工業4.0時代的安全管理

周伯雄（柳州五菱柳機動力有限公司，廣西柳州市545005）

工業4.0時代的安全管理

周伯雄（柳州五菱柳機動力有限公司，廣西柳州市545005）

制造業的發展進入工業4.0時代，帶來全球工業的革命性浪潮。無論你是工業制造單元，還是工業寬帶網絡以及工業制造系統，都在結構、設備、軟件支持、管理系統等多個方面向著智能化、自動化邁進。本文對工業4.0以及其對工業企業的影響，在企業管理構架上如何向著多元、組合、智能的工業制造系統升級換代展開論述，期望為我國制造業轉型成功提供參考依據。

工業4.0、工業制造系統；安全管理

工業4.0概念是從德國形成，主要目標是提升工業在全球的競爭力，在新的工業革命浪潮中尋求發展。如今這一目標已經成為全球認可的工業發展戰略，并被世界很多國家廣泛追捧和灌注。我國要實現新型制造業的轉型升級，就要跟上時代發展步伐，推進高端制造業的計劃，從管理等各個領域適應轉變，應對新型技術革命帶來的各類挑戰和機遇。

1 工業4.0與安全管理

（1）工業革命的數次變革的中心均在發達資本主義國家，其發展的特征就是從工廠集中式控制逐步專項智能型分布化管控方式，通過產品、服務的靈活配置與生產，使得工業生產具有數字和智能的特征。通過智能化模式的轉變，工業4.0時代的工業企業在生產運營中通過任務模塊的自由組合，打破了原有的行業接線，出現了新的產業活動和行業合作模式。通過新的模式可以產生新的工業價值，實現更加高效的產業鏈分工。

工業4.0被國際上普遍公認為為以智能制造為主導的第四次工業革命，是對生產手段的顛覆性變革。在工業4.0的模式中，工業企業將計算機信息技術、網絡云計算替代了傳統的流水機械作業和人工作業，實行智能化轉型。將虛擬、智能制作與傳統的制作相融合[1]。

作為智能工程的發展目標，工業4.0的涵義是在系統、管理、設施等各個環節實現智能化生產。同時企業運營中涉及到的計劃、物流等都要使用到智能化硬件和軟件，包括人機界面、立體打印技術等等。在這個智能化進階的階段，無論何種類型的企業，只要能夠參與進來，都將成為智能化技術革命的實踐者和受益者，并成為未來先進工業制造技術的創造者和供應商。

工業4.0時代，網絡信息技術將滲透在工業過程的各個環節上，所有的環節都要收到智能化技術的控制和分解，資產被重新界定為網絡價值的綜合集成，價值鏈成為了從端到端的數字化集成，制造系統轉換到交叉式和網絡化進程。

（2）面對新的工業革命，我國工業能否追上上發達國家的工業發展速度，形成獨有的制造技術和產業升級途徑，是具有劃時代意義的。作為發展中國家，最大的障礙莫過于智能制造的技術短板以及成本的投入力度。發達國家擁有工業競爭優勢，始終占據著智能制造業的制高點，其現代制造技術、設備、生產效率等就是我國制造業望其項背的。如何能夠在現有工業技術產業的基礎上，強化新技術的工程化和產業化，真正走入高端制造業的隊列中，是一個非常艱巨的課題。

①我國面對智能化制造技術的升級，必須要面對技術手段的升級和市場機會的抓取。但是由于世界工業分工體系相對早已固化，作為發展中國家，想趕超發達國家的產業進步，難度是非常大的。由于長期依賴低成本進行生產活動，因此要想將制造業的重心留在我國，需要面對諸多問題。

②工業4.時代，系統安全是首要問題，由于制造流程全部實行的是生產和辦公的信息網絡化，依靠高效的業務流程進行管控，因此，來自系統內外的各風險，更加隱蔽，風險等級也更大。工業計算機運行的專業工業操控系統，包括了DCS、PLC等控制系統，分布在過程控制、數據采集系統、分布式控制系統、程序邏輯控制系統中，出于技術水平的限制等，安全漏洞往往容易被忽視[2]。而且使用這些自動化智能控制系統的企業，大多為航空航天、核電、石化等核心工業領域，屬于重點基礎性設施，一旦發生風險漏洞就會影響到國民經濟安全運行，甚至威脅到國家安全。

③個人計算機的網絡系統是基與TCP/IP協議的系統，在我國計算機工業操控系統的發展水平角度來看，由于過去被忽視的因素，造成如今安全保護水平程度的偏低。如今，高速的生產制造效率給工業控制系統帶來的沖擊是非常巨大的，諸如木馬、病毒、黑客等網絡攻擊一旦成功，就會造成系統的癱瘓，信息的泄露等等。

④安全問題涉及到的除了生產的安全，還有保衛的安全，無論是人為還是非人為的危險因素，都是智能制造系統的干擾因素。確保生產設備、產品、環境沒有危險是所有企業安全運行的根本，因此對生產過程中的數據和信息加以智能化管理和保護，防止被盜、丟失、非法訪問是安全管理工作的主要任務，因此可以說智能化安全管理升級轉型的任務已經被工業4.0時代的浪潮推向了風口浪尖。

2 工業4.0時代的安全智能管理系統

2015年5月我國提出了中國制造2025發展規劃和行動綱領，正式吹向了強國制造戰略轉型的集結號。

這是一場帶動科技和產業飛速發展的翻天覆地的改變。是以智能化為代表的第四次工業革命。在這場智能化浪潮中，主動式、智能化安全管理系統成為科技安全管理的新系統，為我國追趕工業4.0的腳步增添了力量。

（1）作為工業4.0的重要管理措施之一，安全管理是生產管理的出發點和落腳點。沒有安全就無法保證生產的良性運行，事故就是頻發，威脅到生產者的人身安全，也給企業帶來巨大的人力物力和財力的損失。

工業4.0的核心要求所有的生產環節實行智能化，包括生產智能化、物流智能化等，但是所有的生產環節都需要安全管理作為前提和保障。因此智能生產的首要工作就是先實現安全管理的智能化。

安全管理首先是對人的管理，工業生產的核心是人，只有以人為本的智能化管理，才能說是工業4.0時代的智能安全管理，才能確保所有的智能化生產得到最佳的功效。

（2）實行智能安全管理，從目前的發展和風險的評估來看，還存在一定的問題。如在安全管理的要素中，人為導致的事故占到總體事故的80%。人與設施、環境的要素可以通過技術手段實現檢測和處理，但是單獨對人員的管理，除了現有的培訓、教育等手段，沒有先進的智能化的技術手段加以管控。因此，智能安全管理的核心就是要研發出智能化的管控體系，強化對人員狀態的管理。通過大數據、云計算、人工智能，研發主動式智能安全管理系統，跟蹤檢測人員的工作狀態，對人員的情況進行采集、分析，提出有效的干預措施等等[3]。

（3）主動式安全職能管理系統，將生物技術與信息技術相結合，通過智能可穿戴設備、腦電信號等信息，利用牲畜信息、行為學技術、人工智能技術，運用大數據系統，對操作人員的工作狀態進行管控。將采集到的數據發送給管理系統，由操控者對信息進行判斷，根據數據形成可行性報告，制定干預措施，是實現系統綜合管理的科學手段。

圖1 智能安全管理系統架構

①智能安全管理系統運用到的技術，包含了生物技術、信息技術，是體現工業4.0時代的智能化安全管理解決方案。首先，其運用到的的國際領先的生物傳感技術，將大腦的腦電波等生理指標快速、直接、準確的予以反映，通過非侵入式電機技術，將上述生物信號加以采集、放大和傳達；然后通過人工智能算法將腦電信號進行研究和計算，運用腦電核心等精準算法，要求機器學習訓練和模式匹配，對不同人員進行分析和優化，實現對人員作業狀態的管理和控制。

②通過大數據存儲運算平臺，可以對人員狀態實行遠程的云端控制管理，并且對采集到的數據進行數據分析和挖掘，從而達到人員狀態的智能化分析和管理。

③在核心工業領域，可穿戴等智能終端產品以及云端管理系統，依靠大數據服務，可以為企業提供專屬的安全管理解決方案，實現智能化的安全生產管理。

（4）面對嚴峻的安全管理轉型升級，采用智能化管理平臺創新地實施安全+智能化管理模式，不僅強化全員安全主體意識，也對安全隱患加以大力檢查。例如通過安全智能化管理平臺將現場安全隱患等的照片進行展示，歸類和分析，通過微信圈曝光，讓問題隱患無處可藏，并將分析的根源進行防范措施的制定，以督促整改，公示督查表現等方法，將安全管理和員工參加安全培訓和學習的情況納入到管理考核項目中去，強調工業4.0時代的嚴格標準，實行硬性考核。再如安全檢查人員配備智能設備與現場安全關鍵設備、危險源關鍵控制點的安全智能設施可同步感應或接收。

（5）采用安全+跟進培訓的方式開展安全業務知識培訓，組織大型培訓，定期組織安全這是考試，修訂應急遠，強化預案演練，使每個崗位的人員熟知預案的步驟，組織各種應急處置操作演練，提高全員消除隱患，處理突發事件的應急反應能力。并且將培訓與現場檢查進行有機接合。圍繞安全管理規范、崗位操作規程等進行學習，將隱患和安全意識薄弱的問題進行深入剖析，實行全方位、全過程的立體跟蹤管控，實行安全等級評估和項目積分考核，保證培訓和檢修工作的安全高效完成。

3 結語

利用人工智能、大數據系統實行智能安全綜合管理，就要要突破傳統安全管理的模式，實現智能化的管控，為未來企業安全生產保駕護航，適應工業4.0時代生產管理的需要，為中國制造2025的夢想插上翅膀。

[1]馬清寶，王立晨，段春玲，等.工業4.0時代的安全管理——主動式安全智能管理系統研究[J].勞動保護，2015（7）：96～97.

[2]馬清寶，王立晨，段春玲，等.仝安TM：開啟鐵路行車"智能安全"新時代——工業4.0時代的人因安全管理系統解決方案[J].中國鐵路，2015（7）：94～95.

[3]王劍銘，萬 瑋.以MES食品安全管理系統提升乳制品質量安全——光明乳業華東中心工廠案例[J].上海質量，2016（10）：63～65.

TU714

A

2095-2066（2016）34-0126-02

2016-11-23

周伯雄（1969-），男，工程師，本科，主要從事企業安全生產技術與管理工作。