基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的?；袠I(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究

樊陸陸 郭 剛

[重慶市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展研究中心（中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院重慶分院），重慶 400707]

0 引言

根據(jù)中華人民共和國應(yīng)急管理部通報，2021年上半年，全國共發(fā)生化工事故62起、死亡81人。通過深入分析發(fā)現(xiàn)，造成事故的很大一部分原因是企業(yè)安全意識不強，企業(yè)安全數(shù)字化水平不高。

化工行業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，防范化解危險化學(xué)品重大安全風(fēng)險、堅決遏制重特大安全事故關(guān)系社會長治久安、人民群眾生命財產(chǎn)安全，地位突出，意義重大[1]。

危險化學(xué)品事故頻繁發(fā)生，一個重要原因就是化學(xué)品管理和對?；犯鳝h(huán)節(jié)的風(fēng)險點監(jiān)控的信息化智能化水平不高。結(jié)合危險化學(xué)品行業(yè)的行業(yè)特征，面向危險化學(xué)品行業(yè)全流程、全生命周期制定具有行業(yè)特征的綜合解決方案是我們接下來研究的重點，也是推進危險化學(xué)品行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型，推進危險化學(xué)品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的本質(zhì)要求。

1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述

眾所周知，第一次工業(yè)革命以機械化為特征，第二次工業(yè)革命以電氣化為特征；第三次工業(yè)革命以信息化為特征；那么，正在經(jīng)歷的第四次工業(yè)革命以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征，其中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐技術(shù)，是5G、時間敏感網(wǎng)絡(luò)、邊緣計算、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合的產(chǎn)物，它可以實現(xiàn)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)、各要素的互聯(lián)互通，助力工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

圖1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵

圖2 標(biāo)識解析體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是連接，連接的對象是人、設(shè)備、環(huán)境、虛擬資源等全部生產(chǎn)要素。這種連接是通過構(gòu)建企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和電信運營商建設(shè)的高質(zhì)量企業(yè)外網(wǎng)及標(biāo)識解析體系實現(xiàn)的，然后通過整個產(chǎn)業(yè)鏈上下游的打通，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺側(cè)，實現(xiàn)全價值鏈的效率提升和模式創(chuàng)新。當(dāng)然，在整個過程中，安全是保障。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)貫穿于從需求側(cè)到供給側(cè)的各個環(huán)節(jié)，全面提升整個產(chǎn)業(yè)鏈的效率，在降本增效的同時，創(chuàng)造出很多新的商業(yè)模式，比如：服務(wù)方面，預(yù)測性維護；金融方面，基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的信用評級；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，基于模式識別的生產(chǎn)過程管理，基于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的機器視覺和園區(qū)安防；等等。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)全要素連接的基礎(chǔ)，通過內(nèi)網(wǎng)改造，建設(shè)高質(zhì)量的內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，形成低延時、低抖動、高帶寬、高可靠及兼容性高的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)在設(shè)計環(huán)節(jié)、研發(fā)環(huán)節(jié)、制造環(huán)節(jié)、運維環(huán)節(jié)的流動。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是全要素連接的樞紐，匯聚來自工業(yè)各個環(huán)節(jié)各個流程的數(shù)據(jù)，結(jié)合工業(yè)機理模型，通過工業(yè)數(shù)據(jù)建模分析，實現(xiàn)工業(yè)知識模型化、代碼化、軟件化，進而反過來賦能工業(yè)場景，提升生產(chǎn)效率、協(xié)同效率、降低生產(chǎn)成本，進而創(chuàng)造新的商業(yè)模式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康有序發(fā)展的重要保障，它包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)數(shù)據(jù)安全、工業(yè)控制系統(tǒng)和設(shè)備等安全。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展催生很多新的模式、新的業(yè)態(tài)。智能化生產(chǎn)是通過對工業(yè)各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的打通及數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化生產(chǎn)流程，優(yōu)化決策，提升各個環(huán)節(jié)及上下游生態(tài)企業(yè)之間的協(xié)同效率。網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同即是通過整合全球全國的設(shè)計資源、生產(chǎn)資源、供應(yīng)鏈資源等，形成協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造等新模式，從而降低研發(fā)成本、縮短上市周期。規(guī)模化定制即是通過收集用戶的真實的個性化的需求，通過調(diào)整設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造、物料供應(yīng)等環(huán)節(jié)的協(xié)同機制，做到產(chǎn)品有所屬，做到產(chǎn)品低庫存，做到產(chǎn)品有特色個性化。服務(wù)化延伸即是通過實時監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)，根據(jù)不同的工業(yè)應(yīng)用場景，研發(fā)不同的算法，進而預(yù)測設(shè)備的故障可能發(fā)生時間點，為用戶準(zhǔn)備備件留有充足的時間，為用戶節(jié)省了定期維護帶來的成本，幫助企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品向服務(wù)的轉(zhuǎn)型[2]。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能?；袠I(yè)

危險化學(xué)品行業(yè)整體的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平較低，作為典型的流程性行業(yè)，不同環(huán)節(jié)的智能化水平不同。目前危險化學(xué)品行業(yè)主要存在以下幾個方面的問題，一是企業(yè)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的認知不足，安全生產(chǎn)意識還有待進一步加強；二是企業(yè)運用數(shù)字化、智能化技術(shù)監(jiān)測和預(yù)警安全生產(chǎn)的水平較差；三是企業(yè)員工的文化水平普遍較低，需要加強技能培訓(xùn)和人才培養(yǎng)工作。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，正在賦能千行百業(yè)，通過網(wǎng)絡(luò)連接各個生產(chǎn)要素，通過平臺來匯聚數(shù)據(jù)，通過安全來保障整個過程，成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手。在危險化學(xué)品領(lǐng)域，安全是一切的底線，提升企業(yè)的本質(zhì)安全生產(chǎn)水平已經(jīng)成為國家和行業(yè)的共識。在工業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域，建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全生產(chǎn)監(jiān)管平臺，實現(xiàn)全過程、全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈的連接和監(jiān)管，提升跨部門、跨層級的安全生產(chǎn)聯(lián)動聯(lián)控能力[3]?！丁肮I(yè)互聯(lián)網(wǎng)+危化安全生產(chǎn)”試點建設(shè)方案》提出對生產(chǎn)、儲存、使用、經(jīng)營、運輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)進行全過程信息化管理和監(jiān)控，實現(xiàn)危險化學(xué)品來源可循、去向可溯、狀態(tài)可控[4]。

2.1 運用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系促進危險化學(xué)品全生命周期管理

如果說工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了生產(chǎn)要素的物理連接，那么標(biāo)識解析就是生產(chǎn)要素互聯(lián)互通的神經(jīng)樞紐，它的作用類似于互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的域名解析系統(tǒng)，通過生產(chǎn)要素與標(biāo)識碼的映射，實現(xiàn)對生產(chǎn)要素的定位和信息查詢。目前我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系由國際根節(jié)點、國家頂級節(jié)點、二級節(jié)點、企業(yè)節(jié)點、遞歸節(jié)點等要素組成。北京、上海、廣州、重慶、武漢五大國家頂級節(jié)點已經(jīng)建成，與 Handle 國際根節(jié)點、OID國際體系等實現(xiàn)了對接[5]。

要想實現(xiàn)危險化學(xué)品安全生產(chǎn)的本質(zhì)安全，產(chǎn)品的全生命周期管理是必不可少的，從原材料供應(yīng)、生產(chǎn)工藝、運輸追蹤、倉儲監(jiān)測、使用銷毀等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)及上下游各個供應(yīng)鏈企業(yè)均接入國家標(biāo)識解析體系，那么就可以做到產(chǎn)品質(zhì)量的追溯，產(chǎn)品運輸過程中的實時監(jiān)測，產(chǎn)品存儲過程中的使用監(jiān)測，產(chǎn)品使用完畢后的銷毀監(jiān)測，監(jiān)測是第一步，預(yù)警是第二步，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能夠做到向政府監(jiān)管部門和責(zé)任企業(yè)及時預(yù)警，應(yīng)急處置是第三步，發(fā)現(xiàn)問題能夠及時解決問題，發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作能夠及時監(jiān)督管理。所以，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的特性，面向危險化學(xué)品行業(yè)建立標(biāo)識解析二級節(jié)點，向上對接國家頂級節(jié)點，向下鏈接企業(yè)節(jié)點，實現(xiàn)對危險化學(xué)品全生命周期的管理勢在必行，如圖3所示。

圖3 危險化學(xué)品行業(yè)二級節(jié)點功能

2.2 運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)等新一代信息技術(shù)實現(xiàn)危險化學(xué)品行業(yè)人才技能和安全意識提升

中華人民共和國應(yīng)急管理部通報，2020年1至11月，全國共發(fā)生化工事故127起、死亡157人，通過對化工和危險化學(xué)品生產(chǎn)安全事故典型案例的分析，發(fā)現(xiàn)事故企業(yè)安全意識和法制意識淡薄，操作人員技能不足，對從業(yè)人員安全教育培訓(xùn)不到位。

危險化學(xué)品是危險性極高的行業(yè)之一，生產(chǎn)中一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸、毒氣泄漏等重大惡性事故，其損失將極為慘重。沉浸式虛擬仿真培訓(xùn)通過三維建模建立3D虛擬的工廠環(huán)境與工業(yè)裝置，在環(huán)境內(nèi)可沉浸式實現(xiàn)生產(chǎn)過程的流程模擬、操作培訓(xùn)。

目前，企業(yè)培訓(xùn)多采用灌輸式知識培訓(xùn)+實驗室實操培訓(xùn)，結(jié)合?；袠I(yè)的行業(yè)特點，新入職員工無法通過傳統(tǒng)的培訓(xùn)實實在在感受到一旦操作不規(guī)范或者操作失誤可能造成的嚴重危害。而虛擬現(xiàn)實沉浸式培訓(xùn)能夠很好的模擬實際工作現(xiàn)場環(huán)境，模擬操作不當(dāng)導(dǎo)致的結(jié)果，讓受訓(xùn)員工感受更真切記憶更深刻，整體的培訓(xùn)效果要遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)培訓(xùn)。

另外，傳統(tǒng)培訓(xùn)多采用線下或者線上視頻培訓(xùn)，員工的技能實操記錄無法存儲，政府對行業(yè)的技能水平和安全意識無法掌握，無法針對性的進行培訓(xùn)和引導(dǎo)。那么，面向危險化學(xué)品行業(yè)建立虛擬現(xiàn)實沉浸式培訓(xùn)平臺，可以通過對培訓(xùn)記錄的數(shù)據(jù)分析，提升整個行業(yè)的技能和安全教育水平。

3 結(jié)論

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)設(shè)施，危險化學(xué)品行業(yè)的安全直接關(guān)系著廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全。所以，充分運用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈連接，全價值鏈數(shù)據(jù)互通的特性，堅持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與危險化學(xué)品生產(chǎn)一起規(guī)劃、一起部署、同步發(fā)展，構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的危險化學(xué)品行業(yè)生產(chǎn)、運輸、存儲、銷毀全生命周期的風(fēng)險感知、監(jiān)測、預(yù)警、處置及評估能力，對于提升危險化學(xué)品的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平方面具有至關(guān)重要的作用。本文從危險化學(xué)品全生命周期管理和沉浸式培訓(xùn)入手，闡述了運用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)賦能危險化學(xué)品的方法，為危險化學(xué)品行業(yè)本質(zhì)安全的構(gòu)建和提升提供了新的思路。