数字技术在化工生产与安全管理中的应用

摘要：随着工业4.0时代的到来，数字技术正逐步渗透到各行各业中。化工生产作为国民经济的重要 支柱，其生产过程复杂且风险较高，对安全管理的需求尤为迫切。将数字技术应用于化工生产与安全管理中，不仅可以提高生产效率，还能显著提升安全水平，减少事故发生的概率。因此，本文在探讨数字技术在化工生产与安全管理中的重要性的基础上，分析相应的应用策略，以期为相关领域的实践提供参考与指导。

关键词：数字技术；化工生产；安全管理

引言

化学工业作为国民经济的支柱产业，其生产过程普遍存在高温高压、易燃易爆、有毒有害等高风险特征，对生产效率与安全管控提出了极其严苛的要求。随着物联网、大数据、人工智能、云计算为代表的新一代信息技术的飞速发展与深度融合应用，一场深刻的数字化智能化变革正在席卷全球化工领域。这种变革不仅极大地优化了生产流程、提升了资源利用效率、降低了运营成本，更重要的是通过构建智能化安全监控预警体系和创新安全教育培训模式，显著增强了企业应对复杂风险的能力，为保障人员生命财产安全和实现可持续绿色发展注入了强大动能。深入探索数字技术在化工生产与安全管理中的具体应用模式与成效，对推动行业转型升级和高质量发展具有重大现实意义。

1数字技术在化工生产与安全管理中的重要性

1.1提升生产效率，降低管理成本

通过集成先进的传感器、物联网和大数据分析技术，数字技术能够实时监控生产过程中的各项参数，如温度、压力、流量等，确保生产流程的稳定性和高效性。这种实时监控和数据分析不仅可以帮助企业及时发现生产中的异常情况，减少故障停机时间，还可以优化生产参数，提高产品质量和产量[1]。同时，数字技术还可以实现生产过程的自动化控制，减少人工干预，提高生产效率和准确性。在安全管理方面，数字技术通过建立全面的安全监测和预警系统，能够实时识别和评估潜在的安全风险，及时采取预防措施，减少事故的发生。

1.2增强安全预警能力，保障人员安全

传统化工安全管理主要依赖定期巡检和事后分析，对潜在风险的预见性与响应速度明显不足。而基于高密度部署的传感网络构建的全时域监测系统，配合流式大数据处理平台与智能算法，能够实时捕捉设备运行的异常波动、微小泄漏、人为违规等早期危险信号。先进的预警模型通过对海量历史事故数据和实时工况数据的关联挖掘，不断学习演化，实现对设备故障、工艺偏离、危险化学品泄漏等事故概率的精准预测，将风险发现关口前移至隐患阶段甚至未萌之时。例如智能气体检测系统结合AI识别算法，可分辨泄漏源头和扩散趋势，远早于传统手段触发警报并启动应急联锁响应，为人员疏散和应急处置赢得宝贵时间窗口，极大提升了事故防范的前瞻性、实时性与准确性，显著增强了现场作业的本质安全保障水平[2]。

1.3提升人才素养，实现可持续发展

虚拟现实、增强现实技术构建的高度逼真模拟环境，使操作人员得以在零风险条件下沉浸式演练复杂开停车、紧急事故处理、高风险特殊作业等高难度安全规程，通过反复实践形成稳固的肌肉记忆和危机处置能力。这种“从虚拟到现实”的安全培训模式，其沉浸感和交互性远超传统灌输式教学，大幅提升了培训成效与技能转化率，有效克服了高风险行业实操训练的难题。同时，生产与安全管理中产生的海量运行数据经过平台化集中管理与可视化呈现，构成了宝贵的知识资产，为生产优化、故障诊断、风险管控持续提供数据驱动力，促进了企业知识经验的沉淀与智能化决策能力的跃升。技术赋能加速了高技能、懂数字化的复合型安全人才培养，为企业及行业向资源节约、清洁低碳、高安全标准的现代化工转型提供了坚实的人才基础与创新支撑。

2数字技术在化工生产中的应用策略

2.1生产流程优化

在生产流程优化领域，数字技术的核心优势在于实现由感知、分析到决策执行的闭环优化。依托广泛部署的DCS控制系统、实时传感网络、智能仪表及APC先进控制系统，生产全过程的关键参数实现毫秒级实时采集。这些海量实时数据流汇集至强大的工业大数据平台[3]。平台结合工艺机理模型及基于机器学习的数据驱动模型，对运行状态进行实时评估诊断，发现运行偏差和效率瓶颈。基于此，智能优化算法能够动态计算并自动下发最优设定值至执行单元，实现反应条件、能源分配、产品规格等核心变量的连续精准调控。这种闭环优化显著降低了生产方案固有的保守余量，提升资源利用效率。同时，通过对历史生产数据、能源消耗模式、市场需求波动等多源异构数据的深度挖掘，MES生产执行系统或更高级的智能调度系统可以预测未来产能需求和资源约束，生成全局最优的生产计划、原料采购计划和能源调度策略，实现柔性制造与精益运营，整体提升生产链协同效益。

2.2生产设备监控与维护

在生产设备监控与维护方面，数字技术驱动“预测性维护”取代传统基于固定周期或故障后维修的模式。通过大量安装在生产设备本体及关联管线上的智能传感器，连续采集反映设备健康状态的多种关键信号。这些信号传输至边缘计算网关进行初步预处理后，汇入云端或工厂级大数据平台。平台集成应用先进的信号处理技术、特征工程提取关键运行指标，并建立基于机器学习的设备状态预测与故障诊断模型。这些模型经过海量历史数据和故障案例训练，具备极高的辨识能力，能够在设备性能出现轻微劣化但尚未引发显性故障时，精准识别其故障模式、严重等级并预测剩余使用寿命[4]。系统据此动态生成个性化的维护任务单，指导维修人员在最佳时机进行精准维保，避免突发性停机事故，显著延长关键机组使用寿命，大幅降低因意外故障造成的产能损失和安全风险，确保生产安全稳定长周期运行。

3数字技术在安全管理中的应用策略

3.1安全风险监测与预警

在化工生产与安全管理中，面对突发事件，迅速而有效的应急响应至关重要。因此，完善数字化应急预案与响应机制是确保企业能够高效应对各类紧急情况的关键一环[5]。基于风险评估和历史事故数据，制定详细的数字化应急预案。这些预案应明确各类紧急情况的应对措施、责任分工和协调机制，确保在事故发生时能够迅速启动并得到有效执行。预案的制定应充分考虑各种可能的情景，包括设备故障、化学品泄漏、火灾爆炸等，以确保预案的全面性和实用性。建立数字化的应急响应平台，实现应急信息的实时共享和指挥调度。通过该平台，相关人员可以迅速获取事故现场的实时信息，了解事故的性质、规模和影响范围，从而做出准确的判断和决策。同时，平台还应具备远程控制、资源调配和人员疏散等功能，以支持应急响应工作的顺利进行。建立应急预案的评估和改进机制，定期对预案的执行情况进行评估和总结，发现问题及时整改和完善[6]。

3.2强化数字化安全培训和文化建设

在化工生产与安全管理中，人员是安全管理的核心要素。为确保数字技术的有效应用，企业应加强数字化安全培训和文化建设，提升员工的数字化安全意识和技能水平。定期组织数字化安全培训，涵盖数字技术的基础知识、安全操作规程、应急处理流程等内容，确保员工能够熟练掌握和应用数字技术，减少因操作不当而引发的安全风险[7]。同时，培训还应注重实践环节，通过模拟演练、案例分析等方式，提高员工在实际工作中的应对能力。构建数字化安全文化，将安全理念贯穿于生产经营的全过程。通过举办安全知识竞赛、安全文化活动等形式，增强员工的安全意识和责任感，形成人人关注安全、人人参与安全的良好氛围。建立激励机制，对在数字化安全工作中表现突出的员工进行表彰和奖励，激发员工参与数字化安全管理的积极性和主动性[8]。

4结语

数字技术深刻重塑了化工行业的运行本质与安全底座，其应用价值已充分显现于生产效率跃升、运营成本优化、风险前瞻管控及安全文化升级等关键维度。强化数据驱动的安全决策与人员能力持续提升，将是化工行业迈向高质量发展和高水平安全的必然路径与核心动力。数字化不仅是工具升级，更是一场关乎本质安全的深刻变革。

参考文献

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[2]纪艳宇，桑圣印，臧传奇，孙航，刘慧玲.数字技术在化工生产与安全管理中的应用[J].石化技术，2025，32（07）：348-350.

[3]宗志辰.化工园区安全管理现状、数字化转型与发展方向探析[J].中国石油和化工标准与质量，2025，45（08）：56-58.

[4]马玲玲，夏斌.数字化赋能企业安全生产管理体系探究[J].上海轻工业，2024，（06）：150-152.

[5]李宏峰.数字化时代虚拟仿真技术在化工实训教学中的融合实践[J].化工管理，2024，（30）：48-52.

[6]王营，吕静.信息安全管理促进企业数字技术创新研究[J].证券市场导报，2024，（09）：59-67+79.

[7]张明靓.智能化与数字技术辅助施工现场安全管理的SWOT分析[J].建筑技术开发，2022，49（09）：54-56.

[8]李圣枫.仿真技术在石油化工企业安全生产管理中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41（17）：155-156.