Industriële Veiligheid Verbeteren door IoT- en IIoT-Integratie

Het internet in zijn vele vormen heeft mensen al sinds zijn ontstaan in staat gesteld om met elkaar te verbinden en te communiceren voor diverse doeleinden. Met de vooruitgang van de technologie gloeit deze capaciteit van het internet om een verbindingsmiddel te bieden langzaam door in andere aspecten van de dagelijkse zaken van de wereld. De integratie van het internet onder andere technologieën met de industrie heeft een nieuwe industriële revolutie losgemaakt, gedoopt tot "Industrie 4.0". De ontwikkelingen op het gebied van Internet of Things (IoT), Machine Learning (ML), Artificial Intelligence (AI), etc. hebben het mogelijk gemaakt om een industrie te verplaatsen en te realiseren die functioneert binnen het kader van duurzaamheid en de inzet van middelen maximaliseert, terwijl de productkwaliteit toeneemt en de totale productiekosten worden geminimaliseerd. Naast het direct beïnvloeden van de manier waarop productie plaatsvindt, is Industrie 4.0 op weg om andere aspecten van de industrie zoals transport, veiligheid, etc. te revolutioneren. Dit artikel duikt in hoe Industrie 4.0 zijn tools, met name IoT, gebruikt om verhoogde veiligheid te garanderen voor zowel mensen als machines.

Het Basisidee van Industriële Veiligheid met IoT Begrijpen

Internet of Things verwijst naar een netwerk van fysieke objecten die met elkaar verbonden zijn en de mogelijkheid bezitten om data naar elkaar te sturen en te ontvangen via het internet. Deze apparaten kunnen variëren van simpel, zoals een lichtniveausensor, tot complex, zoals een geautomatiseerde robotarm. Ze delen data onderling, die vervolgens wordt verwerkt en waarbij passende maatregelen worden genomen, allemaal zonder de noodzaak voor menselijke interventie. Deze eigen aard van de technologie maakt het een perfect platform om betere veiligheidsprotocollen te implementeren die gebaseerd zijn op realtime monitoring en automatische interventie.

Een heel basale implementatie van dit idee zou zijn om sensoren doorheen de industriële vloer te plaatsen die continu belangrijke parameters monitoren zoals temperatuur, luchtvochtigheid, giftige gasniveaus, etc. De verwerking kan gebaseerd zijn op AI en ML waarbij de algoritmen gevoed worden met de data voor verwachte niveaus van deze parameters en zo geconfigureerd zijn dat ze veiligheidsmaatregelen afdwingen in het geval van afwijking van de sensordata van de verwachte niveaus. Een ander voorbeeld zou zijn om algoritmen te integreren die menselijke werknemers kunnen detecteren en onderscheiden in de verwerkingssystemen van IoT-geïntegreerde autonome robots, zodat de machines kunnen anticiperen of hun volgende acties direct een mens zullen tegenkomen en dan maatregelen nemen om die mogelijkheid te vermijden.

In processen waar hoge precisie betrokken is, kan een kleine afwijking considerable veiligheidsrisico's veroorzaken. Het hebben van een IoT-systeem dat continu de verschillende parameters van het gehele hoogprecisieproces monitorert via sensoren, kan helpen bij het detecteren van anomalieën en sneller reageren op deze anomalieën dan elk type menselijke monitoring. Dergelijke monitoringsprotocollen kunnen ook worden uitgebreid tot preventief onderhoud, dat wil zeggen tijdig onderhoud dat potentiële onverwachte downtimes door plotselinge uitval van apparatuur tegengaat. IoT-systemen kunnen ook zo geconfigureerd worden dat de uitval van één stuk apparatuur in een cluster niet noodzakelijk leidt tot het afsluiten van het hele proces.

Door gebruik te maken van IoT en zijn functie van M2M (Machine-to-Machine communicatie), kan het gefaalde proces worden afgesloten en de werkbelasting automatisch herschikt worden naar andere vergelijkbare machines in dezelfde cluster op een veel hogere snelheid dan wat mogelijk zou zijn geweest met traditionele monitoring en handhavingsystemen.

Bouw- en Transportveiligheidssystemen Afdwingen

Op het idee van het gebruik van sensoren voor monitoring voortbouwend, kunnen bouwwerkers worden uitgerust met slimme wearables die de toestand van de werknemer monitoreren samen met omgevingsparameters. Deze data wordt verzameld en verwerkt voor elke individuele werknemer, en noodzakelijke alarmen en waarschuwingen worden uitgezonden in het geval van afwijking van het voorspelde model. De diverse omgevingsvariabelen kunnen luchtvochtigheid, windsnelheid, etc. omvatten. Zo'n systeem kan helpen ongevallen te voorkomen zoals vallen van hoogte, etc.

In het verwante veld van transport en logistiek kunnen IoT-systemen op meerdere niveaus worden ingezet voor veiligheid en monitoring. Een dergelijk niveau is het direct monitoren van het gedragspatroon van chauffeurs en het verwerken van deze data door gevestigde ML-modellen om te bepalen of de chauffeur geschikt is om zijn voertuig te bedienen. Dit kan naar een gecentraliseerde flotillesupervisor worden gestuurd voor verdere beslissingen. Een andere toepassing is tijdens de laatste mijl van het leveringsproces wanneer meerdere voertuigen verwacht worden hun paden te laten samenvloeien. IoT-geïntegreerde vrachtwagens kunnen helpen beslissen over de beste actie in het geval van een groot aantal voertuigen en hun leveringstijden samenvallen, om ongelukken te vermijden.

Een Uitblik op de Toekomst van IoT-gebaseerde Veiligheidssystemen

Verder gaand dan het simpelweg uitrusten van bestaande machines met IoT om hun veiligheidsperspectieven te verbeteren, zou de volgende stap zijn om machines op basis van IoT in te zetten om de bestaande processen volledig te vervangen op een manier dat de veiligheidsrisico's drastisch worden geminimaliseerd. Bijvoorbeeld, volgens de Amerikaanse Occupational Safety and Health Administration, waren in 2020 trips, vallen en uitglijden verantwoordelijk voor het grootste aantal veiligheidsschendingen. Dit kan onvermijdelijk leiden tot ernstige gevolgen voor de veiligheid van werknemers. Dergelijke veiligheidsrisico's kunnen gemitigeerd worden door een goed ontwerp van de industriële vloer gekoppeld aan het implementeren van IoT-gebaseerde geautomatiseerde systemen in plaats van menselijke werknemers, die veel betrouwbaarder zijn en minder geneigd tot dergelijke fouten. Een andere grote schending, namelijk brand door elektrische installaties, kan worden aangepakt door IoT-gebaseerde systemen die tijdige interventie en zelfs preventie van dergelijke veiligheidsrisico's garanderen.

Concluderend, door de diverse implementaties die genoemd zijn, lijkt de implementatie van IoT-technologieën veelbelovend wanneer het gaat om het verbeteren van de veiligheid op de industriële werkplek, hetzij door monitoring en handelen op afwijkingen, hetzij door de afhankelijkheid van het menselijke element volledig te elimineren voor bepaalde taken. De tweede stap heeft met name belangrijke implicaties in de zin dat het elimineren van banen op de werkvloer leidt tot arbeidsmogelijkheden die elders openkomen waar de eisen dramatisch verschillen van die van de huidige industrie. Het menselijke element zal geworven worden voor veel meer intellectuele posities, wat het aantal mensen in het veld zal verminderen, wat een grote bijdrage is geweest tot menselijke dodelijke slachtoffers.