应急管理部办公厅关于印发《“工业互联网+
危化安全生产”试点建设方案》的通知
应急厅〔2021〕27号
各省、自治区、直辖市应急管理厅(局),新疆生产建设兵团应急管理局,有关中央企业:
应急管理部办公厅
2021年3月28日
“工业互联网+危化安全生产”
试点建设方案
目录
石油和化学工业是我国重要的基础产业、支柱产业,化学品产值约占全球的40%。同时,危险化学品领域重特大事故多发,安全生产仍处于爬坡过坎、攻坚克难的关键时期。作为流程工业,在危险化学品领域推动工业互联网、大数据、人工智能(AI)等新一代信息技术与安全管理深度融合,是推进危险化学品安全治理体系和治理能力现代化的重要战略选择,对于推进危险化学品安全管理数字化、网络化、智能化,高效推动质量变革、效率变革、动力变革,具有十分积极的意义。为落实《“工业互联网+安全生产”行动计划(2021-2023年)》,特制定本方案。
一、总体要求
(一)指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻落实习近平总书记关于推进应急管理体系和能力现代化、建设网络强国、数字中国和加快工业互联网发展等重要指示批示精神,立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,把危险化学品安全摆在防范化解重大风险的突出位置,牢固树立安全发展理念,坚持人民至上、生命至上,推进新一代信息技术和危险化学品安全生产深度融合,实现数字化转型、智能化升级,强化安全生产基础和技术创新能力,构建“工业互联网+危化安全生产”技术体系和应用生态系统,提升安全生产风险感知评估、监测预警和响应处置能力,排查化解潜在风险,牢牢守住不发生系统性风险的底线,为促进企业和监管部门安全管理数字化转型赋能。
“工业互联网+危化安全生产”整体架构设计上,按照感知层、企业层、园区层、政府层“多层布局、三级联动”的思路,推动企业、园区、行业、政府各主体多级协同、纵向贯通,覆盖危险化学品生产、储存、使用、经营、运输等各环节,实现全要素、全价值横向一体化。
(二)指导原则
——坚持立足实战。紧扣危险化学品安全生产的难点、痛点、堵点,深入分析企业、化工园区、行业监管与国家治理的现实需求,扎实做好“工业互联网+危化安全生产”实践应用。
——坚持示范引领。选择试点企业、试点园区、试点省份先行建设,形成可复制可推广和成熟有效的解决方案,有效带动“工业互联网+危化安全生产”试点建设。
——坚持降本增效。通过工业互联网赋能,创新化工行业企业安全管理新模式、新路径,有效促进企业资源集约化利用、高效化配置,消除风险隐患,降低企业运营成本和社会安全成本。
——坚持系统观念。按照“政府引导、企业主体”原则,充分调动各方面积极性,多方参与保障信息和系统安全,不走错路、少走弯路,构建开放型生态系统。
(三)建设目标
1.企业。以信息化促进企业数字化、智能化转型升级,推动操作控制智能化、风险预警精准化、危险作业无人化、运维辅助远程化,提升安全生产管理的可预测、可管控水平。强化企业快速感知、实时监测、超前预警、动态优化、智能决策、联动处置、系统评估、全局协同能力,实现提质增效、消患固本,打造企业工业互联网新基础设施,建设企业标识节点并与行业二级节点对接,为企业新发展注入新动能。
2.园区。通过打造工业互联网网络、平台、安全三大体系,建设全要素网络化连接、敏捷化响应和自动化调配能力,实现不同企业、不同部门与不同层级之间的协同联动,全面开展安全生产风险研判、应急演练和隐患排查,推动安全生产“三个转变”,推动科技创新、产业生态、配套服务在园区内外的渗透及融合发展,提升政府对园区的高效协作、精准扶持、有效监管,实现新园区建设和已有园区安全、可持续发展。
3.行业。坚持工业互联网与安全生产同规划、同部署、同发展,依托国家工业互联网大数据中心,建设“工业互联网+危化安全生产”分中心。依托国家骨干网络,完善危险化学品领域工业互联网标识解析二级节点布局,与国家顶级节点对接,建设危险化学品工业互联网数据支撑平台、安全监管平台。推动危险化学品安全管理经验知识的软件化沉淀和智能化应用,公开遴选和推荐数字孪生、全要素网络化连接和智能化管控解决方案,培育壮大解决方案提供商和服务团队,扎实推进工业互联网与危险化学品安全生产的深入融合应用。以信息化推进危险化学品安全治理体系和治理能力现代化,提高监测预警能力,实现精准治理,精准预警,精准抢险救援,精准恢复重建,精准监管执法。
4.政府。布局涵盖生产、储存、使用、经营、运输等环节的危险化学品全产业链协同,向上延伸至卫星、5G等工业互联网领域,获取地质、水文、气象、精确定位等信息,服务于规划准入和安全监管,向下延伸至能源等其他工业互联网领域,将产业链与供应链深度融合,促进价值链提升,系统构建“工业互联网+危化安全生产”的初步框架,优化产业结构和布局,延伸产业链,提升全过程、全要素的安全生产水平,推进行业转型升级和高质量发展。
二、重点内容
(一)场景
1.企业应用场景
(2)重大危险源管理。以危险化学品重大危险源安全生产风险监测预警系统为基础,结合设备设施信息数据库,拓展对安全阀、紧急切断阀、消防泵、安全仪表系统等安全设施状态实时监控;以温度、液位、压力、可燃气体浓度、有毒气体浓度、组分、流量等重大危险源重点监控参数以及视频智能分析信息和联锁投用情况、能源(水电气风热等)综合管理数据为基础,结合周边地理、气象环境条件、人口分布、历史事故信息等建立重大危险源安全风险预警模型,实现对安全风险全面监测并精准预警。除涉及国家秘密、商业秘密的项目外,企业应通过应急管理部门官网等渠道将重大危险源安全评价报告全文对外公开,接受社会监督和查询。
(5)风险分级管控和隐患排查治理管理。以风险分级管控和隐患排查治理双重预防体系建设为契机,基于《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》,结合企业实际生产工艺特点,发动全部职工开展岗位安全风险辨识,借助总图、安全、工艺、电气设备、仪表、应急管理和职业健康等行业专家智慧,建立企业各岗位风险清单;按照可能性与后果严重程度将风险清单进行分类分级,按照职责层级与岗位不同,细化各层级安全管理人员、操作人员的安全风险责任清单,并与管理人员、操作人员巡检系统相结合,通过智能化巡检,构建风险分级管控和隐患排查治理的闭环管理系统,与企业日常安全管理工作深度融合,压实操作员、技术员、班组长、车间主任、厂长、董事长等各级岗位责任,实现风险分级管控和隐患排查治理“最后一公里”落实。
(6)设备完整性管理与预测性维修。基于同类设备故障案例库和专家知识库,建立设备异常状态预警模型,应用AI及自愈技术,开发设备运行状态监测信息系统和建立远程诊断预警中心,具备大机组、关键机泵及压力容器、常压关键容器等设备健康状态评估、故障趋势预测功能,从而实现机组振动严重、旋转不平衡失速、储罐渗漏、管道腐蚀、轴承损坏等设备异常工况和失效风险提前报警,转变传统的被动维护、周期性维护和预防性维护为预测性维护,避免停机生产损失、过剩检维修、超量备件储备、过度依赖个人经验,有效减少设备故障,遏制因设备失效引发事故,确保设备服役期间安全可靠长周期运行。
(7)承包商管理。基于承包商资质等级、类似业绩、过往表现、安全管理能力和项目配备人员素质等因素,建立承包商表现评价指标体系,研发承包商管理信息系统,实现对承包商资格预审、招投标管理、选择、签约、安全培训考核、作业全过程监管、表现评价、续用或退出等全流程信息化动态管理。承包商管理信息系统预留接口,将发生生产安全事故、出现严重施工质量隐患的承包商及其管理、技术人员等信息推送给同类企业及当地政府应急管理部门、住房城乡建设部门等,逐步实现不合格承包商动态淘汰机制,提升承包商服务能力。
(8)自动化过程控制优化。以原国家安全监管总局公布的18种重点监管危险化工工艺为切入点,通过拓展传感器的泛在感知,实现多源设备、异构系统、作业环境、人员、库存等数据的全面感知,将装置运行的实时状态、运行模式实时显示,增强对危险工艺的全方位全流程监控。在重点装置、关键节点部署数据分析算法,在边缘控制器上集成智能控制引擎,实现对工艺过程的自动调整和优化。
(10)敏捷应急。通过工业互联网全面赋能化工企业,覆盖应急管理的预防、准备、响应、恢复全部4个阶段,应用VR和AI技术,实现应急处置辅助资料的精准推送、应急资源的实时更新、应急救援的智能决策、应急队伍的快速联动和应急过程的全程记录。
(13)企业安全生产分析预警。完善企业安全生产预警模型,从企业的静态风险、特殊作业、隐患治理、装置布局、变更管理、能源综合管理、应急预案、培训及人员素质、消防设施、报警等方面进行统计、分析和计算,得到企业安全生产预警指数值,并生成安全生产预警指数镭射图,定量化展示企业安全生产现状和趋势。
(15)作业环境、异常状态监控。结合固定及移动式监控设备,实现对企业作业环境及异常状态的自动监控、智能分析和及时预警,重点覆盖烟雾、火焰、气体传感器盲区、装置周界、装置高点和巡检不易达等位置,并能在极端天气、事故灾害等特殊情况下运行,实现全景式、全天候的监控。
(16)绩效考核和安全审计。对企业安全生产目标责任的制定、分解、实施、检查、汇总分析、指标考核进行信息化管理,结合安全目标指标和安全绩效标准,生成企业安全绩效考核清单,推动企业安全生产主体责任落实。基于企业安全生产管理在运作上的整体表现,建立企业生产安全审计指标体系,在生产安全审计系统中实时动态展示企业安全管理成效。
(17)能源综合管理。对企业能源数据(水电气风热等)进行在线采集、计算、分析及处理,动态展示能源管理统计报表、平衡分析和预测分析结果等,实现企业能源物料平衡、优化调度、能源设备运行与管理,防范各类由公用工程失效等造成的生产安全事故,提升整体能源管理和安全生产水平。
2.集团公司应用场景
立足集团层面危险化学品安全生产全流程经营和管理需求,覆盖各层级企业安全生产信息、重大危险源管理、作业和作业过程许可管理、培训管理、风险分级管控和隐患排查治理管理、设备完整性管理与预测性维修、承包商管理、自动化过程控制优化、流通管理、敏捷应急、工艺生产报警管理、封闭管理、企业安全生产分析预警、人员不安全行为管控、厂区作业环境及异常状态监控、绩效考核和安全审计、能源综合管理等应用需求,按照统一的数据、模型、接口等建设标准规范汇聚各级子分公司数据,建立集团层面统一的工业互联网调度、安全管理和联动应急指挥平台,依托骨干企业建立二级节点的分节点,服务全集团安全生产全要素、全流程在线智能分析和管理,同时,实现集团内外、政企之间信息共享、上下贯通。
3.化工园区及行业应用场景
(2)重大危险源安全生产风险监测预警平台应用。围绕感知数据、生产工艺、设备设施等维度,通过历史资料分析、模拟推演等方式,建立安全生产风险分类分级预警样本库。基于样本库、深度学习算法,对安全生产风险预警模型进行训练及优化并进行测试,形成较为可靠并能够动态迭代、不断完善的安全生产风险监测预警模型。制定风险特征库和失效数据库标准,分析各类感知数据,通过数据和风险类别、风险程度等指标之间的对应关系形成风险特征模型,通过数据和零部件失效指标之间的对应关系形成零部件失效特征模型。依托边缘云建设,将上述特征模型分发到边缘端,加速对安全生产风险的分析预判,从而实现智能预警和超前预警。
(3)提升安全生产许可、监管、执法信息化水平。积极推动安全许可信息化、许可条件条目化,研发智能许可终端或APP,提高安全许可水平和效率;通过对接“互联网+监管”、“互联网+执法”等平台,实现监管执法数据与工业互联网数据的融合,推动各级各类执法终端接入工业互联网,确保执法全程可视化可追溯,实现透明、公开、客观、公正、高效的闭环管理。
(4)探索第三方评价评估云端化和动态化。探索基于工业互联网的安全评价、安全责任保险、安全生产标准化等业务的开展,将工业互联网大数据用于评估评价的各个环节和流程,提升评估评价的科学性和客观性。建立评估评价的动态调整和公开机制,实现各类评价评估报告的电子化备案和公示,随时备查,可看可举报。
(7)易燃易爆有毒有害气体预警报警。按照可燃有毒气体检测报警设计标准的建设要求,与企业建设的可燃有毒气体检测报警系统(GDS)和火灾及消防监控系统进行标准工业协议的数值通讯,建立可燃有毒易燃易爆实时数值可视化监控系统,并与园区、政府等管理部门的系统进行对接,进行预警报警信息的处理与推送,增强对企业的监管。
(9)园区敏捷联动应急。针对园区应急管理特点,围绕预防、准备、响应、恢复全部4个阶段,应用VR、AI和大数据技术,汇聚园区企业风险、应急资源、应急预案等基础应急管理信息,整合园区企业地理、视频监控、广播、门禁、大屏、危险化学品监测预警等已有系统信息,实现园区范围内风险的精准防控和事故状态下快速形成统一指挥、智能决策、协同联动的应急救援能力。
4.政府应用场景
聚焦政府层面危险化学品全方位管控及监管需求,建设部、省、市、县级“工业互联网+危化安全生产”公共服务系统,涵盖企业安全管理体系运行状态监控、重大危险源安全生产风险监测预警平台应用、提升安全生产许可和监管及执法信息化水平、探索第三方评价评估云端化和动态化、诚信体系管理、易燃易爆有毒有害气体预警报警、园区及区域安全生产分析预警等应用需求,实现对各企业、园区、行业及地方(省、市、县)工业互联网数字化建设转型提供有效支持、指导和评估,推动信息化技术和危险化学品安全生产深度融合,调整产业布局,优化产业结构。公共服务系统设立信息总览、文档服务、标识解析、知识沉淀、成果推广、成效评估、需求对接、试点项目管理、公共服务、新闻动态等业务功能模块,搭建开放、创新、包容、互信的信息共享机制,助力“工业互联网+危化安全生产”的信息化建设及安全监管模式创新,实现数字化转型、智能化升级,提升危险化学品领域本质安全及安全监管水平。
(二)工业APP
1.MSDSAPP。可查询企业化学品安全技术说明书,包含企业标识、危险性概述、组分/组成信息、急救措施、消防措施、泄漏应急处置、操作处置与储存、接触控制和个体防护、理化特性、稳定性和反应性、毒理学信息、生态学信息、废弃处置、运输信息和法规信息等内容;支持按照化学品名称、CAS号进行模糊、精确查询;支持内容更新、化学品种类更新。
4.自动化过程控制优化APP。具备对化工工艺控制过程的持续监控及可视化展示功能,具备工艺过程调整模拟仿真功能,具备利用大数据分析、远程分析等方式发现工艺过程的瓶颈、缺陷并提出优化建议,辅助工艺控制决策。能够对工艺整体性能及安全性进行动态评估和持续优化。
5.重大危险源管理APP。支持查看储罐、装置、仓库等处的液位、温度、压力和气体浓度的实时监测数据、历史数据、报警数据,DCS、SIS系统联锁运行状态,联锁投用、摘除、恢复以及变更历史信息,视频监控画面信息,安全承诺信息;可查看重大危险源物料的最大储量产能和具体实时储量产能分布;支持通过设备名称、编号、重大危险源等级和名称进行精确和模糊查询;可接收各类预警推送信息;也可查看重大危险源的安全评价报告,并支持全文内容查询。
7.培训管理APP。根据角色岗位、层级不同,可选择相应的培训课程进行线上学习,支持学习后进行线上考核、评分、复考;支持查看个人培训考核年度计划、当前进度、积分排名;支持临时增加培训考核内容的功能。
8.风险分级管控和隐患排查治理管理APP。支持按照岗位查看各自责任范围内的风险清单、风险后果、风险防范处置措施、现场巡查内容明细;支持查看责任范围内隐患的处置流程和当前进度,具备隐患处置催办功能;支持上报巡查过程中发现的新隐患及其相应附件材料。
10.人员定位APP。具备人员实时定位功能,支持任一区域人员数量统计、GIS可视化展示,可联动周边视频监控摄像机,详细查看人员状态;具备区域管控功能,支持对超员、聚集、串岗等违规实时报警;具备人员活动轨迹分析功能,支持人员历史轨迹查询,也可实现巡检人员改变路线、长期停留等异常工况的报警功能。
13.应急资源目录及数据库管理APP。建立面向工业互联网的安全应急资源目录及数据库,构建知识图谱并实现可视化,对企业、园区、政府应急资源数据进行特征提取、分类融合,支撑构建“工业互联网+危化安全生产”信息化的应急资源数据平台。
14.应急救援仿真模拟推演APP。针对企业具体情况,制作三维场景模型及其配套工艺设备三维模型,将文字脚本通过系统的模型库管理模块及可视化编辑模块实现脚本可视化,可以管理编辑每个角色在应急救援过程中的任务,实现突发事件模拟仿真、事态分析和应对策略建议,对处置突发事件的步骤、各方应急救援人员协调配合和具体处置措施进行模拟培训和演练。
15.多主体协同应急处置模拟仿真APP。针对园区、区域各类突发事件场景进行三维仿真模拟,通过建立局域网地图,借助VR、AR、MR等外设设备,各职能部门进入指定角色,不同角色具有不同的操作功能,现场总指挥可通过系统根据实际情况提供的应急资源以及气象等条件,完成事故救援的指挥部署,各协同角色根据总控端下达的指令,完成应急救援的协同任务,实现多点、多线程协同开展救援任务。
17.封闭管理APP。基于人员与车辆进出口设置门禁系统,对出入人员与车辆的身份进行识别,出入记录自动保存与统计分析。实现对园区和企业周界、视频监控、出入控制、电子巡查等各类监测传感器自动报警及人工报警的接警与处警,处警任务支持以语音、文字等方式发送至APP,并建立警情记录。
18.安全生产预警指数APP。支持录入企业日常隐患排查结果和各类仪器仪表监测检测等数据,通过对历史数据、即时数据的整理、分析、存储,建立安全预警数据档案。支持直观、动态反映企业和园区安全生产现状的安全生产预警指数曲线图,以及安全生产趋势图。
19.人员不安全行为管理APP。针对企业内特殊作业,利用固定及移动监控装置的图像进行智能识别分析,发现作业人员倒地、劳动防护用品违规佩戴、违规作业等异常现象,对作业周边人员往来和作业安全管理进行预警监测提醒。
21.危险化学品全生命周期、全流程监管APP。基于大数据、卫片、电子标签、区块链等技术,对危险化学品生产、经营、储存、运输、使用等全生命周期信息进行综合管理,通过采集危险化学品企业生产经营数据与危险化学品运输流向数据,建立危险化学品全生命周期数据管理系统。通过对危险化学品运输路线、运输人员、运输工具、周边环境综合监控,建立危险化学品运输过程中的实时监控平台与危险化学品企业购销使用跟踪预警系统,对危险化学品全生命周期、全流程进行跟踪管理,支撑协同应急处置过程。
1.重大危险源安全生产风险评估和预警模型。以温度、液位、压力、可燃气体浓度、有毒气体浓度、组分、流量等重大危险源重点监控参数以及视频智能分析信息和联锁投用情况为基础,结合周边地理、气象环境条件、人口分布、历史事故信息等,优化完善危险化学品重大危险源安全风险评估模型,实现对危险化学品重大危险源安全风险进行实时评估。
2.培训效果评估模型。基于培训完成后的事故数据、未遂事件数据、设备维修数据、执法处罚数据、作业不安全行为数据、工艺波动报警数据等信息,建立培训效果评估模型,检验企业安全培训质量,并据此提出针对性的培训效果提升措施。
3.承包商表现评估模型。基于承包商资质等级、历史事故信息、人员配备、不安全作业行为、执法处罚数据、验收评价意见、施工进度安排、后期维保响应及处置效果等信息,建立承包商表现评估模型,实现对承包商表现量化动态管理。
4.设备健康评估模型。基于设备的振动、腐蚀、温度、变形、偏转、抖动等多种信息,结合专家经验和典型设备故障事故案例,利用多源信息融合与机器学习技术,充分利用在线、多维度和细微尺度的特征信息描述装备的健康程度,构建设备健康状态评估模型,并根据实际应用效果,不断通过参数调优、增加变量、算法升级等方式优化迭代模型。
7.优化控制模型。围绕生产工艺,重点研发工艺流程模拟优化模型、聚合物反应模型、换热网络优化模型、能量系统优化模型、生产质量管控模型,以实现企业生产工艺流程优化升级,降低失控风险。
8.全流程监管模型。结合危险化学品运输流向可视化跟踪预警模型、危险化学品流向数量闭合校验模型、危险化学品运输超量预警模型、运输流向异常变化跟踪预警模型及危险化学品运输流向时空集聚跟踪预警模型,对危险化学品全生命周期进行跟踪管理。
10.人员异常智能分析模型。建立人员不安全行为样本库,利用人体目标监测、底层特征提取、人体行为建模、人体行为识别等算法,实现对人体目标的追踪和人员不安全行为的识别,并对不安全行为进行分级预警。
11.作业环境、异常状态识别分析模型。利用远距离红外探测技术、红外热成像分析、可见光分析、激光光谱分析等方法,结合危险化学品领域常见的气体光谱数据,对火灾、烟雾、泄漏等异常情况进行识别。同时结合气体扩散模型、火灾传播模型等,对异常情况的严重程度进行分析判断,并进行分级预警。
三、重点工作
表1“工业互联网+危化安全生产”数据库
名称
主要内容
建设方式
全国危险化学品
从业人员与岗位安全评价数据库
教育培训、从业许可、岗位安全、从业人员信用等
整合
生产装置特征数据库
装置风险特征、装置隐患点、装置机理、工艺模型、监控回路、工况状态、报警信息等
新建、整合
设备设施失效数据库
规格、服役数据、维护数据、失效率、失效模式、失效后果等
物性数据库
危险化学品基本信息数据、危险化学品MSDS数据等
全国化工类承包商
数据库
全国承包商黑白名单,承包商资质、基础信息、业绩等
新建
全国危险化学品企业安全生产隐患数据库
各类细分化工行业、各类化工企业、各种通用生产装置设备、关键岗位等的隐患信息
安全生产风险及事故案例库
危险化学品安全生产风险特征、危险化学品事故统计、应急处理处置数据、危险化学品事故案例等数据
安全生产法律法规、标准规范数据库
(八)安全保障
四、试点与工程建设
五、保障措施
(一)加强组织领导
各地区要高度重视,把“工业互联网+危化安全生产”作为推动危险化学品安全管理数字化转型的关键抓手,建立工作推进机制,加大宣贯力度,精心组织安排,稳步推进建设方案落地。
(二)加强支持引导
各地区要结合本地区工业互联网发展基础及危险化学品安全生产特点,加强顶层设计,突出重点目标任务,制定扶持政策,加大资金支持力度,积极开展“工业互联网+危化安全生产”建设应用工作。
(三)加强示范引领
各地区要按照本方案确定的重点内容、重点工作、实施规划、试点原则等要求,认真选择试点单位,优化试点方案,强化生态支撑,开展试点评估,尽快形成试点成果。及时总结各地区建设应用的好经验好做法,加强技术交流,形成示范带动效应。
(四)加强开放合作
坚持开放、创新、包容、互信,打造涵盖科研院所、行业协会、专用设备制造商、专业软件服务商、数据服务商、系统集成商、通信技术企业、互联网企业、应用开发者、企业用户等的开放式“工业互联网+危化安全生产”生态系统,推动各生态系统成员充分发挥各自优势,创造最大价值。