侯 星，王冬梅，王 良，王小強(qiáng)，任 靜，石 琎

(1.上海船舶工藝研究所，上海 200032；2.上海申博信息系統(tǒng)工程有限公司，上海 200032；3.廣州文沖船舶修造有限公司，廣東 廣州 511462)

0 引 言

2021年5月，應(yīng)急管理部在《應(yīng)急管理部關(guān)于推進(jìn)應(yīng)急管理信息化建設(shè)的意見》中指出：將加大支持保障力度，實(shí)施“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動(dòng)計(jì)劃，推進(jìn)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)。2021年6月，中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司在《中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司加強(qiáng)和改進(jìn)安全生產(chǎn)工作的對(duì)策措施》中指出：增強(qiáng)安全技防措施，組織推廣便攜式氣體監(jiān)測(cè)、登船人臉識(shí)別、自動(dòng)抓拍、叉車限速和起重機(jī)姿態(tài)監(jiān)測(cè)與防撞等一批安全技術(shù)措施。

船廠生產(chǎn)作業(yè)的主要特征是環(huán)境復(fù)雜、場(chǎng)地分散且大多數(shù)作業(yè)具有高危險(xiǎn)性，包括高空作業(yè)、立體交叉作業(yè)、水上作業(yè)、明火作業(yè)、起重作業(yè)、涂裝作業(yè)和密閉艙室作業(yè)等，在作業(yè)場(chǎng)景下潛在多種不確定性風(fēng)險(xiǎn)，如墜落、溺水、中毒、失火和撞擊等，因此需要嚴(yán)格的安全管控措施與工具。但船廠安全管理人員人數(shù)有限，傳統(tǒng)的安全管理方法難以滿足越來(lái)越高的安全管理要求。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，船舶制造生產(chǎn)安全管控將發(fā)生變化，從傳統(tǒng)的事后維修維護(hù)型、預(yù)防型安全管控逐步走向以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的視情分析型、預(yù)測(cè)型安全管控。

國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的安全領(lǐng)域企業(yè)主要服務(wù)于化工、電力、建筑和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，但缺乏船廠安全管理經(jīng)驗(yàn)?；诖瑥S安全管理要求、特點(diǎn)和信息化建設(shè)現(xiàn)狀，開展船舶修造企業(yè)安全管理典型應(yīng)用場(chǎng)景分析研究，提出船廠安全管理信息化建設(shè)方案，開發(fā)船廠安全管控平臺(tái)。

1 總體架構(gòu)

安全管控平臺(tái)采用云平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)，擴(kuò)展性良好。系統(tǒng)總體架構(gòu)為3層體系：基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層(Infrastructure as a Service，IaaS)、平臺(tái)服務(wù)層(Platform as a Service，PaaS)和軟件服務(wù)層(Software as a Service，SaaS)。安全管控平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 安全管控平臺(tái)總體架構(gòu)

(1)IaaS是以云資源作為平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)資源層，適應(yīng)多個(gè)修造船基地的統(tǒng)一管理。云計(jì)算資源包括云服務(wù)器、大數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)安全、模型計(jì)算等，是實(shí)現(xiàn)虛擬化服務(wù)集群(云計(jì)算)的基礎(chǔ)資源，提供平臺(tái)的運(yùn)行環(huán)境等基礎(chǔ)服務(wù)。

(2)PaaS提供統(tǒng)一的平臺(tái)化系統(tǒng)軟件支撐服務(wù)，包括基礎(chǔ)組件層與業(yè)務(wù)組件層。主要服務(wù)包括統(tǒng)一權(quán)限、地圖引擎、設(shè)備數(shù)據(jù)采集、移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)、報(bào)表服務(wù)、消息服務(wù)、業(yè)務(wù)規(guī)則引擎和定位服務(wù)等，可滿足云架構(gòu)的部署方式，并可根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行定制和擴(kuò)展。

(3)SaaS是平臺(tái)對(duì)外提供的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，依托移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全生命周期集中管控和大數(shù)據(jù)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的集團(tuán)化管控，對(duì)安全管理業(yè)務(wù)切分若干單獨(dú)的應(yīng)用模塊，形成若干安全管控的微服務(wù)。使用終端根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，以滿足功能開發(fā)與便于推廣應(yīng)用為原則，支持多種應(yīng)用端，包括個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)(計(jì)算機(jī)網(wǎng)頁(yè))、App、微信小程序、第5代超文本標(biāo)記語(yǔ)言(Hypertext Markup Language，HTML)(移動(dòng)端網(wǎng)頁(yè))[1-2]。

2 主要功能

2.1 數(shù)字化區(qū)域

基于廠區(qū)全貌圖[3]，對(duì)船廠進(jìn)行精細(xì)化網(wǎng)格劃分，區(qū)域界限明確，并按規(guī)則對(duì)各區(qū)域進(jìn)行編號(hào)，各區(qū)域設(shè)置明確的責(zé)任部門及責(zé)任人，重要設(shè)備與設(shè)施實(shí)現(xiàn)分層管理。通過調(diào)出應(yīng)急消防設(shè)備，可查看設(shè)備的位置與狀態(tài)等信息。通過調(diào)用攝像頭，可查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景。數(shù)字化區(qū)域?qū)L(fēng)險(xiǎn)四色圖、隱患重點(diǎn)區(qū)、作業(yè)集散程度、現(xiàn)場(chǎng)情況可視化等集中監(jiān)測(cè)管理，實(shí)現(xiàn)安全管理人員的“一圖管理”。數(shù)字化廠區(qū)如圖2所示。

圖2 數(shù)字化廠區(qū)

2.2 風(fēng)險(xiǎn)管控

建立全廠標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋部門、工種、工藝、地點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、管控措施等多項(xiàng)關(guān)鍵屬性。通過通用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法將危險(xiǎn)源級(jí)別分為4級(jí)進(jìn)行管控，評(píng)價(jià)方法包括風(fēng)險(xiǎn)矩陣法(簡(jiǎn)稱L·S法)、LEC評(píng)價(jià)法等。系統(tǒng)提供靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)2種管控方式。對(duì)于造船廠，大多數(shù)工藝流程均為固定地點(diǎn)，固定地點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)可通過電子地圖分級(jí)查看，這樣便于管理者快速定位風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于修船廠，由于每條船結(jié)構(gòu)不同、特性不同，其風(fēng)險(xiǎn)管控更多為船上風(fēng)險(xiǎn)，因此可根據(jù)船型和系統(tǒng)建立風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)。

2.3 隱患排查

船廠占地面積大、人員散布廣、環(huán)境復(fù)雜，隱患排查是安全管理較為重要的一環(huán)。隱患排查應(yīng)秉持全員參與、全員管理和全員監(jiān)督的理念。系統(tǒng)提供App和二維碼對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的隱患實(shí)時(shí)拍照，對(duì)存在的隱患進(jìn)行描述，提交安環(huán)部門審核。船廠安環(huán)部或其他部門分管安全的責(zé)任人可通過App上報(bào)隱患；普通員工可通過掃碼方式上報(bào)隱患。這樣設(shè)計(jì)的原因是便于系統(tǒng)在廠內(nèi)的推廣。在上報(bào)隱患后，系統(tǒng)會(huì)提供對(duì)應(yīng)的積分，以鼓勵(lì)全員參與隱患排查。

2.4 作業(yè)許可

為使在船舶建造期間容易造成事故的危險(xiǎn)作業(yè)得到有效控制，規(guī)范危險(xiǎn)作業(yè)的許可范圍、程序和要求，在作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行作業(yè)申報(bào)與審批。傳統(tǒng)申報(bào)通過紙質(zhì)申報(bào)表進(jìn)行，安全管理人員無(wú)法隨時(shí)掌握船廠危險(xiǎn)作業(yè)狀況。因此，通過移動(dòng)端填報(bào)與審批作業(yè)許可，在系統(tǒng)中內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模板和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，關(guān)聯(lián)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，通過互斥算法，將相關(guān)區(qū)域的作業(yè)進(jìn)行智能交叉分析，防止1個(gè)區(qū)域存在2種無(wú)法并存的危險(xiǎn)作業(yè)。作業(yè)許可審批要求作業(yè)人員必須在現(xiàn)場(chǎng)，并具備定位功能，記錄審批人員所在位置。安全管理人員通過數(shù)據(jù)查詢，可快速了解各級(jí)別的危險(xiǎn)作業(yè)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，快速定位現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況。

2.5 違章處置

違章處置是用于管理所有進(jìn)入廠區(qū)的人員違反廠區(qū)安全規(guī)定的處理措施。在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)違章行為進(jìn)行分類和違約金規(guī)則管理，可進(jìn)行在線審批和違約單統(tǒng)計(jì)。與傳統(tǒng)紙質(zhì)違章審批單相比，通過移動(dòng)端可上傳圖片或視頻，便于安全管理人員對(duì)違章行為進(jìn)行判別。通過大數(shù)據(jù)分析，按違章類別、等級(jí)、區(qū)域、工藝和工種等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，預(yù)測(cè)廠區(qū)違章趨勢(shì)，提前做好安全防范措施。

2.6 教育培訓(xùn)

針對(duì)船舶建造安全培訓(xùn)體系缺乏系統(tǒng)性、內(nèi)容匱乏、手段欠缺等問題，融合云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，將傳統(tǒng)考試培訓(xùn)模式轉(zhuǎn)換為泛在化、可視化、互動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化模式，通過云平臺(tái)提供安全培訓(xùn)資料共享服務(wù)。制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，各類人員根據(jù)學(xué)習(xí)計(jì)劃在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。管理員在后臺(tái)設(shè)置試題，應(yīng)試人員通過移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)在線考試，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算分?jǐn)?shù)和統(tǒng)計(jì)成績(jī)排名，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化考試。

2.7 放行管理

為維護(hù)廠區(qū)人身安全、財(cái)產(chǎn)安全和生產(chǎn)秩序穩(wěn)定，對(duì)進(jìn)出廠區(qū)的人員、物資和車輛等進(jìn)行核查與在線審批。由于船廠外來(lái)人員較多，因此設(shè)置掃碼進(jìn)廠申請(qǐng)功能，外來(lái)人員無(wú)須下載App；廠內(nèi)人員可通過App或PC端辦理進(jìn)出廠審批。通過掃碼、App和PC端相結(jié)合的方式快速辦理人員、物資和車輛等的進(jìn)出廠。為實(shí)現(xiàn)快速流動(dòng)，系統(tǒng)預(yù)留接口，無(wú)縫對(duì)接廠區(qū)人臉識(shí)別和車牌識(shí)別等系統(tǒng)[4]。

2.8 激勵(lì)管理

為提高船廠人員使用平臺(tái)上報(bào)隱患的積極性，設(shè)置激勵(lì)管理模塊，經(jīng)安全管理人員確認(rèn)可獲取積分。安全管理人員在后臺(tái)上架兌換物品，擁有一定積分的人員可通過移動(dòng)端在積分商城進(jìn)行物品兌換。通過激勵(lì)管理，可大幅提高現(xiàn)場(chǎng)人員使用平臺(tái)的積極性，達(dá)到全員排查隱患的目的[5]。

2.9 應(yīng)急管理

應(yīng)急管理用于船廠人員通過移動(dòng)端對(duì)應(yīng)急事件進(jìn)行一鍵上報(bào)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄上報(bào)人員和上報(bào)時(shí)間，根據(jù)應(yīng)急報(bào)警類型，自動(dòng)推送預(yù)制的應(yīng)急處理方案至安全管理相關(guān)人員，推送方式包括App和短信等。

2.10 數(shù)據(jù)看板

基于平臺(tái)內(nèi)豐富的安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)信息進(jìn)行分層管理，建立面向不同層級(jí)的數(shù)據(jù)看板，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的數(shù)據(jù)分析，按需要輸出部門級(jí)、公司級(jí)和集團(tuán)級(jí)的安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)看板?；谝延邪踩珨?shù)據(jù)累積，建立安全預(yù)警數(shù)學(xué)模型，設(shè)定安全生產(chǎn)預(yù)警閾值，生成動(dòng)態(tài)的安全預(yù)警看板，形成以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的安全管理模式。

3 應(yīng)用展示

經(jīng)一段時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證和不斷完善，平臺(tái)可有效支撐船廠安全管理，提高安全管理水平。由于船廠安全人員一般處于現(xiàn)場(chǎng)，因此使用平臺(tái)移動(dòng)端較多。平臺(tái)移動(dòng)端應(yīng)用如圖3所示。

圖3 平臺(tái)移動(dòng)端應(yīng)用

管理人員可通過PC端查看數(shù)據(jù)看板，全局掌控全廠安全生產(chǎn)狀況，分析安全生產(chǎn)趨勢(shì)。PC端數(shù)據(jù)看板如圖4所示。

圖4 PC端數(shù)據(jù)看板

4 結(jié) 語(yǔ)

船廠安全管控平臺(tái)緊貼船廠安全管理實(shí)際需求，已具備完善的功能：實(shí)現(xiàn)數(shù)字化區(qū)域、風(fēng)險(xiǎn)管控、隱患排查、作業(yè)許可、違章處置、教育培訓(xùn)、放行管理、激勵(lì)管理、應(yīng)急管理和數(shù)據(jù)看板等主要功能；以云平臺(tái)為基礎(chǔ)，不僅可實(shí)現(xiàn)單一船廠的安全管理，而且可做到集團(tuán)級(jí)的安全管控。各船廠雖具有特定的管理風(fēng)格，但安全管理的核心內(nèi)容不變，必須緊抓“人機(jī)料法環(huán)”關(guān)鍵要素，做好安全預(yù)防與應(yīng)急預(yù)案。從推廣性角度來(lái)說，為滿足船廠一些個(gè)性化需求，平臺(tái)功能需要繼續(xù)優(yōu)化，調(diào)整頁(yè)面配置、流程配置和信息推送配置等個(gè)性化功能，以便更好地滿足船廠需求，更快地推進(jìn)安全管控平臺(tái)在船舶行業(yè)內(nèi)的實(shí)施應(yīng)用。