降低工安事故發生機率 提升廠房營運績效

在半導體技術進步下，整合多種偵測功能的環境感測模組，其體積不斷縮小，可以方便整合在生產機臺內部。Bosch

自德國在2012年發表工業4.0計畫之後，全球都把焦點放在智慧工廠上，冀望藉由多種感測元件創造自動資料交換環境，達到提升生產速度與商品品質。然而各國政府極力推動智慧工廠策略，其實並非僅著重於生產效率改善，也希望借重自動化安全管理設備，有效提升整體工廠營運品質，降低從業人員的工作風險。

尤其近來全球各地都發生不少嚴重公安意外，如2014年台商汽車零件製造商在大陸昆山的爆炸事件，共有多達68人不幸罹難，事後調查發現工廠因累積粉塵濃度量過高，加上現場人員出現操作上的失誤時，才會釀成非常嚴重的公安意外。

台積電廠務處處長莊子壽指出，不同產業廠房的工作環境迥異，因此應該要了解本身的風險特徵，才能制訂出一套完善的廠房管理規範。以半導體廠房為例，因使用特殊性氣體及化學品的種類繁多，除需要注意門禁安全設計、主動及被動防護，讓人員獲得最好安全保護外，也在適當位置安裝氣體偵測裝置，搭配防火/防爆的區劃設計，才能將災害問題控制最小範圍。

氣體感測元件普及  可偵測多種毒氣

在智慧工廠的概念中，企業需引進工安環境偵測技術與強化安防系統設計概念，大量利用各種感測元件的協助，才能讓管理人員隨時掌握廠房狀態，提升整體安全防護能力工安預防的效率，進而保護工廠資產與人員安全。而近來在全球PM 2.5空氣污染問題爆發之後，消費市場上出現許多號稱偵測PM 2.5懸浮粒子的產品，代表過去只能安裝於昂貴實驗室之中氣體偵測器，受惠半導體製程進步，不僅晶片體積得以大幅縮小，製造成本也逐漸滑落到多數業者可接受的範圍。

其實在工廠多數電機、機械或產線等機台設備，都有其專屬偵測與感測系統，能在工業用氣體或工業用水等外洩時，保護現場工作人員的安全。如Bosch在2014年便推出組合式的環境感測模組BME680，該產品可偵測揮發性氣體、濕度、壓力與溫度，讓設計人員可輕鬆整合至機台內部，以保護生產過程中的安全。因此，當日前發生台南大地震時，便有不少半導體廠房因為搖晃過於劇烈，導致生產設備自動停機的狀況，而生產過程中使用的廢水或有害氣體，也因設備本身有完善保護機制，並沒有發生化學物質外洩的狀況。

志尚儀器總經理楊玉山認為，在考量整體營運安全下，即便工作機台本身已經有保護裝置，企業主還是得在適當位置，加裝可偵測各種氣體濃度的設備，才能把營運風險降到最低。目前不同氣體偵測的技術略有差異，大致可分為已知VOCs(有機性氣體)暨TICs氣體監測(總碳氫化合物)，或是廠外已知及未知的氣體監測等，廠務人員安裝之前應該要與業者詳細溝通，才能讓產品發揮應有的效益功效。

以VOC氣體偵測為例，多是用光離子化偵測器的紫外光來游離化學物質，當產生游離電子後，會被具正電荷的接收器所收集，藉由電流訊號數值改變狀況，確認是否發生有害氣體外洩。至於半導體或化工廠所需的特殊氣體偵測，多半是採用線上質譜儀進行分析，當發現有毒氣體出現時，系統便能在第一時間發出警告，讓管理階層可以即時處理或者疏散人員，可將營運風險降至最低。

監控溫、濕度變化有助確保商品品質

在有毒氣體偵測之外，溫度、濕度狀態監測也是極為重要的一環。不同產業廠房的工作環境迥異，一旦溫度、濕度超過合理容許範圍，除可能會影響產品品質之外，也會導致現場作業人員的工作效率下滑，甚至發生難以預期的工安意外。目前常見溫度感測元件，多半採取熱敏電阻設計，可方便整合於不同材質與機構之中，讓生產設備或建築物具有感測溫度的能力。此外，在半導體製程不斷提升下，對溫度變化更為敏感的被動式紅外線MEMS感測器，則能部署於特殊工作環境之中，是需精準監控溫度變化的最佳選擇。

在濕度感測工具部分，過去傳統工具都是以量測乾燥空氣中的含水蒸氣質量為主，其實不適合天氣較為潮濕的台灣環境，很容易有數值失真的狀況。因此，近來多數工廠建造過程中，都改採電阻、電容式技術的相對濕度計，比較貼近實際廠房的工作環境。另外，市面上亦有結合偵測有毒氣體與濕度的電化學感測器，讓廠房管理人員可透過單一介面，可即時掌握整體廠房的環境變化，進而做出最適當的處置。

在智慧工廠之外，匯集大量資訊設備的資料中心，亦對溫、濕度極為敏感，所以有不少專注於機房管理的業者，開始前述兩類感測元件整合於UPS設備之中，如耕耘不斷電系統多年的台達電，便推出整合環境偵測功能的EnviroProbe解決方案，以便能在資料中心或工廠環境溫度過高，或者濕度超過預先設定標準時，立即透過電子郵件、簡訊等管道，通知管理者前往察看與處理。

降低災害傷害範圍  仰賴消防感測系統協助

即便企業斥資打造完善的環境監控架構，也難免會因天災或人為操作上的疏忽，而發生難以預期的大型火災，因此可以降低災害範圍的消防感測系統，自然也是廠管人員不可忽視的重要環節。現今消防感測系統主要是以煙霧偵測器結合警報器，前者會在偵測到大量煙霧時，啟動灑水系統或者氣體滅火系統，後者則是同步發出警告訊息，通知現場工作人員儘速撤離。

常見煙霧探測器多半為採用具備光電效應或電離子式的感應晶片，光電效應偵測悶燒火源的速度較快，電離子感煙式則適合偵測明火源所引燃的火災。然而傳統煙霧偵測器的感測能力有限，通常得等到煙霧蔓延到一定範圍後，才能偵測到環境的變化，此時火災範圍多半已經非常大，無法仰賴自動灑水系統撲滅。為此，市面上已有結合紅外線感測元件的煙霧偵測器，可在火災發生初期即發現，讓管理人員能夠及早啟動滅火系統，或者通知鄰近管理人員到場處理，避免影響到其他工作廠區的安全。

泓格科技研發一處副處長何坤鑫指出，智慧工廠管理首先要注意工業安全，特別是氣體管線監測、消防系統、緊急通報與影像監控等資訊，都必須要能夠在中控管裡平台中呈現，才可讓管理人員可監控廠房現場資訊，進而做出最佳處置方式。

強化門禁管理機制  減少人為工作疏忽

在前述種種環境感測元件之外，建構一套能夠掌握人員出入管理機制、監控現場設備運作狀況的影視監控系統，也是智慧工廠中不可或缺的一環，亦是能夠在發生機密資料竊取時，才能找出資料外洩根源，作為日後法律訴訟的根據。現今常見門禁管理系統，除早期常見指紋辨識系統之外，目前多半採取成本較低、可隨時調整門禁權限的RFID技術，或者安全等級較高的人臉辨識系統，方便行政部門掌握員工上、下班狀況，稽核人員亦能從後台資訊平台評鑑，以便提升整個廠區的管理品質。

在影像監控系統方面，大致上包含攝影機、監視器螢幕、電源與儲存設備，以及各家業者自行研發的監控軟體，在掌控現場人員的工作狀況外，亦可預防危險行為發生，進而減少工安事故發生。

或許打造完美無缺環境偵測機制，企業得付出昂貴成本，但若能先評估營業風險，從保護重要生產流程階段著手，再逐年強化監控能力，應能輕鬆兼顧營運成本與市場競爭力。