一种安全风险分析与评估系统技术方案

本发明专利技术公开了一种安全风险分析与评估系统，有效解决了火工类产品生产过程存在的危险因素种类多、表征难、本质安全度低等问题，采用数字化总装测试过程安全风险建模，包括产品装测过程的危险因素表征关联关系，根据危险因素表征特点用多种手段进行全方位、全要素、全时段安全风险实时感知和模型关联，建立危险状态的数字化表达与评估模型，基于人员违规操作行为不规范等问题进行危险状态辨识，同时结合专家经验进行安全态势的预判。家经验进行安全态势的预判。家经验进行安全态势的预判。

【技术实现步骤摘要】
一种安全风险分析与评估系统


[0001]本专利技术涉及生产制造
，特别是涉及一种可以对生产过程中系统的运行状况进行分析，并评估生产过程中未来安全运行态势的安全风险分析与评估系统。

技术介绍

[0002]在火工类产品生产现场，火工品单元多、含能材料量大、作业工序分散且复杂，生产环节安全风险因素多，是高危作业场所，对操作人员素质和技能要求很高。目前部分关键工艺实现了机器换人，但生产现场从准备、物流、保障等作业仍以人工方式为主，存在人的不安全行为、物的不安全状态、环境安全因素复杂等，导致作业现场安全管控难度大。作业现场人、物、环各类危险因素难以用一种手段全面、准确表征，相应的安全风险处置也很难用一种手段实现。因此，如何统一感知、预测、评估、识别现场各类安全风险，高效调度相应安全应急资源进行安全风险处置，是火工类产品生产现场安全管控的核心问题。
[0003]国内火工类产品生产制造经过多年的技术创新，实现了部分工序单机和单元的机械化操作，生产效率、生产本质安全有一定程度提高，但生产组织方式、作业过程、安全管控技术还是没有根本性的改变。在实际生产过程中，由于传统的安全管控模式以人为主，安全信息采集手段原始，缺乏科学的预测预警机制及决策手段，作业现场人的不安全行为、物的不安全状态、环境因素等都可能会导致安全事故发生。一旦发生安全事故，不能及时采取有效的控制措施，会造成人员伤亡和重大经济损失，例如，国内某厂由于人员违规操作发生爆炸，且厂房内超量存放火工品，爆炸后引起其它火工品殉爆，造成人员重伤、死亡，给国家带来重大财产损失。
[0004]随着安全风险感知传感器、物联网、大数据、人工智能、工业软件等多领域技术的快速发展，以及在火工类产品生产行业的逐步推广应用，生产现场安全管控的数字化、智能化水平越来越高。目前典型的火工类产品生产现场安全管控系统体系架构包括现场安全风险感知层、基础支撑层、数据库系统层、综合应用层、前端展示层。
[0005]各层实现的主要功能如下：
[0006]现场安全风险感知层：采用传感器和物联网技术，实现生产现场安全风险的实时感知、传输、实时分析、预警和联动控制。包括环境感知预警、视频智能分析预警、电气安全监测预警、设备运行状态监测预警，以及与现场安全报警网络集成等。
[0007]基础支撑层：为实现安全风险状态的集中管理、远程监控，需要建立统一的网络平台，实现生产现场和各级各类管控终端的互联互通，各系统数据的统一传输、交换、共享等。包括：固定有线管理网络、应急网络、保密通信、现场信息接入网关、数据交换与共享网关等。
[0008]数据库系统层：建立生产安全大数据中心，管理生产安全管控的报警规则、模型、风险报警数据；事件处置记录，事件相关传感器数据、视频数据；事件应急处置预案、案例、知识；安全生产相关法律法规、标准规范等。
[0009]综合应用层：在对生产安全数据进行综合分析的基础上，实现：生产安全业务管
理；风险监测防控；风险预测预警；智能辅助决策；指挥调度；应急预案；模拟演练等。
[0010]前端展示层：建立统一的信息发布系统，进行信息的过滤、组织、脱密等处理，并将安全信息推送到各类前端平台上进行按需及时显示。
[0011]以上典型火工类产品生产现场安全管控系统体系架构建立起了比较完善的感知、传输、应用安全物联网系统，但缺少与火工类产品工艺过程紧密集成，导致很难满足特定火工类产品生产作业现场的安全风险管控要求。
[0012]在实际的火工类产品生产过程中，每一个工艺环节对作业现场的“人、机、物、环”等要素状态均有不同的安全要求，对每一种安全风险引起的后果不同、采用的处置预案不同。同时随着生产进程的推进和现场要素状态的变化，需要采取的安全风险判断规则、处置策略也会发生改变。目前典型的火工类产品生产现场安全管控系统存在以下技术上的缺点：
[0013](1)工艺环节与作业要素的安全风险缺乏数字化的表征模型，安全风险判断规则、处置策略人工设置，缺乏科学性；
[0014](2)安全风险感知仅以现场“人、机、物、环”要素状态数据为依据，没有考虑工艺环节的不同要求；
[0015](3)缺少安全要素数据与工艺数据的集成融合分析，对安全风险的判断不够精确。
[0016]因此，如何提供一种对生产过程中系统的运行状况进行分析，并评估生产过程中未来安全运行态势的方法，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

技术实现思路

[0017]鉴于上述问题，本专利技术提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种安全风险分析与评估系统。可以实现高危产品制造工艺过程与作业现场安全风险集成管控，实现按工艺要求对作业现场人、机、物、环等要素安全状态精确、高效管控。
[0018]本专利技术提供了如下方案：
[0019]一种安全风险分析与评估系统，包括：
[0020]专家经验模块，所述专家经验模块用于根据领域内安全生产专家的工作以及知识经验提取若干影响因素各自包含的若干特征值；所述影响因素为影响安全生产系统运行的因素；
[0021]层次分析模块，所述层次分析模块用于利用层次分析法模型以及所述领域内安全生产专家的工作以及知识经验构建判断矩阵；所述判断矩阵用于对若干所述特征值的重要度进行判断获得若干目标特征值，所述专家经验模块还用于根据所述重要度对每个所述目标特征值进行赋值；
[0022]数据模块，所述数据模块用于将火工品现场生产过程中传感器采集到的若干模拟量数据转换为若干数字量数据，并将若干所述数字量数据进行标准化以及格式化处理获得目标数据集；所述目标数据集包括若干所述目标特征值；
[0023]打分模块，所述打分模块用于利用所述目标数据集、每个所述目标特征值的赋值分别计算各个所述影响因素的得分，并结合各个所述影响因素的得分计算获得综合态势得分并存储为当前得分；
[0024]预测模块，所述预测模块用于应用自回归滑动平均ARMA模型，结合所述当前得分
和历史数据库中过去的得分，预测获得未来得分，所述未来得分用于判断现场实时安全情况。
[0025]优选地：所述影响因素包括人员因素、设备因素、物料因素以及环境因素；
[0026]所述人员因素的所述目标特征值包括工房区域人员数量、设备区域人员数量、人员是否符合资质、人员是否消除静电、区域1人员越界、区域2人员越界、区域1操作不符合要求、区域2操作不符合要求、区域3操作不符合要求、区域1人员数量、区域2人员数量、区域3人员数量、人员着装、人员安全培训；
[0027]所述设备因素的所述目标特征值包括设备报警状态、设备报警原因、设备静电值、机械臂转角1、机械臂转速1、机械臂转角2、机械臂转速2、机械臂转角3、机械臂转速3、机械臂推力、机械臂推杆距离、设备保险销数量是否符合要求；
[0028]所述物料因素的所述目标特征值包括工房内舱段数量、工房内1类产品数量、工房内2类产品数量、设备内1类产品数量、设备内2类产品数量、设备内NG区数量；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全风险分析与评估系统，其特征在于，包括：专家经验模块，所述专家经验模块用于根据领域内安全生产专家的工作以及知识经验提取若干影响因素各自包含的若干特征值；所述影响因素为影响安全生产系统运行的因素；层次分析模块，所述层次分析模块用于利用层次分析法模型以及所述领域内安全生产专家的工作以及知识经验构建判断矩阵；所述判断矩阵用于对若干所述特征值的重要度进行判断获得若干目标特征值，所述专家经验模块还用于根据所述重要度对每个所述目标特征值进行赋值；数据模块，所述数据模块用于将火工品现场生产过程中传感器采集到的若干模拟量数据转换为若干数字量数据，并将若干所述数字量数据进行标准化以及格式化处理获得目标数据集；所述目标数据集包括若干所述目标特征值；打分模块，所述打分模块用于利用所述目标数据集、每个所述目标特征值的赋值分别计算各个所述影响因素的得分，并结合各个所述影响因素的得分计算获得综合态势得分并存储为当前得分；预测模块，所述预测模块用于应用自回归滑动平均ARMA模型，结合所述当前得分和历史数据库中过去的得分，预测获得未来得分，所述未来得分用于判断现场实时安全情况。2.根据权利要求1所述的安全风险分析与评估系统，其特征在于，所述影响因素包括人员因素、设备因素、物料因素以及环境因素；所述人员因素的所述目标特征值包括工房区域人员数量、设备区域人员数量、人员是否符合资质、人员是否消除静电、区域1人员越界、区域2人员越界、区域1操作不符合要求、区域2操作不符合要求、区域3操作不符合要求、区域1人员数量、区域2人员数量、区域3人员数量、人员着装、人员安全培训；所述设备因素的所述目标特征值包括设备报警状态、设备报警原因、设备静电值、机械臂转角1、机械臂转速1、机械臂转角2、机械臂转速2、机械臂转角3、机械臂转速3、机械臂推力、机械臂推杆距离、设备保险销数量是否符合要求；所述物料因素的所述目标特征值包括工房内舱段数量、工房内1类产品数量、工房内2类产品数量、设备内1类产品数量、设备内2类产品数量、设备内NG区数量；所述环境因素的所述目标特征值包括区域1温度、区域1湿度、区域2温度、区域2湿度、烟感值、光照度值。3.根据权利要求2所述的安全风险分析与评估系统，其特征在于，所述人员因素、所述设备因素、所述物料因素以及所述环境因素各自的得分通过如下公式计算获得：设备因素、所述物料因素以及所述环境因素各自的得分通过如下公式计算获得：
式中：Score
Employee
表示人员得分，Score
Device
表示设备得分，Score
Material
表示物料得分，Score
Environment
表示环境得分；权重向量Weightvector是列向量，Weightvector[i]表示的是第i个权重值。4.根据权利要求1所述的安全风险分析与评估系统，其特征在于，所述赋值采用1
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9度量，如果目标特征值C
i
相对于目标特征值C
j
的重要性程度为a，那么目标特征值C
i
相对目标特征值C
j
的重要性程度为1/a。5.根据权利要求4所述的安全风险分析与评估系统，其特征在于，采用一致性判断方法判断所述判断矩阵的不一致性程度，所述一致性判断方法采用下式表示：式中：n表示准则层因素个数，λ表示判断矩阵的最大特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘治红，徐曼菲，邱枫，范波，孙科星，张弦弦，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：