文/靳江紅

智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，以及合理計(jì)劃排程；同時(shí)集智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。智能化技術(shù)給制造業(yè)帶來難得的發(fā)展機(jī)遇，使采用先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行工廠安全風(fēng)險(xiǎn)管控成為可能，但同時(shí)也使制造業(yè)面臨著安全方面的挑戰(zhàn)。

物料是企業(yè)生產(chǎn)的源泉，但危險(xiǎn)物料（如危險(xiǎn)化學(xué)品）則是企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)的源頭，直接危及工廠的生產(chǎn)安全。普通工廠物料管控通常依賴人和制度，制度要依靠人來落實(shí)，但人具有很大的不可靠性，人的不安全行為將直接或間接地觸發(fā)安全隱患，從而導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故發(fā)生。

未來，智能工廠將改變這種局面——智能工廠通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)透徹的感知、廣泛的互聯(lián)互通和深入的智能化，把健康、安全和環(huán)境管理的觸角延伸到“人員的不安全行為，物的不安全狀態(tài)，工藝過程的不安全運(yùn)行，機(jī)器/設(shè)備的不安全運(yùn)轉(zhuǎn)，環(huán)境的不安全狀態(tài)”的實(shí)時(shí)管控層面，實(shí)現(xiàn)高危環(huán)境下健康、安全和環(huán)境的全面感知、智能分析和即時(shí)控制管理；通過計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘智能分析技術(shù)的有機(jī)融合，構(gòu)建制度化、精細(xì)化和流程化管理機(jī)制，控制安全管理風(fēng)險(xiǎn)漏洞，實(shí)現(xiàn)PDCA（計(jì)劃—實(shí)施—評(píng)價(jià)—對(duì)策）的循環(huán)優(yōu)化。

普通工廠物料管控存在的問題

智能制造安全一體化試驗(yàn)平臺(tái)（1:6建設(shè)的模型）

目前，物料管控較多依賴于現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)物料安全管理制度的執(zhí)行。針對(duì)危險(xiǎn)物料，尤其是危險(xiǎn)化學(xué)品，通常有特殊的安全要求，如儲(chǔ)存限量、選址和安全防火間距、必要的安全設(shè)施等。在實(shí)際中，工廠危險(xiǎn)化學(xué)品物料的管控常常存在以下問題：

（1）第一種情況是危險(xiǎn)化學(xué)品物料專用倉庫選址、儲(chǔ)存室的選址不符合要求；第二種情況是危險(xiǎn)化學(xué)品物料專用倉庫、儲(chǔ)存室與其他建構(gòu)筑物或道路等的防火間距不符合要求。

（2）危險(xiǎn)化學(xué)品物料專用倉庫或儲(chǔ)存室的使用性質(zhì)與建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃不相符或者建筑耐火等級(jí)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

（3）危險(xiǎn)化學(xué)品物料種類多且儲(chǔ)存量大，超出了儲(chǔ)存限量，但未采用專用倉庫或儲(chǔ)存室儲(chǔ)存。

（4）危險(xiǎn)化學(xué)品物料混存，性質(zhì)互相抵觸，或者消防施救方法不同的危險(xiǎn)化學(xué)品混存在一起。

（5）危險(xiǎn)化學(xué)品物料倉庫或者儲(chǔ)存室內(nèi)的物料堆垛間距過小。

（6）危險(xiǎn)化學(xué)品物料專用倉庫或者儲(chǔ)存室安全設(shè)施不到位，如未采用防爆電氣設(shè)備、未設(shè)置可燃有毒氣體泄漏報(bào)警儀、未設(shè)置事故風(fēng)機(jī)或者泄漏報(bào)警儀未與事故風(fēng)機(jī)連鎖等。

（7）危險(xiǎn)化學(xué)品物料安全生產(chǎn)責(zé)任制、安全管理制度或安全操作規(guī)程、應(yīng)急救援預(yù)案不健全等。

上述問題（1）和（2）屬于項(xiàng)目建設(shè)初期的設(shè)計(jì)問題，而GB/T 38129-2019《智能工廠安全控制要求》第6 章是針對(duì)智能工廠投入運(yùn)行后的物料管理，因此該標(biāo)準(zhǔn)不能解決問題（1）（2），但普通工廠物料管控存在的問題（3）～（7）可以得到有效解決，以下將詳細(xì)闡述。

智能工廠物料安全管控技術(shù)要求

GB/T 38129-2019《智能工廠安全控制要求》第6 章針對(duì)物料安全管控提出了技術(shù)要求，首先提出了智能工廠物料安全管控的一般要求，然后分別針對(duì)物料的不同存貯形式，如露天的罐區(qū)和倉庫、儲(chǔ)存室、氣瓶間以及儲(chǔ)存柜提出安全管控技術(shù)要求，最后特別針對(duì)構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的物料提出了安全管控技術(shù)要求。

智能工廠物料安全管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)完全規(guī)避人為操作和管理，如人員操作或管理物料的不安全行為導(dǎo)致物的不安全狀態(tài)、工藝過程的不安全運(yùn)行、機(jī)器或設(shè)備的不安全運(yùn)轉(zhuǎn)、環(huán)境的不安全狀態(tài)、信息資源的不安全環(huán)境等，并且使物料運(yùn)轉(zhuǎn)更加安全、節(jié)約、高效。

這天的夜晚，阿東把自己的床拖到阿里的床邊并成一張大床。他們自小住同一房間，但各睡各的床。這天的阿東卻擔(dān)心阿里夜里會(huì)鬧，便盡量讓自己離他近些。阿里翻著眼睛望著他做這些，不明白他何故如此，但卻什么也沒有說。

一般要求

在一般要求中首先提出“智能工廠應(yīng)建立物料安全管理系統(tǒng)，生產(chǎn)用所有物料均應(yīng)納入物料安全管理系統(tǒng)中?！蔽锪习踩芾硐到y(tǒng)是智能工廠的重要組成部分，貫穿整個(gè)智能工廠，廣泛參與智能工廠的管理層、執(zhí)行層和基礎(chǔ)層的運(yùn)行。

建立物料安全管理系統(tǒng)是智能安全管控的前提，并且強(qiáng)調(diào)“所有物料”均納入管理系統(tǒng)，避免出現(xiàn)“人為管理”的情況；將物料分為危險(xiǎn)化學(xué)品和非危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)行管理，結(jié)合危險(xiǎn)化學(xué)品物料的全生命周期，提出物料安全管理系統(tǒng)必要的管理模塊和內(nèi)容構(gòu)成，并且強(qiáng)調(diào)電子記錄、追蹤和追溯。

不同儲(chǔ)存方式的智能管控要求

（1）罐區(qū)

罐區(qū)是物料的主要存儲(chǔ)形式之一，且具有儲(chǔ)量大、露天設(shè)置的特點(diǎn)，因此，提出將罐區(qū)建立相對(duì)獨(dú)立的物料安全管理子系統(tǒng)。罐區(qū)物料安全管理子系統(tǒng)還應(yīng)包括儲(chǔ)罐內(nèi)安全監(jiān)控裝備及其連鎖自動(dòng)控制裝備、重要機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)于儲(chǔ)存危險(xiǎn)化學(xué)品的罐區(qū)，則參照AQ 3035-2010《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控通用技術(shù)規(guī)范》和AQ 3036-2010《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置環(huán)境可燃、有毒氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)和控制裝備，儲(chǔ)罐溢流自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)、罐區(qū)氣象監(jiān)測(cè)、防雷和防靜電裝備，罐區(qū)火災(zāi)監(jiān)控及報(bào)警裝置，罐區(qū)視頻監(jiān)控、周界防范、門禁管理、巡檢及定位管理等安全防范系統(tǒng)以及罐區(qū)應(yīng)急處置決策系統(tǒng)。

其中，儲(chǔ)罐溢流自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是預(yù)防儲(chǔ)罐溢流發(fā)生重大火災(zāi)爆炸事故的重要措施，因此特別備注對(duì)罐區(qū)溢流自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行功能安全評(píng)估：對(duì)罐區(qū)溢流進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析、確定儲(chǔ)罐溢流自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的安全完整性等級(jí)、確定溢流保護(hù)報(bào)警液位，并采用適當(dāng)?shù)囊何贿B續(xù)測(cè)量?jī)x表(宜具有自檢和報(bào)警功能）、邏輯解算器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來構(gòu)成獨(dú)立的罐區(qū)溢流自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。

（2）倉庫、儲(chǔ)存室、氣瓶間和儲(chǔ)存柜

倉庫、儲(chǔ)存室和儲(chǔ)存柜是針對(duì)不同量的固體或液體物料的不同儲(chǔ)存方式，氣瓶間是專門儲(chǔ)存氣瓶的儲(chǔ)存室。同樣，要針對(duì)倉庫、儲(chǔ)存室、氣瓶間和儲(chǔ)存柜建立相對(duì)獨(dú)立的物料安全管理子系統(tǒng)，并且提出采用RFID 技術(shù)（射頻識(shí)別，是Radio Frequency Identification 的縮寫。其原理為閱讀器與標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，達(dá)到識(shí)別目標(biāo)的目的。RFID 的應(yīng)用非常廣泛，目前典型應(yīng)用有動(dòng)物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場(chǎng)管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理）進(jìn)行物料出入量記錄、追蹤和追溯，儲(chǔ)存場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置環(huán)境溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)；危險(xiǎn)化學(xué)品物料儲(chǔ)存場(chǎng)所除應(yīng)設(shè)置環(huán)境溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)外，還應(yīng)設(shè)置符合GB/T 50493-2019《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求的可燃、有毒氣體濃度檢測(cè)報(bào)警裝置，氣體聲光報(bào)警控制器應(yīng)設(shè)置在危險(xiǎn)物料儲(chǔ)存場(chǎng)所外并接至有人值守的值班室內(nèi)，氣體濃度檢測(cè)報(bào)警裝置應(yīng)與防爆通風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)；另外，危險(xiǎn)化學(xué)品物料儲(chǔ)存場(chǎng)所還應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)奈锢戆踩婪洞胧缫曨l監(jiān)控、門禁、周界報(bào)警等。

（3）重大危險(xiǎn)源

一是控制設(shè)備應(yīng)設(shè)置在有人值班的房間或安全場(chǎng)所。

二是系統(tǒng)報(bào)警等級(jí)的設(shè)置應(yīng)同事故應(yīng)急處置與救援相協(xié)調(diào)，不同級(jí)別的事故分別啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

三是對(duì)于容易發(fā)生燃燒、爆炸和毒物泄漏等事故的高度危險(xiǎn)場(chǎng)所、遠(yuǎn)距離傳輸、移動(dòng)監(jiān)測(cè)、無人值守或其他不宜于采用有線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用環(huán)境，宜選用無線傳輸技術(shù)與裝備。

分析討論

通過以上分析可知，智能工廠物料安全管控重在建立“所有物料”的“全生命周期”的智能安全管理系統(tǒng)；罐區(qū)和倉庫、儲(chǔ)存室、氣瓶間、儲(chǔ)存柜的物料管控重點(diǎn)在危險(xiǎn)化學(xué)品物料。

對(duì)于罐區(qū)，儲(chǔ)罐溢流易發(fā)生重大甚至災(zāi)難性事故，因此防止儲(chǔ)罐溢流是重中之重，其次是建立物理安全防范措施；對(duì)于倉庫、氣瓶、儲(chǔ)存室、儲(chǔ)存柜，按照危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)量及其危險(xiǎn)特性進(jìn)行分類儲(chǔ)存是安全管控的重點(diǎn)，因此物料管控子系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品量的大小以及危險(xiǎn)化學(xué)品互抵表建立智能儲(chǔ)存方式?jīng)Q策模塊，該模塊可智能判斷兩種或多種危險(xiǎn)化學(xué)品是否可以安全混存，以及建議的安全儲(chǔ)存方式，如隔離、隔開還是分開儲(chǔ)存。

對(duì)于工廠新購入的危險(xiǎn)化學(xué)品物料，物料安全管控子系統(tǒng)將智能給出儲(chǔ)存的場(chǎng)所和具體位置的建議。例如某智能工廠已具備危險(xiǎn)化學(xué)品物料專用倉庫，該倉庫的選址、與周邊建構(gòu)筑物的防火間距均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。倉庫設(shè)有易燃易爆物料儲(chǔ)存室、氧化劑儲(chǔ)存室、酸性腐蝕品和堿性腐蝕品物料儲(chǔ)存室和氣瓶間。易燃易爆物料主要有乙醇、苯、乙苯、乙二醇等物質(zhì)超過了0.5 t，分別儲(chǔ)存在兩個(gè)不同的儲(chǔ)存室內(nèi)，每間儲(chǔ)存室儲(chǔ)量不超過0.5 t。其中，乙醇250 L，由于乙醇與其他物料的滅火方法不一樣而單獨(dú)儲(chǔ)存在1 間儲(chǔ)存室。現(xiàn)該工廠新購入丙酮150 L，大于50 L 且小于500 L，應(yīng)采用儲(chǔ)存室儲(chǔ)存；丙酮為易燃易爆物料，其滅火方法與乙醇一樣須采用抗溶泡沫，因此物料安全管控子系統(tǒng)給出儲(chǔ)存建議：將丙酮放入乙醇所在儲(chǔ)存室或儲(chǔ)存場(chǎng)所。另外，例如氣瓶間儲(chǔ)存有工作壓力15 MPa，40 L氫氣實(shí)瓶10 瓶、空瓶5 瓶，儲(chǔ)存有氮?dú)鈱?shí)瓶15 瓶、空瓶10 瓶，不同氣體的氣瓶隔開儲(chǔ)存且實(shí)瓶與空瓶亦隔開儲(chǔ)存；如果再購入10 瓶乙炔，則物料安全管控子系統(tǒng)將給出儲(chǔ)存建議：將乙炔放入氣瓶間，并且與氫氣瓶和氮?dú)馄扛糸_儲(chǔ)存。

如果儲(chǔ)罐區(qū)、庫區(qū)和生產(chǎn)場(chǎng)所構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，應(yīng)設(shè)有相對(duì)獨(dú)立的安全監(jiān)控預(yù)警處置系統(tǒng)，該重大危險(xiǎn)源的安全監(jiān)控預(yù)警處置系統(tǒng)除了包含現(xiàn)有的獨(dú)立安全儀表系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)，還特別增設(shè)了預(yù)警與應(yīng)急處置系統(tǒng)。建設(shè)時(shí)將安全儀表系統(tǒng)、關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)接入預(yù)警與應(yīng)急處置系統(tǒng)中，根據(jù)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行分級(jí)預(yù)警以及分級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，該監(jiān)控預(yù)警處置系統(tǒng)加強(qiáng)了危險(xiǎn)化學(xué)品物料儲(chǔ)存場(chǎng)所環(huán)境狀態(tài)的管控和應(yīng)急處置，可結(jié)合不同程度的危險(xiǎn)物料泄漏，尤其是有毒或劇毒物料時(shí)，對(duì)極端環(huán)境及時(shí)預(yù)警并給出應(yīng)急處置方法和措施。

GB/T 38129-2019《智能工廠安全控制要求》是一個(gè)通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，適用于智能工廠的安全控制，它以智能工廠安全控制模型作為技術(shù)框架，覆蓋智能工廠安全控制所必需的活動(dòng)。該標(biāo)準(zhǔn)與IEC 61508-2010《 電氣/ 電子/ 可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》與IEC 62443《工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的安全性安全》對(duì)比，其優(yōu)點(diǎn)是從具體生產(chǎn)要素出發(fā)對(duì)智能工廠的安全控制提出了廣泛感知、深度監(jiān)視、協(xié)同分析管理等要求，具有更好的先進(jìn)性和智能工廠適用性。

另外，智能工廠的信息孤島被打破后，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各類設(shè)備、系統(tǒng)安全防護(hù)能力不足的現(xiàn)狀，通過采用技術(shù)和管理的手段，規(guī)范智能工廠信息安全防護(hù)措施（如防火墻、網(wǎng)閘等），建立信息安全縱深防御系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息安全風(fēng)險(xiǎn)的管控，構(gòu)建信息資源的安全環(huán)境。

GB/T 38129-2019《智能工廠安全控制要求》還提出了需要滿足智能工廠要求的安保策略或安保服務(wù)的開發(fā)、實(shí)現(xiàn)、維護(hù)和運(yùn)行的要求，包括防止未經(jīng)批準(zhǔn)人員損害智能工廠的安全功能或?qū)ζ洚a(chǎn)生不利影響的預(yù)防措施。