等進(jìn)行綜合分析，進(jìn)行多方案比較，選擇安全可靠的方案，針對生產(chǎn)安全事故提出指導(dǎo)意見。在工程設(shè)計中采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，都應(yīng)注意施工和運營人員安全操作和防護(hù)的需要，提出有關(guān)安全生產(chǎn)的措施和建議。

HSE管理體系涉及工程設(shè)計環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容按照時序可以分為兩個部分：一是定義階段，包括危險元素認(rèn)定、危險及后果管理、把危險降低到合理的水平和人機工程學(xué)審查等工作。二是執(zhí)行階段，包括危險區(qū)劃分、可施工性審查、危險及可操作性研究、儀表保護(hù)功能設(shè)計、危險及后果管理應(yīng)對措施及所有設(shè)計按照HSE管理要求的修改與確認(rèn)等步驟。

國內(nèi)現(xiàn)階段，在石油化工、鋼鐵冶金等行業(yè)的工程設(shè)計領(lǐng)域，HSE管理體系已經(jīng)在項目管理的各個環(huán)節(jié)廣泛運用。而在建材行業(yè)的工程設(shè)計內(nèi)容中，同樣存在可燃、有害氣體的輸送使用、廢水廢氣的排放治理、生產(chǎn)線可靠運行保障等一系列有關(guān)健康、安全和環(huán)境的具體課題留待解決。所以，在建材行業(yè)工程設(shè)計邁向國際市場，迎接全球挑戰(zhàn)的過程中，引入HSE管理體系和理念是十分有必要的。

3 儀表保護(hù)功能設(shè)計

筆者在中國建材國際工程集團有限公司履職十年，一直從事電氣與自動化控制專業(yè)的設(shè)計及項目管理工作。所以，該文從筆者最熟悉自動化儀表設(shè)計角度入手，試分析應(yīng)用HSE管理體系的工程設(shè)計與慣有的設(shè)計方法的區(qū)別與聯(lián)系。

IPF（Instrumented Protective Functions）是儀表保護(hù)功能設(shè)計的簡稱，其目的是保證正常生產(chǎn)過程當(dāng)中必須具備的安全狀態(tài)不會因為某種特定的事故或危險的產(chǎn)生而受到影響和侵害。IPF的具體要求包括以下幾點：

1）將整個生產(chǎn)裝置和系統(tǒng)的操作風(fēng)險限制在一個可控或可以接受的范圍，需要對儀表的保護(hù)功能進(jìn)行定義；

2）根據(jù)設(shè)備特性，有針對性的設(shè)計儀表保護(hù)功能，以降低操作風(fēng)險的產(chǎn)生；

3）在設(shè)備和裝置運行過程中，應(yīng)該有可行的調(diào)節(jié)控制功能，從而降低風(fēng)險水平；

4）保證各個環(huán)節(jié)儀表的保護(hù)功能可靠并且配置有必要的備用冗余。

工程設(shè)計過程中，首先需要在各個車間及工序的危險及可操作性研究完成后，立即根據(jù)廠商資料，針對單元中的每塊儀表，按照IPF要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級。IPF分級工作包括根據(jù)儀表保護(hù)的完整性、安全級別及其他相關(guān)環(huán)節(jié)需要對工程設(shè)計和運行操作提出具體要求。儀表專業(yè)設(shè)計者通過撰寫設(shè)計說明、繪制魚骨圖等方法，按照IPF分級要求，描述IPF分級內(nèi)容，對工藝設(shè)計中安全保護(hù)要求及其他設(shè)計文件提出修改意見和資料。

對IPF功能進(jìn)行分級后，應(yīng)從以下幾個角度在設(shè)計說明等技術(shù)文件中詳細(xì)描述，為保證IPF功能完善而應(yīng)采取的具體措施和手段：

1）闡述儀表的使用功能，如聯(lián)鎖聯(lián)動條件，報警閾值要求，工藝設(shè)備狀態(tài)的輸入與儀表反饋的對應(yīng)關(guān)系和邏輯關(guān)系，根據(jù)工藝要求定義設(shè)備的操作規(guī)程等；

2）闡述其他無連鎖關(guān)系的獨立設(shè)備的報警條件和報警功能；

3）編制儀表保護(hù)功能說明書，詳盡規(guī)定儀表測量構(gòu)成，檢測試驗流程與最大間隔時間等要求；

4）諸如分布式控制系統(tǒng) DCS（Distributed Control System）、可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller）等次級系統(tǒng)的操作界面、實現(xiàn)功能的完整要求；

5）對于儀表保護(hù)功能啟動和重啟的特殊要求；

6）啟動和復(fù)位IPF功能的針對性要求；

7）對諸如智能傳感器和變送器等元器件組態(tài)軟件內(nèi)可調(diào)節(jié)參數(shù)安全性的要求；

8）對可能影響控制儀表性能的環(huán)境因素做出預(yù)判和應(yīng)對措施，包括溫濕度變化、環(huán)境污濁、雷擊浪涌、電磁擾動及機械振動等；

9）設(shè)計與后設(shè)計階段的IPF，設(shè)計階段要求按照儀表保護(hù)說明進(jìn)行儀表元器件選型和軟件編程組態(tài)工作，編制技術(shù)規(guī)范書，后設(shè)計階段要求按照技術(shù)規(guī)范書進(jìn)行元器件制造、監(jiān)造、安裝和測試一系列工作；

10）其他的儀表保護(hù)功能步驟，是指在設(shè)備安裝、試車和操作維護(hù)環(huán)節(jié)。這部分工作主要有現(xiàn)場工程技術(shù)人員與設(shè)備使用方即業(yè)主配合完成，以形成完整的IPF功能和IPF管理體系運行狀況的評價。

通過以上介紹我們可以認(rèn)識到，從設(shè)計思路和方法上IPF都引入了一個全新的理念，即從儀表保護(hù)的出發(fā)點來評估、調(diào)整工藝流程，再將結(jié)果應(yīng)用到儀表裝置的選型和設(shè)置。與傳統(tǒng)自控專業(yè)設(shè)計相比，IPF改變了以往“儀表設(shè)計作為工藝專業(yè)下游配套，僅僅需要按照工藝流程要求配置儀器儀表和功能和聯(lián)鎖聯(lián)動關(guān)系”的舊思路。首先，按照IPF的要求，自動化專業(yè)與工藝設(shè)計形成互相影響的設(shè)計流程，讓儀表專業(yè)來主導(dǎo)，根據(jù)工藝流程特點和危險性研判的結(jié)果，結(jié)合儀器儀表和自動化控制系統(tǒng)本身特點，在滿足裝備正常生產(chǎn)的前提要求下，針對各種可能發(fā)生的特定事故，形成確保儀表在各種條件下都能夠正常監(jiān)控、保護(hù)和操作的設(shè)計文件和成果，對工藝專業(yè)設(shè)計提供反向資料和要求，從而完善整個系統(tǒng)的自動化和安全性能的要求。另一方面，IPF在投資——收益維度上，為測控儀表和控制系統(tǒng)的設(shè)置與使用提出了新的更高的考量體系。自控儀表元器件的選型需要綜合考慮產(chǎn)品的性能和價格，這影響到設(shè)備使用時的操作可靠性和維護(hù)成本。一般來說，性價是一對矛盾的綜合體。國際知名品牌的元器件往往可靠性高，價格也較高，而且由于企業(yè)規(guī)模原因，個別國外生產(chǎn)的部件一旦發(fā)生故障或損壞，會出現(xiàn)進(jìn)口產(chǎn)品供貨商的售后維保反應(yīng)速度低于國產(chǎn)元器件供應(yīng)商的情況。所以IPF就要求對每一塊儀表，都要根據(jù)其使用場所，具體功能和在整個系統(tǒng)內(nèi)的重要程度，定義其合理級別，作為儀表選型基礎(chǔ)，從而在功能和費用的考量中找到平衡。

4 將HSE管理理念融入建材工業(yè)工程設(shè)計實踐當(dāng)中

以筆者履職的中國建材國際工程集團有限公司為代表的國內(nèi)建材行業(yè)工程總包企業(yè)及設(shè)計院所中，ISO 9000質(zhì)量管理體系已經(jīng)比較深的滲透到了項目管理和工程設(shè)計的各個環(huán)節(jié)中。而如何讓環(huán)境管理和職業(yè)健康管理的理念更加深入的走入設(shè)計人員的思維中，融入到工程設(shè)計圖紙中，讓設(shè)計人員自覺從環(huán)境保護(hù)出發(fā)、從職業(yè)健康的角度出發(fā)，去設(shè)計現(xiàn)代化的工廠，設(shè)計現(xiàn)代化的工業(yè)設(shè)施，必須從現(xiàn)在開始細(xì)致、更耐心的引導(dǎo)設(shè)計人員考慮HSE理念，在設(shè)計的每個環(huán)節(jié)有效的結(jié)合HSE要求成為一個新的命題。

1）職業(yè)健康管理體系與環(huán)境管理體系與質(zhì)量管理體系文件在管理的辦法和流程上是趨同的，都是系統(tǒng)的、文本化的建立完整有效的管理體系，運用戴明環(huán)（計劃、執(zhí)行、檢查和處理）的循環(huán)控制思想。通過對環(huán)境和人員健康影響因素的識別，分別制定管理計劃和方針，在實施過程中不斷修正和糾偏，實現(xiàn)整個管理體系運轉(zhuǎn)的持續(xù)、有效。

2）參照質(zhì)量管理文件的編制辦法，可以在專業(yè)設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定里具體的對HSE內(nèi)容提出明確具體的要求，最大限度的與HSE標(biāo)準(zhǔn)形成內(nèi)在的聯(lián)系，從而使得設(shè)計文件能服從專業(yè)設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定的約束，更好的引導(dǎo)并實現(xiàn)HSE的各項內(nèi)容要求。

3）加大環(huán)境資源保護(hù)方面具體措施說明和描述內(nèi)容在整個設(shè)計文件篇幅中所占比例，增加職業(yè)健康方面具體措施的工程設(shè)計表述，要在設(shè)計文件中更多的直接而非間接的體現(xiàn)HSE各方面的內(nèi)容與要求，如通過數(shù)據(jù)對比來說明方案取舍的原因。這樣做，不僅在設(shè)計文件深度要求上能夠得到滿足，同時也能更好的體現(xiàn)環(huán)境、安全和健康各個層面的設(shè)計意圖和思想。

5 結(jié) 語

在建材工業(yè)工程設(shè)計中推廣HSE的理念，為企業(yè)全面提高管理水平，加強綜合實力提供更有效的途徑，為開辟國內(nèi)外工程建設(shè)總包和設(shè)計市場，在行業(yè)和市場上占有一席之地創(chuàng)造更為有利的條件。同時，這也是為了用最少的代價去實現(xiàn)對社會、對環(huán)境、對職業(yè)健康的保護(hù)，這也是從最根本上解決日益嚴(yán)重的環(huán)境問題、健康問題的基礎(chǔ)，是非常具有前瞻性的舉措，能更好的體現(xiàn)建材行業(yè)工程設(shè)計人員的社會責(zé)任。

［1］成 虎，陳 群.工程項目管理［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］章 踐.工程設(shè)計階段的 HSE審查［J］.石油化工設(shè)計，2004，21（3）：35－39.

［3］陳海波.如何把環(huán)境、職業(yè)健康管理的理念更高效的融入設(shè)計工作［J］.石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2013，29（4）：20－22.

［4］GB／T 28002—2002.職業(yè)健康安全管理體系指南［S］.

［5］GB／T 24001—1996.環(huán)境管理體系規(guī)范及使用指南［S］.

Exploration of Integrating HES Concept into Project Design of Building Material Industry

MA Yin－feng
（China Triumph International Engineering Group Co，Ltd，Bengbu 233018，China）

This article introduces the developing condition of HSE （health，safety and environment）managing system and the requirement against project design.Taking IPF design of instrument protecting function as an example，this article compares the design method under HSE managing system with present general design method.It also discusses how to integrate HES managing concept into the design idea of building material industry designers.

HES； project design；IPF

10.3963／j.issn.1674－6066.2014.02.028

2013－11－20.

馬銀峰（1982－），工程師.E－mail：myf917＠163.com