以下为中国信息通讯研究院总工程师胡坚波就“工业互联网助力安全发展”题目的演讲。
当前，制造业进入了以数字化、网络化、智能化为核心特征的时代，在这一过程中，工业互联网是数字化转型的关键支撑。工业互联网在安全生产中有哪些典型应用？以工业互联网为代表的新一代信息技术与安全（应急）产业融合发展将带来哪些新产品、新模式？围绕上述问题，我从以下三个方面回答：一是工业互联网及其应用探索；二是从需求侧看工业互联网在安全生产中的应用；三是从供给侧看工业互联网推动安全（应急）产业发展。
一、工业互联网及应用探索
当前，我们正处于制造业变革与数字经济浪潮历史性交汇期。互联网由消费互联网向生产性互联网延伸，工业与互联网深入融合，由单点的信息技术应用发展成为全面的数字化、网络化和智能化体系。
作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，工业互联网是实现产业数字化、网络化、智能化发展的关键基础设施；是实现数字化转型的使能技术；通过实现工业经济全要素、全产业链、全价值链的全面连接，不断催生新模式、新业态、新产业，重塑工业生产制造和服务体系，实现工业经济高质量发展。
工业互联网的发展已形成多样化的应用模式和路径。在对全球300多个案例梳理后，我们总结了中外在工业互联网发展路径上的异同。工业互联网的典型应用包括资产管理服务、生产过程管控、企业运营管理、资源配置优化等方向。国外重点通过数据智能分析挖掘设备、能耗、质量、产品创新、商业模式等新的价值。从国内情况看，中国企业的智能化、信息化水平参差不齐，补短提升与模式创新并重。大量处于信息化基础阶段的企业通过云化、平台满足低成本信息化的发展要求，因此在生产过程管控方面的应用占比最高，其次是资产管理服务。另外，我们看到，国内工业互联网在资源优化配置中的应用占比21%，远超国外的6%，反映出我国企业在产业链资源配置上存在较多断点和堵点，需求强烈。
二、需求侧：工业互联网在安全生产中的应用
经过多年发展，我国制造业在安全生产信息化建设方面取得很大进展，但仍存在信息化与安全生产尚未完全融合、信息化推动安全生产创新力度不够、安全生产信息交换共享不足、应用系统缺乏联动影响实际功效发挥等问题。
深化信息技术应用是提升我国安全生产水平的迫切需求。2020年10月，工业和信息化部与应急管理部印发《“工业互联网+安全生产”行动计划（2021-2023年）》，提出加快互联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术在“工业互联网+安全生产”领域的融合创新与推广应用。
根据这一《行动计划》，通过工业互联网在安全生产中的融合应用，将增强工业安全生产的五种能力，即感知、监测、预警、处置和评估能力，加速三个转变，即安全生产从静态分析向动态感知、事后应急向事前预防、单点防控向全局联防的转变，从而提升工业生产本质安全水平。
我们从员工、设备、生产环节、企业管理、外部环境等维度展开，对安全监测、风险分析和安全决策等不同层面的应用进行梳理，总结了八个方面的主要应用，分别是：操作培训与报警、设备健康管理、复杂场景监测与管理、自动响应应急处置、综合安全管控、供应链全过程安全监控、工业园区安全监控和基于新技术的创新管控。概括来讲，安全生产工业互联网应用以各类数据的全面互联监测为基础，逐步向深度分析与智能决策优化演进，拓展应用场景，丰富应用需求，催生对安全供给的更多需求。接下来我逐一举例说明。
操作培训与报警
针对安全生产操作不规范、培训难度大、报警管理低效等问题，借助工业互联网丰富操作培训手段，优化报警全生命周期管理。例如某化工厂基于工业互联网平台开展报警全生命周期管理优化应用。一方面，通过大视频、工业VR/AR等手段，提高员工的操作标准和规范程度，提供在线指导，预防或及时修正错误操作；另一方面，通过将操作知识和专家系统等固化在工业互联网平台中，提升安全生产的培训与操作报警处置效率。企业使用平台应用后，总报警数量大约下降50%-70%，单装置每小时的平均报警的处置数量由实施前的数百个下降到了数十个。
设备的健康管理
通过工业互联网的末梢终端实时采集设备数据并进行建模分析，开展设备健康管理应用，避免因设备故障造成的火灾爆炸、环境污染、人员伤亡等事故。例如，某能源集团开展风机健康管理应用，通过建立风机健康管理模型，综合工艺操作、运行监测，结构参数、环境参数等数据，实时监控风机基础和塔筒运行的异常变化，对故障进行预判，并进行预测性维护，减少因人工巡检带来的人身伤害风险，避免风机塔筒发生倾覆等重大安全生产事故。
复杂场景的监测管理
以矿山、油气管网为代表的全系统工业场景具有环节多、因素多、场景复杂、检测难度大，安全风险高等特点，基于工业互联网的监测、分析和远程管理成为典型实践。例如，某企业依托智慧矿山的工业互联网平台，实现生产调度、决策优化、灾害防治等应用。一方面，通过平台全面采集整合与灾害相关的各类数据，对人员、危险源、关键部件状态、气体泄漏等进行实时监测，并提供深度分析；另一方面，通过大数据和机器学习技术结合，进行煤矿灾害智能建模，实现隐患排查、危险源管理和预测预警等应用，提升灾害防治水平。
自动响应与应急处理
针对人工处理效率低，反应速度慢等问题，通过工业互联网协同化和智能化的能力，强化事故预警与反应能力。例如，某化工园区利用人工智能实现化工园的安全管控，为异常问题的发现和及时处置提供了有效的手段。一是对园区内的所有重大危险源进行了监控；二是基于三维地理信息平台开发危险源应急预案，实现应急联动的智能化；三是根据风向自动显示扩散模型，自动规划最佳的救援路线，实时查看可调用的消防器材、气体报警仪等应急物资，支援救援工作。解放了安全视频监控人员的大量劳动力，并实现24小时的无差别值守，同时相比人工预警更准确，响应速度更快。
综合安全监管
借助工业互联网，构建全感知数据采集网络，对生产环境进行实时管控，实现在线巡检与故障预警，建立风险管控体系，全面提升高危生产的安全防护水平。例如，某化工厂构建了现场作业、人员、环境三位一体的管理体系，实现了贯穿事前、事中、事后的综合管理。事前基于机理模型进行安全环保的分析，对安全预警做出实时判断，并给出相应解决预案；事中对三废、危化品及设备进行准确定位并监测状态，实现生产运营管理可视化；事后可利用平台数据追踪记录和知识模型进行事件回溯。相对传统方案可以节省90%的检测和响应时间，实现上万个控制点的实时在线监控，短时间内处置大量的报警。
危险化学品的物流供应链管理
利用大数据、“互联网+”等新一代信息技术对危化品物流进行全流程实时监控，降低人为安全风险，提升行业安全水平。以RFID、GPS、GIS等物联网技术为基础，实现对危化品的需求、运力、产品、仓储等全流程实时监控。例如，某企业以物联网、大数据、区块链等技术为基础，建立覆盖石化产业链的数字服务基础设施，打造互联网+物流模式，链接石化行业货主企业、仓储物流公司、政府相关部分等不同主体，提供物流企业评级评价、大数据画像、可视化与预警等功能。
工业园区安全监测
基于互联网、物联网等基础设施，综合运用新型测绘、标识感知、三维建模、虚拟现实、仿真模拟等信息技术，监测园区的楼宇、地下管网等基础设施和企业的安全情况，评估风险等级，实现对工业园区的安全决策优化、应急仿真演练，全面提升工业园区安全水平。例如：某园区综合运用物联网、信息管理和企业工控等技术，实现对涉及高层建筑消防安全、地下管网安全、产业园区安全、基础设施安全的各类风险指标进行监测、量化评估和动态预警，“点线面”体系化综合评估城市公共安全运行风险，辅助城市安全规划与防灾决策。
基于新技术的创新管控
针对生产现场风险大，生产过程管理难度高等问题，依托新技术新能力实现无人化、少人化，使作业人员远离危险区域，避免安全事故发生。例如：某工厂启动5G项目，实现厂区设备全互联、可管可控，生产环节向无人化演进，通过机械臂实现远程控制运行，避免人员在高温粉尘区域作业；通过高清监控使职工远离高温危险区域作业和巡检，实现实时预警、提前干预，从而避免安全事故的发生。
三、供给侧：工业互联网推动安全（应急）产业发展
安全（应急）产业是“为各类安全保障及应急处置活动提供专用技术、产品和服务的产业。”发展安全（应急）产业，对于落实安全发展理念、提升全社会安全保障能力和本质安全水平、推动经济高质量发展、培育新的经济增长点具有重要意义。
在新应用需求牵引之下，工业互联网带动新型安全（应急）产业快速发展。传统的安全监控管理信息系统、本质安全装备、应急救援装备和安全传感产品综合工业互联网平台、大数据、模型构建等升级为“采集+工业互联网平台+安全产品+安全服务”一体化解决方案，提供了综合的安全生产智能管控服务。再如，基于工业模拟、VR/AR等技术的安全培训设备，提升人机交互协作效率。这里从两个方面介绍工业互联网对安全（应急）产业的推动。
通过对传统环节进行改造带动安全（应急）产业拓展
工业互联网支撑了生产、产品、产业各环节的改造升级，催生应用需求。例如，管控的升级带动监控分析、设备管理、过程控制等相关场景的智能装备、管理软件、综合系统、安全平台等产业发展。产品的优化带动从原材料管理到产品销售服务全生命周期的安全（应急）产业发展，包括智能识别、远程运维等产品及服务。产业的协同带动产业链上下游的对接、协同等相关防护产业发展，如应用区块链形成订单安全、供应链风控等。
通过新模式新服务推动安全（应急）产业创新发展（P20）
基于数据的新型服务在工程机械等行业已经出现，安全服务可借助工业互联网实现基于数据的产融结合等模式创新。在工业互联网的其他领域已有了互联网+金融、互联网+教育、互联网+信用等的探索。在安全生产领域，仍大有探索发展空间，其中数据+保险可以提供安全生产类保险的产品；数据+融资租赁可以提供安全工业设备租赁的产品；数据+信用评价为征信产品的设计提供支持和发展空间；数据+教育可以提供类似安全生产、数字化培训实训基地的产品和服务。
推动工业互联网在安全（应急）产业的融合应用离不开来自产业界各方的努力。最后，简单介绍一下安全产业联盟的情况。为推动安全（应急）产业高质量发展，提高社会本质安全水平，在工业和信息化部指导下，我院联合相关单位成立了安全产业联盟。范维澄院士任联盟理事长，秘书处设立在中国信息通信研究院。成员单位包括高校院所、装备制造企业、信息技术及服务企业、金融服务企业、行业协会和产业园区等。我们愿联合各界同仁一同探索新一代信息技术在安全发展中的应用，推动安全（应急）产业快速发展。
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