文章来源：中国石油和化工公众号
在化工行业安全生产面临严峻挑战的当下，信息技术正成为破解传统安全管理痛点的关键技术。作为高危行业，化工生产过程中高温高压、易燃易爆的特性，对安全管理的精准性、实时性提出极高要求。传统人工巡检存在效率低、漏检率高、危险场景介入难等问题，而纸质化作业票证管理、理论化安全培训等模式，已难以适应现代企业精细化管控需求。在此背景下，智能化技术集群的创新应用展现出显著优势：智能巡检机器人通过AI视觉、红外热成像等技术实现设备状态的24小时全时监测，VR仿真系统让高危场景应急演练突破物理安全限制，区块链电子作业票系统构建起可追溯的数字化审批链条……这些技术突破正重塑化工安全管理的底层架构。
笔者聚焦当前化工安全管理的核心场景，深度解析智能巡检机器人、VR培训系统、区块链作业票证等前沿技术的应用路径，探讨如何通过技术融合构建“预防—培训—管控—追溯”的立体化安全管理体系，为行业数字化转型提供可参考的实践模式。
智能巡检机器人在化工安全生产中的多元应用
化工企业生产巡检已经从人工巡检过渡到智能化巡检，即运用基于信息技术支持的智能化机器人进行生产巡检。机器人具有多样化生产环境适应能力，体型小，承载的巡检功能较多。其在生产安全巡检中的应用，极大提高巡检工作效率，以及有效防止安全隐患。
AI视觉技术
机器人360°安装高清摄像头，配套AI视觉技术可以精准扫描工业仪表数据，如现场液位计、压力表、温度表等。数据采集完毕后机器人自动化分析，并与工业仪表的安全运行数值进行比对。当工业仪表的数据超出安全运行数值范围时，通过网络系统启动安全管理警报，帮助安全管理人员有效定位安全故障点，实现生产巡检和安全管理精准化，如图1所示。
传统生产巡检容易发生跑冒滴漏情况，数据丢失导致安全管理出现安全隐患。机器人的AI视觉技术、高清摄像头、系统云台的融合运用，机器人通过高精度对焦识别、拍照各工业生产仪表。扫描、拍照、上传工业仪表生产运用数据后，自动进行下一个工业仪表数据采集工作，有效杜绝跑冒滴漏的情况。
AI视觉技术还能对生产区的作业情况进行影像识别监督，包括生产物料摆放和工作人员作业。相较于定位监控摄像头，基于AI视觉技术的机器人可以动态分析作业人员的操作流程，通过与技术运用标准和作业人员操作标准实施比对，可以指出工作人员的作业错误。同时，还能对整个生产车间或作业环境进行移动式监控，真正实现空间式、区域式和动态式巡检，有效避免安全隐患。
▲ 图1 机器人AI视觉技术的应用
音频检测及技术分析
机器人自动辅带深度学习技术，能够自动学习各生产区域中的声音，并对生产现场的异常声音进行模拟。机器人通过大量的声音深度学习，可以在生产区域有效识别不同机械发出的声音，从而判断机械生产发出的异常声音。关于异常声音的判断主要基于声音分析技术的运用，声音分析技术通过自动化分析声音的波长，可以分析不同机械发出的声音是否为异常声音，如生产设备中发出异物干扰设备运行的声音，排气阀发出的异常振动声音等。声音分析技术通过异常声音分析可以精准定位运行异常设备，通过云台或网络技术发送检测异常警报，促进安全管理人员和设备维修人员做到安全作业和精准维修，保证化工企业安全生产和稳定运营。
红外热成像仪
化工企业主要针对化学物质进行作业，设备在运行过程容易产生大量的热，如果没有适当的散热处理或降温措施，容易造成生产设备运行故障，严重的能够发生火灾，对化工企业造成严重的安全威胁。机器人打造红外热成像仪，能够高精度识别设备运用产生的温度。简单地说，设备在运行过程产生的大量的热，在红外热成像仪中以不同等级的红色进行呈现，温度越高红色越深、越明显。红外热成像仪通过红色的色差对比，可以大致判断该设备的运行所产生的温度。再通过远程控制系统启动排风、输入冷风等温度调控系统，及时降低运行设备的温度，保证设备在安全作业范围内进行生产，加强安全生产保护，减少安全生产事故发生的机率。
应急响应系统
应急响应系统是机器人搭载的核心系统，主要与巡检系统和人员定位系统进行融合运用。机器人基于各种要素检测传感器，能够精准搜集、整理和分析各数据。针对异常数据，机器人立即向周围人员报送数据和启动安全预警，工作人员通过信息和位置提示，在极短的时间内找到发生异常运行的设备，初步对设备运行的状况或事故进行分析，从而推断出导致设备发生运行故障的运用，并采取针对性地整改措施，或者寻找设备维护人员进行联合治理。同时，对有严重安全隐患的设备，机器人会警报告知周围工作人员紧急撤离，以及提醒周围工作人员做好相关安全防护措施，保证及时解决生产设备运行的安全问题，保护人身安全和财产安全。
VR构建化工安全培训沉浸式实践体系
VR是一种可深度模拟的虚拟现实技术，具体地说是一个运用计算机进行现实世界仿真的系统，有助于工作人员通过现实世界仿真，精准判断企业生产和管理的基本情况。化工企业安全管理培训的质量高低，对培训方法和技巧的应用具有较高的要求。传统培训方法主要以理论为主，总体上培训效果并不明显，因为化工企业实践培训过程中，需要进行大装备操作训练和危险化工原料的运输、储存、运用等，实践培训的成本较高，并且容易发生安全事故，如爆炸、火灾、泄漏等，对企业和人员造成极大的安全威胁。
基于VR技术的显示模拟功能，可以在适当的大小培训场地开展数字化实践培训活动，如图2所示。运用VR技术进行安全管理培训时，需要运用配套的培训设备，包括VR头盔设备、计算机、系统软件三个主要设备。实践培训过程中，根据所要开展实践培训内容，选择相应的培训系统。参训人员头戴VR头盔，手持VR手柄，根据所看到虚拟现实世界中画面，进行规范化、标准化的实践活动。操作环节主要依赖手柄，并在虚拟世界中的场地进行漫游，包括发现危险源、寻找危险点，以及运用相关的设备采取相应的维护等。同时，VR技术可以模拟真实的危险事故，参训人员可以在虚拟世界的安全事故中进行逃离训练，促进参与人员掌握安全逃生技能。
▲ 图2 VR技术化工企业安全培训
特殊作业数字化管控体系的构建与实践
特殊作业票证电子化：化工企业特殊作业的传统方法主要以人力为主，通过对各项作业要素进行动态性人员作业和管控，防止发生不可逆转的特殊作业安全事故。然而随着科学技术的发展和运用，化工企业的特殊作业的工作方式已经趋近半自动化，并且部分特殊作业已经初步实现全自动化。其中，电子作业票系统在作业审批方面的运用，可以有效提高人员身份认证、电子签名、电子作业票等相关工作效率，为化工企业全面打造安全、透明、可追溯的电子作业票签发流程，实现特殊作业电子化、智能化和数字化发展。
联动作业：电子作业票模板可以模拟不同工种的区域作业，在联动作业中的运用，可以有效防止出现责任人擅自离岗、作业时间不规范，以及监管出现违章操作的情况。同时，系统可以对工作人员的资质要求进行设定，主要事项为承包的协议、资质、人员资格证书，以及相关的培训证明等。通过在线巡查作业票，可以实现全过程办票情况及相关数据的查看与审核，有效防止出现特殊作业安全隐患。
人员信息管控：人员安全管理是化工企业安全管理的重点项目，基于信息技术的人员安全信息管控系统，可以对工作人员进行人脸识别、签字和身份验证等。保证工作人员上岗工作之前，检查工作人员的安全劳保是否配备整齐、是否持证上岗，或者检查工作人员是否出现代签的情况，实现从源头上加强企业安全生产管理，以及加强对安全生产风险的管控。其中，通过PC端和移动端做好票证预约，明确各项工作的内容、地点、时间和人员等，以及运用移动端进行现场作业和人员确认，可以保证作业有效开展，提高作业效果，加强作业安全管理。
巡检系统和防爆智能监控终端的过程监管
特殊作业对工作人员造成的伤害较为严重，如果在实际作业环节工作人员没有按照既定的操作标准和作业流程，可能会造成工作人员发生安全事故。因此在特殊作业过程中对工作人员的整个作业过程进行有效监控至关重要，但是如何运用信息技术对施工的全过程进行监督是一个重要的问题。巡检系统与防爆智能终端的融合，并以机器人为载体可以实现对特殊作业的全过程进行实时监控。通过视频智能分析技术、智能人员识别技术，以及警报系统的安全风险信息推送，可以及时发现特殊作业环境工作人员出现的安全风险问题。智能终端通过信息反馈后，立刻启动安全警报进行安全生产风险信息发送，以及根据安全事故的原因提供相应的改进措施，保证工作人员可以及时整改安全风险。与此同时，中央监控的控制端可以实时管控工作人员的作业行为，进一步加强特殊工作人员的施工安全管理。
基于物联网与区块链的安全监管信息系统构建
安全管理信息的及时反馈和有效运用，在化工企业安全管理中起到不可代替的作用。关于信息技术在安全监督管理体系中的运用，可以围绕以下两个方面。
其一，检测系统基于物联网的运用，可以将生产环节和关键设备运行等相关参数，有效地输入到检测系统当中，通过发挥物联网的作用，可以实现对企业生产的整个过程进行有效监督，以及可视化、实时化监督设备运行和人员作业的基本情况。为加强安管监督信息的反馈有效性，可以在系统中渗透区块链技术，将信息进行划分，划分成有特殊性的信息区块，可以保证安全监管做到模块化、区块化，以及保证安全管理的独立性，如图3所示。
▲ 图3 基于信息技术的监督管理平台
其二，深入多样化的管理指令，包括原材料的使用量、设备的运行标准，以及污染物的排放标准。通过安全管理信息技术的有效应用，相关配套技术和设备对相关要素进行监控和分析，其中的工作重点是信息的搜集、整理、分析和传输，实现对生产设备进行有效监控，并且发出相关的安全事故监控预警。
信息化背景下化工安全资料动态管理体系建设
设备在运行过程中产生大量的安全运行管理数据，形成动态性的设备安全管理资料，而安全资料在加强化工企业安全管理中发挥重要作用。因此，化工企业在资料收集和运用过程中，要结合自身的实际运营情况，以及国家的管理要求，以实际问题解决为根本需求，建立基于信息技术支持的信息资料库，以便安全管理工作全面开展。包括安全管理信息的审核与录入，信息技术对实际问题的分析，以及PDCA的融合运用等，保证资料数据的安全性、正确性和真实性，加强资料运用，提高企业安全管理效率。
综上所述，信息技术在化工企业安全管理中的应用，有效提高化工企业安全管理效率，提升化工企业安全管理水平。化工企业在安全管理过程中要注重安全管理信息化建设，如机器人、VR技术、影像识别技术等现代信息技术在安全管理的应用，推动化工企业安全信息化管理发展。
一审一校：黄杨
二审二校：何玲
三审三校：雷振友
