智能化在化工企业安全管理中应用研析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：王辉辉（1986），男，汉族，江苏徐州人，本科，中级工程师，研究方向为安全工程和碳陶材料。-45-智能化在化工企业安全管理中应用研析 王辉辉 江苏协鑫特种材料科技有限公司，江苏 徐州 221000 摘要：摘要：随着物联网、虚拟现实、机器人、5G 通信等技术的发展，化工企业安全管理的智能化已成为主要趋势。本文在对化工企业安全管理现状与智能化进行简单阐述的基础上，分别从人员定位技术、智能巡检机器人、虚拟现实技术、智能识别技术四个方面探讨了智能化技术在化工企业安全管理中的具体应用，并对实例进行了分析，以期为相关研究人员提供参考。关键词：关键词：化工企业；智能化；安全管理；智能巡检机器人 中图分类号：中图分类号：TP31 0 引言 化工企业在工作流程、作业人员以及危险源数量上均面临着较大的管理压力，随着企业规模的不断扩大以及集约化的发展，传统的安全管理模式已无法满足当前化工企业安全方面的需求。对此，需积极引入智能化技术，通过提高安全管理工作的自动化、信息化水平，降低人为因素的影响，实现对人员、危险源、设备的全方位监控，从而应对化工生产安全方面的挑战。1 化工企业安全管理现状与智能化概述 1.1 化工企业安全管理现状 化工企业安全管理是指针对生产作业中的安全风险，通过采取预防、预警、控制和应急等措施，确保人员、设备和环境安全的管理活动。化工企业安全管理内容主要包括安全教育与培训、安全生产规章的制定与执行、安全风险评估与控制、应急预案的建立、设备与工艺安全管理以及环境安全管理等。相比于其它生产活动，化工生产危险性更高、生产工序及要求更为复杂、事故所造成的破坏性更大，因此一旦未能构建一道完善的安全管理机制，便会加大安全事故发生的风险。随着相关法律法规的不断完善，针对化工企业安全管理的监管力度逐步增强，企业也在积极采取各种措施提升安全管理水平。例如加强员工安全意识培养和技能培训，规范安全生产流程，完善应急预案和应对能力，提高设备和工艺安全性能，降低环境污染风险等1。然而，也要看到一些化工企业安全管理中的不足，如安全投入不足、管理不到位、员工安全意识不强等问题，还需进一步改进。1.2 化工企业安全管理智能化概述 化工企业安全管理智能化与信息技术的发展息息相关，通过引入智能化设备、传感器、物联网技术，可实现对化工生产流程、设备运行状态、环境参数等数据的实时监测和分析，提高安全管理的效率和准确性。化工企业安全管理智能化除了具备实时监控功能外，还具有自动化、远程控制、数据智能分析的特点。通过与大数据技术、机器学习进行结合，可实现设备自动报警、自动隔离、风险自动排查，利用远程监控实时了解生产现场情况，借助数据分析预测以预防事故的发生。安全管理智能化除了在生产安全方面带来直接的效益外，还有助于提高化工企业生产工作的稳定性，降低运营成本，提高企业竞争力，达成可持续发展的目标，对社会经济发展和环境保护也具有积极影响。2 智能化技术在化工企业安全管理中的具体应用 2.1 人员定位技术 当前人员定位技术在化工企业中的应用已相当普遍，常见的包括 WiFi 定位技术、蓝牙定位技术、RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）定位技术等2。其中，RFID 的原理是利用射频信号传输和识别物体信息。通过给工作人员佩戴装置 RFID 芯片的工牌或卡片，然后在企业内布设射频读取器，便可中国科技期刊数据库 工业 A-46-实时检测到人员的位置信息。无论是哪种定位技术，其系统构成基本相同，如图 1 所示。图 1 人员定位管理系统结构 在具体应用方面，首先人员定位管理系统可帮助化工企业实时监测工人位置，避免人员进入危险区域内，这有助于防止潜在事故的发生。人员定位管理系统还可以与工作人员手机 APP 进行连接，通过报警系统及时向工人发送警告消息，并方便工人在危险境况下进行紧急求救。其次，当发生火灾、泄漏等事故灾害时，人员定位技术可以帮助救援人员快速定位困在危险区域的人员，通过提供准确的位置信息，使救援队迅速到达现场，并找到被困人员，从而提高救援效率和成功率。最后，通过人员定位技术，还可以获取工作人员的历史轨迹和行为数据。这些数据可以用来分析工作流程中存在的潜在安全风险，发现可能导致事故的行为模式或规律，有助于管理人员进一步完善安全管理制度。除此之外，人员定位技术还有助于进行事故调查和责任追溯。在事故发生后，人员定位技术可以提供事故发生时人员的位置信息，确定事故发生地点和相关人员，为事故调查和责任追溯提供参考。2.2 智能巡检机器人 在化工生产过程中，工作人员往往会面临不良作业环境，如通风不良、安全过道缺陷以及一系列危险源的威胁等，长期接触会产生炎症、神经衰弱以及肌体损伤等问题。对此，可引入智能巡检机器人，以代替危险性较高、环境复杂的人工巡检任务，减少化学物质对人体所产生的影响。并且相较于传统的人工巡检方式，智能巡检机器人能够按照程序化设定，开展定时、定点的巡检作业，能够极大提高巡检到位率与及时性，确保安全问题得到及时发现与处理。其次，通过在机器人机身安装红外热像仪、温度传感器、气体检测仪等各类元件，能够实现对环境数据及设备数据的采集，如设备运行状态、设备温度、环境气体浓度、压力等参数，为安全管理决策提供支持，实现设备缺陷的智能化分析、安全隐患的自动排查，从而高效维护化工生产安全。同时，机身还可搭载高清摄像头，对温度计读数、压力表读数以及设备开关情况等进行实时监测，一旦发现参数异常便会发出预警，提醒管理人员及时进行处理。最后，相比于人工巡检，智能巡检机器人的行动更为灵活，可以在化工厂内部的狭小空间和危险环境中自由移动，基本实现对监测区域的全面覆盖，具备自主巡视、自主避障、自主监测、报警等功能，提高了巡检效率和安全性。其中，除了对环境、设备参数进行监测外，还可对工作人员的违规行为、物料摆放位置进行监控。并且，通过搭载实时音频检测设备、红外热成像仪以及气体检测仪器，还能针对异常声音、异常设备温度、异常可燃气体与有毒气体进行及时报警，从而增强对安全隐患的反应能力3。此外，在应急处理与救援过程中，机器人可凭借所搭载的传感器、检测仪器、摄像头等，及时获取异常数据信息，对事故区域、工作人员进行定位，为后续人员搜救工作、环境数据监测工作提供帮助，从而提高应急救援效率，降低事故造成的损害。在预防性维护中，智能巡检机器人可获取相较人工巡检更多的数据参数，并进入危险区域进行采集，可提高维护周期、维护计划制定的科学性，保障化工设备稳定运行，降低安全事故风险。2.3 虚拟现实技术 虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）技术是指通过计算机生成的场景、图像、声音，以模拟和创造一种虚拟环境或体验的技术，能够使用户在视觉、听觉和触觉等感官体验下形成与虚拟世界之间的互动，产生身临其境的感觉4。在化工企业安全管理中，虚拟现实技术可在员工培训、安全检查及评估、事故模拟和演练等方面发挥重要作用，下面是具体应用内容的中国科技期刊数据库 工业 A-47-阐述。2.3.1 在安全培训和教育中的应用 通过虚拟现实技术，可以模拟真实的工作环境和操作情景，使员工能够在虚拟环境下进行危险品的操作演练。同时，还可对各种事故灾害情境进行模拟，以提高工作人员在危险境况下的反应能力与应对能力，从根本上增强工作人员的安全技能与安全意识。比如利用虚拟现实技术，模拟和演练泄漏、火灾、爆炸等化工事故发生时的情境，并结合体感座椅，让培训员工真实感受到触电、高温、震动，深刻认识化工安全事故的破坏力，以此提高工作人员应急响应能力和安全意识，从而降低事故所造成的损害。2.3.2 在设备操作培训中的应用 随着工艺技术的发展，化工企业生产方式逐渐向集约化方向进行转变，在智能化、自动化程度上得了提高，这也对企业管理工作产生了一定影响。最为典型的表现便是安全管理由过去针对设备、环境的管控转变为对“人员”的管理，对企业员工的综合素养、安全意识提出了更高的要求。比如在对设备进行操作与维护的过程中，需要工作人员具备熟练的技术，尤其涉及到危险化工原料以及大型设备时，对人员素质及操作精准度有极高的要求。而虚拟现实技术则可以为员工提供高度真实的操作训练环境，提前帮助他们熟悉设备的布局和操作步骤，通过模拟设备运行、故障和维护等场景，可以在虚拟环境中进行实践，提升员工的技能水平和应变能力。2.3.3 在设备维护和安全风险评估中的应用 通过虚拟现实技术，工程师和技术人员可以进行设备维护和安全评估的模拟，在虚拟环境中对设备进行拆卸、维修和检查，预测可能存在的问题，并采取相应的纠正措施。这种虚拟的维护和评估过程可以让安全管理人员明确各区域的风险点，为管理决策的制定提供参考。同时，虚拟现实技术还可以帮助企业进行安全风险评估，通过模拟不同情景下的危险性和风险程度，更好地制定安全管理策略和采取安全防护措施。2.4 智能识别技术 化工生产安全风险较高，所造成的事故破坏性也较大。通过对过去化工生产安全事件进行总结可以发现，大部分事故的诱因主要与人员的不安全行为息息相关。因此在智能化安全管理过程中，如何加强对工作人员违规行为的监控与识别至关重要。对此，可引入智能识别系统，通过监控和分析工人的不安全行为与违规操作，进行及时的提醒与警戒，从而实现该行为的改善。比如，识别系统可以检测到未佩戴个人防护装备（PPE）的行为，并及时提示工人佩戴好 PPE，避免因此造成的安全风险5。其次，智能识别系统还可以通过对大量数据进行分析，如人员行为、设备状态、环境因素等，发现事故的潜在风险和异常情况，并及时向管理人员给出相关建议，实现安全事故的预防。3 智能化技术在化工企业安全管理应用中的实例分析 某化工企业在应用智能化技术前，在安全管理方面存在着以下问题：（1）人为操作风险高 化工生产涉及到复杂的化学过程和设备操作，人为差错可能导致事故的发生。员工可能存在疏忽或未按照标准操作程序进行工作，并安全规定，增加了事故的风险。（2）设备状况检测困难 在化工产品生产过程中，通常涉及大量的仪表设备和监测设备，需要定期检修和维护。然而，传统的人工检测方式与维护工作可能会导致误差和漏检，难以及时发现设备故障和潜在的安全隐患。（3）安全风险评估不准确 在传统化工企业安全管理模式下，往往难以准确评估和预测安全风险。由于缺乏实时、精准的数据支持，企业难以了解潜在的安全风险和危险源，无法及时采取相应的措施进行防范和处理。（4）应急响应缺乏效率 当事故发生后，为避免事故影响扩大，化工企业需要快速、准确地做出应急响应。然而由于缺乏智能监测系统的支持，企业可能只能依赖于手动报警系统或员工的直接观察来发现事故，从而难以采取采取有效的应对措施。（5）安全培训和监督难度大 在化工企业安全管理过程中，人员安全培训和监督是十分重要的一道环节。然而，传统的管理模式难以确保培训的全面性和监督的有效性。没有智能监测系统，企业难以全面了解员工的安全培训情况和工作中国科技期刊数据库 工业 A-48-态度，无法及时发现和纠正不符合安全规定的行为。并且，仅仅依赖纸质材料和理论，往往很难提高员工的安全意识，培训效果也一般。该企业在引入智能化技术后，在安全管理方面取得了十分显著的进展。首先，借助智能巡检机器人及智能监测系统，可对设备运行状态、表计读数、环境参数等进行动态监测，减少了对人员操作的依赖，降低了人为差错的发生概率。系统可以自动识别异常情况进行预警，及时采取措施避免事故。其次，通过巡检机器人定时巡检，可收集更为全面的设备运行数据。系统可基于这些数据进行设备状况分析和预测，对巡检方案、设备维护方案进行科学调整，及时发现设备故障和潜在的安全隐患，提高设备状态的稳定性。并且，所采集的大量信息数据，还可为安全风险评估提供可靠参考，确保企业决策及管理措施实施的合理性。最后，通过虚拟现实技术，该企业在安全培训内容、形式上实现了升级，能够根据不同人员的个性化学习需求，提供针对性的虚拟操作环境，使员工的实操能力、心理素质等得到了有效提高，取得了十分显著的培训成果。除此之外，借助人员定位技术与智能识别技术，进一步加强了企业对员工违规行为的监管，因人为造成的事故得到了明显减少。4 结束语 综上所述，化工安全管理的智能化既是企业效益的体现，也是社会安定的重要保障。通过对人员定位技术、智能巡检机器人、虚拟现实技术以及智能识别技术进行应用，可有效降低人为操作风险，提高设备运行稳定性，增强安全培训效果。借助实例分析发现，智能化技术在化工企业安全管理的应用效果十分显著，可降低事故发生概率，提高生产效率。然而，智能化技术的引入也面临一些挑战，如高成本、涉及隐私等问题，需要在未来不断进行改进。参考文献 1张茂富,刘小兵,赵勇坚.智能化技术在石油化工企业安全管理中的应用J.化工管理,2023(21):84-87.2牛俊粉.化工企业安全管理工作研究与实践J.山东化工,2023,52(11):230-232.3李波,章毅,黄斐等.智能化在化工企业安全管理中应用研究J.石化技术,2023,30(05):208-210.4张丽,王风雄,杨亮亮.石油化工企业安全管理的创新措施J.化工管理,2021(20):119-120.5司钦.化工企业安全管理的优化与改进J.化工管理,2020(04):171-172.