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物聯網感測漸趨成熟 工廠環境更為安全

  • 魏淑芳
針對危險係數較高的管線,必須提高巡檢的頻率,已是當前工業安全需要克服的問題。Wiki

DIGITIMES企劃

隨著產業發展的快速變遷,包括網路科技的出現、管理模式改變、勞動彈性化、結構性失業問題、人口老化等衝擊,都已對工業安全管理帶來大幅度的改變。

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如何設法避免人為疏失,減少遺憾事故發生的機率,已成為工業安全管理的主要目標。Wiki

一般而言,工業安全需要注意的風險,包括空間擁擠髒亂時,易發生跌倒、滑倒、墜落、切割擦傷、物體倒塌飛落、器械爆炸等危害,以及噪音、灰塵、溫度過低或過高、照明採光等物理性職業傷害,也包括游離性輻射,如醫用游離輻射、工商業用X光機、研究用X光機、輻射元素及藥品、核能電廠輻射暴露等,以及非游離輻射,如紫外線、雷射、紅外線、射頻及微波等。

化學性職業暴露則包括酸鹼溶劑、電鍍液、揮發性有機溶液、含重金屬之化學藥劑、農藥、油漆等等,尤其是製造業更是屬於高危險群。不同的化學品會導致不同的健康危害。除了容易發生爆炸、燃燒、皮膚灼傷、急性中毒等急性災害事故之外,也會造成慢性傷害,包括接觸性皮膚炎、肝膽系統疾病、神經系統疾病、生殖系統疾病、心血管系統疾病、腎臟疾病、癌症等,尤其高科技產業所使用的化學品變化多端,監測不易,所導致的慢性危害往往不易追蹤,不可不慎。

以電子業為例,由於操作能量需求大,許多工廠早已導入全自動,全自動或半自動等動力機器設備,或者利用具腐蝕性化學清洗藥品等,包括化學性危害如吸入或皮膚接觸金屬、非金屬、碳氫化合物與有毒氣體的粉塵、蒸氣、煙燻以及霧滴;物理性危害如高低溫環境、非游離及游離輻射環境、噪音、震動以及異常氣壓;人因工程危害如照明與採光不良、搬運傷害以及工具危害,都是工業安全管理亟需面對的問題。

事實上,回顧過往歷史,光是近幾年的一些重大事故,如2013年的無錫海力士半導體廠失火、青島輸油管線爆炸燃燒事故,2014年的高雄氣爆、蘇州崑山中榮金屬爆炸案,直至2015年的天津爆炸案等,工安環衛議題的重要性,其實並不難理解,許多事故的發生原因,往往都只是人為疏失,如無錫海力士半導體的意外事件,即是施工人員誤將氫氣管接入氮氣管道所致,才引發爆炸與燃燒,如何設法避免人為疏失,減少這些遺憾事故發生的機率,已成為工業安全管理的主要目標。

感測氣體及溫度 提升工廠安全

尤其在工業4.0的趨勢帶動下,企業不僅在智慧製造的趨勢下要積極轉型,重視生產效率,生產過程的安全性也得以受到更多的關注。現在的業者已經可以打造出至少三層的工安架構:首先是優化作業流程,提高工作人員安全性和事故應對能力,其次是要能即時監測作業安全,抵禦潛在的安全威脅,提升工作人員的生產力,最終則是透過大數據分析,改善整體營運效率並實現智能高效決策。

其中又以善用各種感測科技,幫助業者做好工業安全,成為當今工業安全管理的顯學。以管線巡檢為例,許多工廠為確保管線保持安全健康的狀態,需要定期執行管線壁厚度的檢測,針對危險係數較高的管線,可能還得提高巡檢的頻率。但此舉不僅會增加人力工時的消耗,人工巡檢模式是否會有疏失,進而影響管線安全乃至於巡檢者的人身安全,都是當前工業安全需要克服的問題。

如果能將人工巡檢,改為基於物聯網技術的檢測設備,便能顯著降低監測作業負荷,並大幅提高監測的準確度,使漏測或測不準的發生機率降到最低,順勢消除種種潛在的安全隱患。

另一個可以採用物聯網技術的應用情境,則是有毒氣體檢測。如石油石化、通用工業、消防救援、電力安全等多個領域,都會需要不同等級的個人安全防護產品,以滿足不同產業需求,包括頭面部防護、聽力防護、呼吸防護、手部防護、足部防護、墜落防護、防護服等。

但這些個人防護產品,固然能夠保護工作人員的安全,但如果真的發生事故,卻未必能及時呼救,此時就有賴感測科技的幫助。如利用危險區域遠端無線監控系統,可即時檢測廠區現場情況,對可能的危險情況做出快速回應,並進行遠端指揮。

甚至可利用無線網路氣體檢測系統,透過無線技術,整合個人使用的氣體檢測儀器,即時形成一套小型無線系統,使日常巡檢、個人防護變得更高效,讓毒氣及輻射源偵測器自帶人員救命器,更可在工作人員身體狀態發生停滯與倒下時,檢測儀會及時啟動聲光,進行現場及遠端警報。

業主可以在危險區域裝設感測器,一方面監測有毒氣體的濃度是否逾越正常標準,同時只要監測到超標現象,就可在第一時間連動其他設備發出告警,避免不知情的作業人員誤入該區域,同時協助業者大幅提高反應與處理問題的速度,爭取時效解決問題,避免釀成大規模的環境污染。

資訊整合 有助實現智慧工廠

由於物聯網技術是建立在無線通信技術、傳感器網路技術、射頻識別技術等各種接入技術的基礎上,可將環境中的大量數據和電子設備互聯,構成大規模虛擬網路,應用在工業環境監測,不需像過去一樣,將監測/偵測器安裝在管路上,再經實體線路匯集資訊至節點控制中心,可以大幅節省架設實體線路的成本費用,因而不管在工業自動化、日常生活、環境監測、軍事、醫療等各個領域,都具有廣泛應用前景。

拜物聯網技術漸漸成熟所致,各種感測器、雲端技術等關鍵網通科技的出現,各式各樣的監控技術,已能改善整體工業安全問題,但若要能有效加強工廠自動化與環境安全監測,感測機制蒐集的資訊必須加以整合,並透過廠務監控系統(Facility Monitoring Control System;FMCS),針對各種工業設施的運行狀態,進行集中監視及遠端控制的自動化管理,不僅有助於建立智慧工廠,工業環境安全監控的自動化,也才能得以實現,兩者相輔相成,更有助於工廠邁向工業4.0的願景方向。