青岛卷烟厂 山东省青岛市 266000
摘要：通过现场多种传感器、移动终端、RFID等感知设备的接入、物联网中间件及网关等物联网技术的融合，服务器等数据层资源的共享和应用层平台的互通，构建了以工业物联网为支撑的智慧安全管理新模式，提升了应对突发事件的能力，加强了对工业现场生产任务执行情况的监管，全面提升了企业安全管控能力，对物联网技术在烟草工业企业智慧安全管理中的应用进行了有效探索。
关键词：工业物联网；安全生产；智慧安全管理
十八大以来，以习近平同志为核心的党中央对安全生产工作作出重要指示，提出“构建公共安全人防、物防、技防网络”，以科技创新作为遏制重大事故的重要支撑，为安全生产工作指明了方向[1]。2020年，工业信息化部和应急管理部联合发布了《工业互联网+安全生产行动计划》，标志着安全生产工作已进入新的阶段。如何强化信息化、智能化技术应用，推进企业技术装备升级改造，加大安全技术支撑力度、建设安全技术防控工程、强化安全生产技术保障已经成为企业安全管理工作发展的必然趋势。青岛卷烟厂作为一家卷烟制造企业，近年来积极响应国家号召，对智能制造和智慧安全建设进行了深入探索。青岛卷烟厂以智能工厂建设为目标，利用大数据、物联网、人工智能等技术手段持续推进智能化安全管理落地，同时坚持安全管理的信息化、标准化、智能化，构建了以工业互联网为支撑的智慧安全管理模式。
1、工业物联网
工业物联网是通过工业资源的网络互联、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，从而构建服务驱动型的新工业体系[2]。
大数据、互联网+、人工智能、云计算等新技术的兴起助推了制造业的发展，青岛卷烟厂紧抓历史机遇，积极响应国务院发布“中国制造2025”和烟草行业精益管理的方针，以工业物联网为支撑，探索工业化与信息化的深度融合，加强工业大数据的开发与利用，努力构建全面感知、物物互联、创新驱动的智慧安全管理模式。智慧安全管理模式建立了以全方位现场感知层、六大通讯网络互联的网络层、全过程共享的数据层和多平台互通的应用层为核心的四层工业物联网体系架构，实现资源整合、数据共享、物物互联、异常报警的目标。通过不断拓展新技术的应用领域，提升安全智能化管理水平，进而实现“智慧安全、智慧管理”的企业愿景。
2、工业物联网在安全生产中的应用
2.1健全智能终端，实现多方位、全过程现场感知
随着企业设备的不断增加，新技术的不断应用，传统安全管理很难实现现场全覆盖。实现由重点监管（消防设施、安防设施）向多方位、全过程监管转变需要借用物联网技术，通过“设备管设备”的模式来满足安全管理全覆盖，减少人员的工作强度。通过射频巡检、门禁管理、移动终端、仪表状态监管、传感器和无线机器人等多种方式对现场及设备进行多方位全过程的管理。
射频卡是给予巡检对象一个“身份证”，巡检人员携带PDA巡检，通过PDA与“身份证”进行校对，获取关键性参数，以便于巡检人员来鉴定现场环境及设备状态。当巡检人员到达现场时，提供门禁管理和摄像头的入侵报警，通过身份验证和人脸识别技术，实现现场环境的分区控制和实时安全监管记录，从而保证现场环境不受外界因素干扰。巡检人员也可以通过移动终端的单兵系统进行远程与监管人员进行对话，开启摄像头后共同检测环境及设备状态。通过全过程、全方位现场感知层的建立，实现了对现场、设备和生产过程的全覆盖和数据资源的全面采集，为物联网技术的进一步应用奠定了基础。
2.2搭建网络架构，实现网络立体式辐射
网络层架构的铺设是通过现场总线、光纤、工业以太网、无线网络、有线网络和视频专网进行部署实现。厂区大部分设备是通过安装传感器，将采集到的信息进行汇聚，形成底层的环网。随后通过光纤将数据传回监管中心的数采服务器中，上传上来的数据通过给工业以太网分发给归档服务器、PH服务器、WEB发布服务器等，实现数据的通路和计算，随后将服务器中的数据呈现在电脑显示界面和手机APP中。同时，为满足现场的实际需要，部分数据将采用无线的方式进行采集，通过无线发射器中转，进而传送给数采服务器。同时，构建了视频专网，对现场40个摄像头的视频进行采集，并通过磁盘矩阵进行存储。通过六大网络通讯的互联，建立了立体式的网络辐射架构，为数据的采集和传输打通了“道路”。
2.3构建数据中心，实现安全数据共享
数据中心涵盖两大部分，其中一部分数据来源于网络层采集的数据，存储至系统服务器部署的数据库中；也有一部分数据是源于其他数据平台，例如门禁及楼宇自控平台、视频数据、火灾报警控制器、计算平台、智慧安全移动天网等。但是，数据在原有的平台基础上是分散的，各有的存储机制、存储规则等，很难实现数据共享。同时，数据的分散容易导致冗余数据的产生，同时也存在数据丢失的风险。通过对原有的服务器进行梳理，建立一个数据中心，不仅在物理上进行连接，还实现了逻辑上的连接。数据中心定义了新的存储机制、存储规则、表与表之间的关联关系等，以及编写数据库调用接口调用其他平台的数据，一并存储到数据中心中。经过数据中心的建立，打通了所有数据接口，能够有效地对所有数据进行管理，并为数据分析和深度挖掘奠定良好的数据基础。
2.4建立监管平台，实现全方位安全管理
单纯的数据中心建立不具备可视化效果，因此在管理还存在很大的难度，环境的状态和设备的参数只有通过平台展示出来才能更好地服务于实际需求。通过分析发现，常用的数据包含能源数据、报警数据、视频数据和设备参数数据。通过建立监管平台，整合设备和现场的数据，在数据中心的基础上，建立视频监控模块、门禁模块、设备智能监控模块、能源管理模块等，真正实现应用相互之间配合及互补，保障现场安全稳定。
通过视频监控模块对设备所在区域进行全天候监控，对不符合资质的人员实现入侵报警；通过门禁模块，划分区域界限，明确区域功能，隔离非法进入的可能性；通过设备智能监控对设备的健康状态进行采集和梳理，确定设备的关键参数、运行最大时间等，从而为维修提供预知性推送，实现“早发现、早解决”；通过能源管理模块对节能减排和环保进行保障，有效地监管能源的使用。
3、结语
通过四层工业物联网体系的建立，实现了物物相连、创新驱动的智慧安全管理模式。通过全方位感知层的建立、六大网络互联、全过程数据共享和多平台的交互，实现了数据的自动收集与上传、储存、智能推送和故障自动报警，为管理层提供现场全局管控的工具，真正实现了现场设备的物联化和智能化，提高了安全风险管控水平[3]。
目前，工业物联网的应用已有成熟的案例，取得了良好的使用效果。但在安全生产领域，工业物联网的使用尚不深入，一方面是由于企业对安全生产的投入不足，另一方面是缺少相关专业人才。工业物联网在安全生产中的应用值得相关学者继续深入探索。
参考文献：
[1]田心.总局解读《关于推动安全生产科技创新的若干意见》[J].安全与健康（上半月版），2016，（11）：35-36.
[2]李伟.智能制造关键使能技术发展及应用[J].制造技术与机床，2020，（4）：26-29.
[3]王瑛.基于物联网的工业现场管控系统的研究与应用[J].机电工程技术，2013，（8）：19-23.