IoT与IIoT融合赋能工业安全新高度
自诞生以来,互联网以多种形式让人与人连接沟通。随技术进步,这种连接能力逐渐渗透至世界日常事务的其他层面。互联网与工业技术的融合催生了“工业4.0”新革命。IoT、机器学习(ML)、人工智能(AI)等领域的发展,使我们能构想并实现一个在可持续框架下运行、最大化资源利用、提升产品质量并降低生产总成本的工业体系。工业4.0不仅直接改变制造方式,还在重塑运输、安全等工业其他面向。本文将深入探讨工业4.0如何利用其工具(特别是IoT)保障人机双方安全。
理解基于IoT的工业安全基本理念
物联网指相互连接、能通过互联网收发数据的物理对象网络。设备从简单的光照传感器到复杂的自动化机械臂不等。它们共享数据并经处理后自动采取措施,无需人工干预。这种特性使其成为基于实时监测和自动干预的安全协议理想平台。
最基本的实现是在厂区部署传感器,持续监测温度、湿度、有毒气体浓度等关键参数。处理层基于AI/ML算法,输入这些参数的预期值,一旦传感器数据偏离预期即强制执行安全措施。另一个例子是将能识别人类工人的算法集成到IoT赋能的自主机器人处理系统中,让机器预判下一动作是否会直接接触人员,并部署规避措施。
高精度工艺中微小偏差可能引发重大安全隐患。部署持续监测全流程各参数的IoT系统,能比人工监控更快检测异常并响应。此类监控协议还可延伸至预防性维护——及时维护以对抗因设备突发故障导致的非计划停机。IoT系统还可配置为:集群中单台设备故障不必导致整个工艺流程停摆。

利用IoT的M2M(机器对机器通信)特性,故障工序可自动关闭,其负载以远超传统监控系统的速度自动重分配给集群中其他同类设备。
强化建筑与运输安全体系
延伸传感器监测思路,建筑工人可佩戴智能穿戴设备,监测工人状态与环境参数。数据按个体采集处理,一旦偏离预测模型即触发报警提示。环境变量包括湿度、风速等。此类系统有助预防高空坠落等事故。
在运输物流领域,IoT系统可多层级应用于安全监控。一级是直接监测驾驶员行为模式,通过成熟ML模型判断其是否适合驾驶,并反馈给车队主管决策。另一应用是末端配送阶段多车汇聚时,IoT赋能卡车可协同决策最优行动,避免事故。
IoT安全体系的未来展望
超越为现有机械加装IoT提升安全,下一步是采用基于IoT的机械彻底替换现有流程,从根本上最小化安全隐患。例如,据美国职业安全与健康管理局统计,2020年绊倒、跌倒、滑倒占安全违规首位,必然导致严重工伤后果。通过合理设计厂区布局、用IoT自动化系统替代人工作业,可大幅降低此类风险,因自动化系统更可靠、不易犯错。针对另一重大违规——电气装置引发火灾,IoT系统可实现及时干预甚至预防。
综上,通过监测偏差并自动响应、或彻底消除特定任务对人力的依赖,IoT技术在改善工业职场安全方面极具前景。后者影响深远:减少一线岗位将催生需求截然不同的新型就业机会,人力将转向更智力型岗位,减少现场人员数量,而这一直是工伤死亡的主要诱因。
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