利用 IoT 和 IIoT 构建更安全的工业环境

自从互联网形成以来，各种形式的互联网一直使人们能够出于各种目的相互联系和交流。随着技术的进步，互联网提供连接方式的能力正在慢慢渗透到世界日常事务的其他方面。互联网与其他技术与行业的融合引发了一场新的工业革命，被称为“工业 4.0”。物联网 (IoT)、机器学习 (ML)、人工智能 (AI) 等领域的发展使人们可以想象和实现一个在可持续发展框架内运作并在提高资源利用率的同时最大化资源利用的行业产品质量和最大限度地降低生产总成本。除了直接影响制造的方式之外，工业 4.0 正在彻底改变行业的其他方面，如运输、安全等。本文将深入探讨工业 4.0 如何使用其工具，特别是物联网确保提高人类和机器的安全性。

了解使用物联网的工业安全的基本理念

物联网是指相互连接并具有通过互联网相互发送和接收数据的能力的物理对象网络。这些设备的范围可以从简单的（如照明水平传感器）到复杂的自动化机械臂。它们相互共享数据，然后对其进行处理并采取适当的措施，所有这些都无需人工干预。该技术的这种特性使其成为实施基于实时监控和自动干预的更好安全协议的完美平台。

这个想法的一个非常基本的实现是在整个行业中部署传感器，这些传感器持续监控重要参数，例如温度、湿度、有毒气体水平等。处理可以基于人工智能和机器学习，其中算法被提供数据对于这些参数的预期水平，并以这样的方式进行配置，以便在传感器数据偏离预期水平的情况下执行安全措施。另一个例子是将可以检测和区分人类工人的算法集成到支持物联网的自主机器人的处理系统中，这样机器就可以预测他们的下一步行动是否会直接遇到人类，然后采取措施避免这种可能性。

在涉及高精度的过程中，轻微的偏差可能会导致相当大的安全隐患。拥有一个物联网系统，通过传感器持续监控整个高精度过程的各种参数，可以帮助检测任何异常并比任何类型的人工监控更快地响应这些异常。这种监控协议还可以进一步扩展到预防性维护，即及时维护，以应对由于突然设备故障而导致的潜在意外停机。物联网系统还可以配置成集群中的一台设备发生故障不一定会导致整个流程关闭。

使用物联网及其 M2M（机器对机器通信）功能，可以关闭失败的进程，并将其工作负载自动重新分配给同一集群中的其他类似机器，速度比传统监控要快得多和执行系统。

加强建筑和运输安全系统

扩展使用传感器进行监控的想法，建筑工人可以配备智能可穿戴设备，监控工人的状态以及环境参数。将为每个工人收集和处理这些数据，并在与预测模型有任何偏差时部署必要的警报和提示。各种环境变量可能包括湿度、风速等。这样的系统可以帮助防止从高处坠落等事故。

在运输和物流的相关领域，物联网系统可以在多个层面上用于安全和监控。一个这样的级别是直接监控驾驶员的行为模式，并通过已建立的 ML 模型处理这些数据，以确定驾驶员是否适合驾驶他的车辆。这可以发送给集中的车队主管以做出进一步的决定。另一个应用是在交付过程的最后一英里，当预计多辆车辆会聚它们的路径时。支持物联网的卡车可以帮助确定最佳行动方案，以防出现大量车辆且交付时间重合，从而避免事故。

物联网安全系统的未来展望

从简单地为现有机器配备物联网以改善其安全前景，下一步将是使用基于物联网的机器来完全取代现有流程，从而大大减少安全隐患。例如，根据美国职业安全与健康管理局的数据，在 2020 年，绊倒、跌倒和滑倒是安全违规事件中最多的。这可能不可避免地导致工人安全方面的严重后果。此类安全隐患可以通过适当设计行业楼层并实施基于物联网的自动化系统来代替人工来减轻，这些自动化系统更加可靠且不易出现此类错误。考虑到另一个重大违规行为，即电气装置的火灾事故，可以实施基于物联网的系统，以确保及时干预甚至预防此类安全隐患。

总之，通过提到的各种实施，物联网技术的实施在提高工业工作场所的安全性方面似乎很有希望，无论是通过监控和处理偏差，还是完全消除某些任务对人为因素的依赖。尤其是第二步具有相当重要的意义，即消除行业内的工作岗位会导致就业机会在其他地方开放，这些地方的要求与当前行业的要求有很大不同。人为因素将被招募到更多的知识职位，这将减少该领域的人数，这对人类死亡是一个巨大的贡献。