侯 星，王冬梅，王 良，王小強，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，實施“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃，推進安全生產(chǎn)風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)。2021年6月，中國船舶集團有限公司在《中國船舶集團有限公司加強和改進安全生產(chǎn)工作的對策措施》中指出：增強安全技防措施，組織推廣便攜式氣體監(jiān)測、登船人臉識別、自動抓拍、叉車限速和起重機姿態(tài)監(jiān)測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、場地分散且大多數(shù)作業(yè)具有高危險性，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)場景下潛在多種不確定性風(fēng)險，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)的事后維修維護型、預(yù)防型安全管控逐步走向以數(shù)據(jù)驅(qū)動的視情分析型、預(yù)測型安全管控。

國內(nèi)優(yōu)秀的安全領(lǐng)域企業(yè)主要服務(wù)于化工、電力、建筑和交通運輸?shù)刃袠I(yè)，但缺乏船廠安全管理經(jīng)驗?；诖瑥S安全管理要求、特點和信息化建設(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。

1 總體架構(gòu)

安全管控平臺采用云平臺技術(shù)架構(gòu)，擴展性良好。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)。安全管控平臺總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 安全管控平臺總體架構(gòu)

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

(2)PaaS提供統(tǒng)一的平臺化系統(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、移動應(yīng)用開發(fā)平臺、報表服務(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)需求進行定制和擴展。

(3)SaaS是平臺對外提供的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，依托移動互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全生命周期集中管控和大數(shù)據(jù)技術(shù)驅(qū)動的集團化管控，對安全管理業(yè)務(wù)切分若干單獨的應(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，包括個人計算機(PC)(計算機網(wǎng)頁)、App、微信小程序、第5代超文本標(biāo)記語言(Hypertext Markup Language，HTML)(移動端網(wǎng)頁)[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]，對船廠進行精細(xì)化網(wǎng)格劃分，區(qū)域界限明確，并按規(guī)則對各區(qū)域進行編號，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)場實景。數(shù)字化區(qū)域?qū)L(fēng)險四色圖、隱患重點區(qū)、作業(yè)集散程度、現(xiàn)場情況可視化等集中監(jiān)測管理，實現(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)險管控

建立全廠標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險數(shù)據(jù)庫，涵蓋部門、工種、工藝、地點、風(fēng)險等級、管控措施等多項關(guān)鍵屬性。通過通用風(fēng)險評價法將危險源級別分為4級進行管控，評價方法包括風(fēng)險矩陣法(簡稱L·S法)、LEC評價法等。系統(tǒng)提供靜態(tài)風(fēng)險與動態(tài)風(fēng)險2種管控方式。對于造船廠，大多數(shù)工藝流程均為固定地點，固定地點風(fēng)險可通過電子地圖分級查看，這樣便于管理者快速定位風(fēng)險。對于修船廠，由于每條船結(jié)構(gòu)不同、特性不同，其風(fēng)險管控更多為船上風(fēng)險，因此可根據(jù)船型和系統(tǒng)建立風(fēng)險庫。

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和二維碼對現(xiàn)場存在的隱患實時拍照，對存在的隱患進行描述，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上報隱患；普通員工可通過掃碼方式上報隱患。這樣設(shè)計的原因是便于系統(tǒng)在廠內(nèi)的推廣。在上報隱患后，系統(tǒng)會提供對應(yīng)的積分，以鼓勵全員參與隱患排查。

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作業(yè)得到有效控制，規(guī)范危險作業(yè)的許可范圍、程序和要求，在作業(yè)前應(yīng)進行作業(yè)申報與審批。傳統(tǒng)申報通過紙質(zhì)申報表進行，安全管理人員無法隨時掌握船廠危險作業(yè)狀況。因此，通過移動端填報與審批作業(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，通過互斥算法，將相關(guān)區(qū)域的作業(yè)進行智能交叉分析，防止1個區(qū)域存在2種無法并存的危險作業(yè)。作業(yè)許可審批要求作業(yè)人員必須在現(xiàn)場，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，可快速了解各級別的危險作業(yè)，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控，快速定位現(xiàn)場作業(yè)情況。

2.5 違章處置

違章處置是用于管理所有進入廠區(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)對違章行為進行分類和違約金規(guī)則管理，可進行在線審批和違約單統(tǒng)計。與傳統(tǒng)紙質(zhì)違章審批單相比，通過移動端可上傳圖片或視頻，便于安全管理人員對違章行為進行判別。通過大數(shù)據(jù)分析，按違章類別、等級、區(qū)域、工藝和工種等進行統(tǒng)計分析，預(yù)測廠區(qū)違章趨勢，提前做好安全防范措施。

2.6 教育培訓(xùn)

針對船舶建造安全培訓(xùn)體系缺乏系統(tǒng)性、內(nèi)容匱乏、手段欠缺等問題，融合云計算技術(shù)、移動互聯(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、互動化、標(biāo)準(zhǔn)化和個性化模式，通過云平臺提供安全培訓(xùn)資料共享服務(wù)。制訂學(xué)習(xí)計劃，各類人員根據(jù)學(xué)習(xí)計劃在規(guī)定時間內(nèi)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。管理員在后臺設(shè)置試題，應(yīng)試人員通過移動端實現(xiàn)在線考試，系統(tǒng)自動計算分?jǐn)?shù)和統(tǒng)計成績排名，實現(xiàn)無紙化考試。

2.7 放行管理

為維護廠區(qū)人身安全、財產(chǎn)安全和生產(chǎn)秩序穩(wěn)定，對進出廠區(qū)的人員、物資和車輛等進行核查與在線審批。由于船廠外來人員較多，因此設(shè)置掃碼進廠申請功能，外來人員無須下載App；廠內(nèi)人員可通過App或PC端辦理進出廠審批。通過掃碼、App和PC端相結(jié)合的方式快速辦理人員、物資和車輛等的進出廠。為實現(xiàn)快速流動，系統(tǒng)預(yù)留接口，無縫對接廠區(qū)人臉識別和車牌識別等系統(tǒng)[4]。

2.8 激勵管理

為提高船廠人員使用平臺上報隱患的積極性，設(shè)置激勵管理模塊，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上架兌換物品，擁有一定積分的人員可通過移動端在積分商城進行物品兌換。通過激勵管理，可大幅提高現(xiàn)場人員使用平臺的積極性，達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端對應(yīng)急事件進行一鍵上報，系統(tǒng)自動記錄上報人員和上報時間，根據(jù)應(yīng)急報警類型，自動推送預(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)，對信息進行分層管理，建立面向不同層級的數(shù)據(jù)看板，利用大數(shù)據(jù)進行多維度的數(shù)據(jù)分析，按需要輸出部門級、公司級和集團級的安全生產(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，生成動態(tài)的安全預(yù)警看板，形成以數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全管理模式。

3 應(yīng)用展示

經(jīng)一段時間的實際運行驗證和不斷完善，平臺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，因此使用平臺移動端較多。平臺移動端應(yīng)用如圖3所示。

圖3 平臺移動端應(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。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

船廠安全管控平臺緊貼船廠安全管理實際需求，已具備完善的功能：實現(xiàn)數(shù)字化區(qū)域、風(fēng)險管控、隱患排查、作業(yè)許可、違章處置、教育培訓(xùn)、放行管理、激勵管理、應(yīng)急管理和數(shù)據(jù)看板等主要功能；以云平臺為基礎(chǔ)，不僅可實現(xiàn)單一船廠的安全管理，而且可做到集團級的安全管控。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。從推廣性角度來說，為滿足船廠一些個性化需求，平臺功能需要繼續(xù)優(yōu)化，調(diào)整頁面配置、流程配置和信息推送配置等個性化功能，以便更好地滿足船廠需求，更快地推進安全管控平臺在船舶行業(yè)內(nèi)的實施應(yīng)用。