Создание более безопасной промышленной среды с помощью IoT и IIoT

Интернет в его бесчисленных формах позволяет людям соединяться и общаться друг с другом для различных целей с момента его создания. С развитием технологий эта способность Интернета предоставлять средства связи постепенно проникает в другие аспекты повседневной жизни в мире. Интеграция Интернета среди других технологий в промышленность привела к новой промышленной революции, получившей название «Индустрия 4.0». Разработки в области Интернета вещей (IoT), машинного обучения (ML), искусственного интеллекта (AI) и т. д. позволили представить и реализовать отрасль, работающую в рамках устойчивого развития и максимально использующую ресурсы при одновременном увеличении качество продукции и минимизация общих затрат на производство. Помимо прямого влияния на способ производства, Индустрия 4.0 находится на пути к революционным изменениям в других аспектах отрасли, таких как транспорт, безопасность и т. д. Эта статья расскажет о том, как Индустрия 4.0 использует свои инструменты, в частности IoT, для обеспечить повышенную безопасность как для людей, так и для машин.

Понимание основной идеи промышленной безопасности с использованием Интернета вещей

Интернет вещей относится к сети физических объектов, которые связаны между собой и обладают возможностью отправлять и получать данные друг от друга через Интернет. Эти устройства могут варьироваться от простых, таких как датчик уровня освещения, до сложных, автоматизированных роботов-манипуляторов. Они обмениваются данными друг с другом, которые затем обрабатываются и принимаются соответствующие меры, и все это без необходимости вмешательства человека. Сама природа этой технологии делает ее идеальной платформой для реализации лучших протоколов безопасности, основанных на мониторинге в реальном времени и автоматическом вмешательстве.

Очень простой реализацией этой идеи было бы развертывание датчиков по всему отраслевому цеху, которые постоянно отслеживают важные параметры, такие как температура, влажность, уровни токсичных газов и т. Д. Обработка может быть основана на ИИ и МО, где алгоритмы подают данные. для ожидаемых уровней этих параметров и настраиваются таким образом, чтобы обеспечить выполнение мер безопасности в случае отклонения данных датчиков от ожидаемых уровней. Другим примером может быть интеграция алгоритмов, которые могут обнаруживать и различать людей, в системы обработки автономных роботов с поддержкой IoT, чтобы машины могли предвидеть, будут ли их следующие действия непосредственно сталкиваться с человеком, а затем принимать меры, чтобы избежать этой возможности.

В процессах, требующих высокой точности, небольшое отклонение может привести к серьезной угрозе безопасности. Наличие системы IoT, которая постоянно отслеживает различные параметры всего высокоточного процесса с помощью датчиков, может помочь обнаружить любую аномалию и реагировать на эти аномалии быстрее, чем любой тип человеческого мониторинга. Такие протоколы мониторинга также могут быть расширены до профилактического обслуживания, т. е. своевременного обслуживания, которое предотвращает возможные непредвиденные простои из-за внезапного отказа оборудования. Системы Интернета вещей также можно настроить таким образом, чтобы выход из строя одной единицы оборудования в кластере не обязательно приводил к остановке всего процесса.

Используя IoT и его функцию M2M (связь между машинами), сбойный процесс может быть остановлен, а его рабочая нагрузка автоматически переназначена другим аналогичным машинам в том же кластере с гораздо большей скоростью, чем это было бы возможно при традиционном мониторинге. и принудительные системы.

Усиление систем безопасности строительства и транспорта

Развивая идею использования датчиков для мониторинга, строители могут быть оснащены умными носимыми устройствами, которые будут отслеживать состояние рабочего вместе с параметрами окружающей среды. Эти данные будут собираться и обрабатываться для каждого отдельного работника, а в случае любого отклонения от прогнозируемой модели будут задействованы необходимые сигналы тревоги и подсказки. Различные переменные окружающей среды могут включать влажность, скорость ветра и т. д. Такая система может помочь предотвратить несчастные случаи, такие как падение с высоты и т. д.

В смежной области транспорта и логистики системы IoT могут использоваться на нескольких уровнях для обеспечения безопасности и мониторинга. Одним из таких уровней является непосредственный мониторинг моделей поведения водителей и обработка этих данных с помощью установленных моделей машинного обучения, чтобы определить, подходит ли водитель для управления своим автомобилем. Это может быть отправлено централизованному диспетчеру автопарка для принятия дальнейших решений. Еще одно применение — на последней миле процесса доставки, когда ожидается, что несколько транспортных средств сойдутся на своих путях. Грузовики с поддержкой Интернета вещей могут помочь принять решение о наилучшем способе действий в случае большого количества транспортных средств и совпадения сроков их доставки, что позволит избежать несчастных случаев.

Взгляд на будущее систем безопасности на основе Интернета вещей

Следующим шагом будет переход от простого оснащения существующего оборудования IoT для улучшения перспектив его безопасности к использованию машин на основе IoT для полной замены существующих процессов таким образом, чтобы резко свести к минимуму угрозы безопасности. Например, по данным Управления по охране труда и промышленной безопасности США, в 2020 году наибольшее количество нарушений техники безопасности приходилось на спотыкания, падения и поскальзывания. Это неизбежно может привести к серьезным последствиям с точки зрения безопасности труда. Такие угрозы безопасности можно смягчить за счет надлежащего проектирования производственной площадки в сочетании с внедрением автоматизированных систем на основе IoT вместо людей, которые гораздо надежнее и менее подвержены таким ошибкам. Учитывая еще одно серьезное нарушение, а именно возгорание электроустановок, системы на основе IoT могут быть реализованы для обеспечения своевременного вмешательства и даже предотвращения таких угроз безопасности.

В заключение, благодаря различным упомянутым реализациям внедрение технологий IoT кажется многообещающим, когда речь идет о повышении безопасности на рабочем месте в промышленности, либо путем мониторинга и устранения отклонений, либо путем полного устранения зависимости от человеческого фактора для определенных задач. Второй шаг, в частности, имеет довольно важные последствия, поскольку сокращение рабочих мест в отрасли приводит к открытию возможностей трудоустройства в других местах, где требования резко отличаются от требований текущей отрасли. Человеческий фактор будет набираться на гораздо более интеллектуальные должности, что уменьшит количество людей на поле боя, что в значительной степени способствовало человеческим жертвам.