在役機電設備安全保障信息化分析與實踐

徐小力，楊申仲

（1.北京信息科技大學現代測控技術教育部重點實驗室，北京 100192；2.中國機械工程學會設備與維修工程分會，北京 100192）

1 安全保障信息化發展趨勢及意義

近年來，美國提出“再工業化戰略”、德國提出“工業4.0”等工業發展戰略，我國提出了“中國制造2025”，均集中體現了以信息化與產業融合發展為主要特征的新一輪科技革命和產業變革在全球范圍內孕育興起。信息化是當今世界經濟社會發展和科學技術發展的大趨勢，是使社會經濟向高效、優質方向發展的助推動力，是國家社會經濟建設重要戰略決策之一，也是企業升級改造的必由之路。信息化建設的開展，是實現信息化促進工業化，以及工業化轉向現代化的必由之路。

隨著經濟建設步伐的進一步加快，我國安全生產信息化工作領域安全生產監控、監管工作任務越來越繁重。國家安全監管總局提出了安全生產信息化工作的部署和要求，如《安全生產信息化建設管理暫行辦法》，并成立了信息化工作領導小組。另外，在國家“金安”工程建設中，安全生產信息化工作也有體現。一系列的相關政策及工程加快了各級安全生產信息化建設，各級安全生產信息化應用水平也得到了全面提高，各項舉措對創新監管模式、提升監管效率、實施科技興安戰略，以實現全面推進安全生產監管工作具有十分重要的意義[1-3]。

2 安全生產信息化建設的內涵與要素

以計算機和通信網絡作為主體，實現安全生產工作的網絡化、數字化、可視化、智能化是安全生產信息化建設的內涵，要素如下[4]。

（1）信息網絡。以以人為本為理念，以先進信息技術為手段，建立較完善的數據交換共享機制。遵循科學合理、高效實用的原則建立安全生產信息共享平臺，以促進信息數據和各級應用系統的共享，以及各種資源的有效利用與保存。

（2）信息資源。除生產、經營、安全科技、管理創新等一系列環節外，安全生產信息資源還面向政府、企業和個人。在實際開發應用過程中，切實可行的全過程管理方式除去信息采集、加工、發布外，還包括建立自下而上，數據共享的安全生產信息資源綜合管理應用平臺，以形成不同層級的信息資源采集、管理機制。

（3）信息化人才。為提高安全生產科技的發展水平，應構建包括國家安全生產專家組的完善的安全生產專家信息庫；培育復合型的人才隊伍，對從事安全工作的人員定期進行培訓；建立安全生產信息化管理、研發隊伍；制定對于安全生產科技發展有積極促進作用的安全生產信息化人才培訓法規。

（4）信息技術應用。為全面推廣先進適用技術，應由政府牽頭組織并指導，以科研機構與高校為核心，建立并完善優良的技術咨詢與服務平臺，并繼續加強相關安全技術的宣傳力度。

（5）安全保障信息技術產業。著力研究核心應用技術，持續創新與吸收先進技術。為創造產業化發展的新格局，應提高各種信息化資源的整合應用水平。

（6）安全保障信息化政策法規及標準規范。開展安全保障政策法規體系建設，使其有較高實用性與較強可操作性，為實現安全保障信息化發展的建設提供安全技術標準體系及業務管理體系。

3 在役機電設備安全保障信息化的現狀及問題分析

在役機電設備安全保障工作中，隨著故障隱患排查、安全生產許可及執法等各類數據信息的不斷增加，以往的安全監控、監管手段已經無法與新形勢下安全工作的實際需求相適應。根據時代的發展，在役機電設備安全保障監控、監管工作中需要融入先進的網絡技術、數據管理技術和物聯網、云計算等計算機軟件等技術手段，以探索新的安全監控管理方式與手段，進一步提高安全保障信息化水平，對推動監控日常化、提升監管工作效率和決策管理水平具有重要現實意義。

過去幾年中，我國在役機電設備信息化取得了顯著成效，設備安全保障信息化轉型升級已經具備了一定基礎，但仍存在一些問題，現狀及問題分析涉及4個方面。

（1）有效開展了在役機電設備安全保障體系建設，為提高安全保障動態監管能力和水平以及日常監管效率提供了有力支持。設備運行安全監管信息平臺及安全保障互聯網站的建立，為安全保障信息的及時發布和安全保障法規的宣傳起到了重要作用。但就整體來看，雖然安全保障信息化建設取得了一定成效，仍處于初步發展階段，有些單位甚至還處于起步階段，各級相關部門尚需高度重視在役機電設備安全保障信息化工作，加快安全保障信息化建設步伐。

（2）在役機電設備安全保障信息化發展不平衡。制約設備安全保障信息化工作開展的障礙仍然存在。如一些設備安全保障監管部門還未配備信息化專業技術人員，以致設置專門的信息化工作職能部門困難；一些企業信息基礎設施建設欠缺，缺少對系統維護和設備更新的投入，不能保障日益增加的應用需求，難以實現設備信息的有效采集、交換與共享，難以發揮整體效用。

（3）信息化系統建設標準與數據規范仍需統一。在役機電設備安全保障信息系統建設的開發內容多，業務需求面廣。在系統建設過程中，整體合力難以形成的主要原因是各級各單位缺乏相關建設標準及數據規范，以至于缺乏聯系，自成體系，低水平重復投入較多。

（4）在役機電設備管理模式與信息技術支撐有待進一步融合。在利用信息化手段創新監管模式的方法上，仍需進一步提高認識，創新思維，避免受到傳統模式的影響。

4 我國在役機電設備安全保障信息化的建議

信息化是提升在役機電設備安全保障的有效保障，我國設備安全保障信息化轉型升級還需要進一步提上議事日程，相關工作包括3個方面。

（1）加快在役機電設備安全保障信息化的步伐。提高對設備安全保障信息化工作的認識，信息化是實現在役機電設備安全監管實時化及精細化的重要手段，是設備安全監管法治手段、行政手段、經濟手段的重要補充，有利于設備安全監管體系的形成。健全組織機構建設，加強管理隊伍建設力度，加強資金投入與保障，通過政府購買服務、培養專職安全員等方式解決人的問題，研究、探索信息化經費的持續穩定保障機制。

（2）加強研發、應用、推廣關鍵技術。以降低現階段存在的諸多的設備安全問題為導向，積極研究與開發設備安全保障網絡化遠程監控技術、在役關鍵機電設備安全運行保障技術，相關數據庫、案例庫、知識庫，故障診斷及預警技術及智能分析技術、大數據分析挖掘及數據實時共享技術，并構建相關的設備安全保障平臺及系統，如設備安全生產信息化平臺、云存儲系統、事故統計系統、設備安全保障專家庫系統、安全監管監察系統等。

（3）提高在役機電設備安全保障信息化應用水平。通過產學研合作、研究項目的落地等方式開展設備安全保障信息化新技術、新系統的應用與推廣。通過開展學術交流活動，進行設備安全生產信息化的新方法、新技術、新產品的推介，并發揮示范作用及輻射作用。

5 在役機電設備安全保障信息化技術研發的典型實踐

安全生產的重要內容是在役機電設備的安全保障，尤其是大型、高端、關鍵設備，其運行狀態的安全可靠性對生產、資源和環境產生重要影響。在國家自然基金項目及北京市重點研究計劃的支持下，根據現代產業需求，從揭示設備運行狀態發展趨勢入手，提出在役機電設備運行服役中狀態監測與故障預警的關鍵信息化技術，基于該技術的系統已應用于制造業等許多行業的多類型在役機電設備及企業集團關鍵在役機電設備群，在保障在役機電設備健康服役、預防安全事故、實現科學維修等方面發揮了重要作用。相關的信息化關鍵技術實現方式歸納如下：

（1）通過一系列信息處理手段解耦非故障變化的冗余信息，揭示故障發展演變的規律及特征，提高故障預警的可靠性。

（2）探索多源異構信息集成及融合的方式，獲取理性信息熵，以提高故障預報的準確率。

（3）采用適于實時在線大數據處理的數字化、網絡化、智能化、自動化等一系列現代化信息技術，構建遠程在線故障預警中心，提高故障預警的時效性。

（4）建立檔案庫、圖譜庫、案例庫及知識庫等信息資源庫及智能信息庫；采用多預報模型、方法及自適應閾值選擇及優化方式，實現智能決策。

（5）提取典型運行部件及關鍵部位的敏感趨勢特征分量信息、敏感因子、敏感模型（模式）等，提高故障預警的針對性。

（6）研究信息網絡集成技術，根據對象、環境及功能配置集成信息資源，實現多類型監測儀器集成研發、定制研發與調試。

6 結語

在有關國計民生的眾多部門及行業中，在役機電設備狀態監測及故障預警的信息化技術及相關系統的應用日趨廣泛。在役機電設備運行服役中狀態監測及故障預警的若干信息化關鍵技術，以及基于該技術的系統已應用于制造業等許多行業的多類型在役機電設備及企業集團關鍵在役機電設備群，在保障在役機電設備健康服役、預防安全事故、實現科學維修等方面發揮了重要作用。

[1]徐小力，吳國新，王立勇，谷玉海，左云波，王少紅，陳濤，馬超，蔣章雷，劉秀麗.機電裝備測控及信息化技術的研發與應用[J].中國設備工程，2017，（S2）：245-249.

[2]徐小力.機電系統狀態監測及故障預警的信息化技術綜述[J].電子測量與儀器學報，2016，30（3）：325-332.

[3]徐小力.狀態監測及故障預警：在役設備的安全保障[J].中國設備工程.2016，（5）：26-27.

[4]杜樂誼.安全生產信息化建設現狀及對策研究[J].中國新通信，2012，14（11）：49-50.