Aufbau einer sichereren industriellen Umgebung mit IoT und IIoT

Das Internet in seinen unzähligen Formen hat es Menschen seit seiner Entstehung ermöglicht, sich für verschiedene Zwecke zu verbinden und miteinander zu kommunizieren. Mit dem Fortschritt der Technologie dringt diese Fähigkeit des Internets, ein Mittel zur Verbindung bereitzustellen, langsam in andere Aspekte des Weltalltags ein. Die Integration des Internets neben anderen Technologien in die Industrie hat eine neue industrielle Revolution ausgelöst, die als „Industrie 4.0“ bezeichnet wird. Die Entwicklungen in den Bereichen Internet of Things (IoT), Maschinelles Lernen (ML), Künstliche Intelligenz (KI) etc. haben es möglich gemacht, eine Industrie vorzustellen und zu realisieren, die im Rahmen der Nachhaltigkeit agiert und die Ressourcennutzung maximiert und gleichzeitig erhöht Produktqualität und Minimierung der Gesamtproduktionskosten. Abgesehen von der direkten Beeinflussung der Art und Weise, wie die Fertigung durchgeführt wird, ist Industrie 4.0 auf dem besten Weg, andere Aspekte der Industrie wie Transport, Sicherheit usw. zu revolutionieren sorgen für mehr Sicherheit für Mensch und Maschine.

Die Grundidee der Arbeitssicherheit mit IoT verstehen

Das Internet der Dinge bezieht sich auf ein Netzwerk physischer Objekte, die miteinander verbunden sind und die Fähigkeit besitzen, Daten über das Internet zu senden und zu empfangen. Diese Geräte können von einfachen Geräten wie einem Beleuchtungssensor bis hin zu komplexen Geräten wie einem automatisierten Roboterarm reichen. Sie tauschen Daten untereinander aus, die dann verarbeitet und geeignete Maßnahmen ergriffen werden, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist. Diese Art der Technologie macht sie zu einer perfekten Plattform, um bessere Sicherheitsprotokolle zu implementieren, die auf Echtzeitüberwachung und automatischem Eingreifen basieren.

Eine sehr grundlegende Umsetzung dieser Idee wäre der Einsatz von Sensoren in der gesamten Industriehalle, die kontinuierlich wichtige Parameter wie Temperatur, Feuchtigkeit, Giftgaswerte usw. überwachen. Die Verarbeitung kann auf KI und ML basieren, wo die Algorithmen mit den Daten versorgt werden für erwartete Niveaus dieser Parameter und sind so konfiguriert, dass sie Sicherheitsmaßnahmen im Falle einer Abweichung von Sensordaten von den erwarteten Niveaus durchsetzen. Ein weiteres Beispiel wäre die Integration von Algorithmen, die menschliche Arbeiter erkennen und unterscheiden können, in die Verarbeitungssysteme von IoT-fähigen autonomen Robotern, sodass die Maschinen vorhersehen können, ob ihre nächsten Aktionen direkt auf einen Menschen treffen, und dann Maßnahmen ergreifen, um diese Möglichkeit zu vermeiden /P>

Bei Prozessen, bei denen es auf hohe Präzision ankommt, kann eine geringfügige Abweichung zu erheblichen Sicherheitsrisiken führen. Ein vorhandenes IoT-System, das die verschiedenen Parameter des gesamten hochpräzisen Prozesses kontinuierlich mithilfe von Sensoren überwacht, kann dazu beitragen, Anomalien zu erkennen und schneller auf diese Anomalien zu reagieren als jede Art von menschlicher Überwachung. Solche Überwachungsprotokolle können auch auf vorbeugende Wartung erweitert werden, d. h. rechtzeitige Wartung, die potenziellen unerwarteten Ausfallzeiten aufgrund plötzlicher Geräteausfälle entgegenwirkt. IoT-Systeme können auch so konfiguriert werden, dass der Ausfall eines Geräts in einem Cluster nicht zwangsläufig zum Stillstand des gesamten Prozesses führen würde.

Mithilfe von IoT und seiner Funktion der M2M-Kommunikation (Machine-to-Machine-Communication) kann der ausgefallene Prozess heruntergefahren und seine Arbeitslast automatisch anderen ähnlichen Maschinen im selben Cluster zugewiesen werden, viel schneller als dies mit herkömmlicher Überwachung möglich gewesen wäre und Durchsetzungssysteme.

Durchsetzung von Bau- und Transportsicherheitssystemen

Aufbauend auf der Idee, Sensoren zur Überwachung zu verwenden, können Bauarbeiter mit intelligenten Wearables ausgestattet werden, die den Zustand des Arbeiters zusammen mit Umgebungsparametern überwachen. Diese Daten würden für jeden einzelnen Arbeiter gesammelt und verarbeitet, und im Falle einer Abweichung vom vorhergesagten Modell würden die erforderlichen Alarme und Aufforderungen ausgelöst. Zu den verschiedenen Umgebungsvariablen können Feuchtigkeit, Windgeschwindigkeit usw. gehören. Ein solches System kann dazu beitragen, Unfälle wie Stürze usw. zu vermeiden.

Im verwandten Bereich Transport und Logistik können IoT-Systeme auf mehreren Ebenen für Sicherheit und Überwachung eingesetzt werden. Eine solche Ebene besteht darin, die Verhaltensmuster der Fahrer direkt zu überwachen und diese Daten durch etablierte ML-Modelle zu verarbeiten, um festzustellen, ob der Fahrer in der Lage ist, sein Fahrzeug zu führen oder nicht. Diese kann an einen zentralen Flottenüberwacher gesendet werden, um weitere Entscheidungen zu treffen. Eine weitere Anwendung findet während der letzten Meile des Lieferprozesses statt, wenn erwartet wird, dass mehrere Fahrzeuge ihre Wege zusammenlaufen. IoT-fähige Lkw können bei der Entscheidung über die beste Vorgehensweise helfen, wenn eine große Anzahl von Fahrzeugen und ihre Lieferzeiten zusammenfallen, und Pannen vermeiden.

Ein Ausblick auf die Zukunft IoT-basierter Sicherheitssysteme

Neben der reinen Ausstattung bestehender Maschinen mit IoT zur Verbesserung ihrer Sicherheitsaussichten bestünde der nächste Schritt darin, Maschinen auf Basis von IoT einzusetzen, um die bestehenden Prozesse vollständig so zu ersetzen, dass die Sicherheitsrisiken drastisch minimiert werden. Laut der US-Behörde für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz waren im Jahr 2020 Stolpern, Stürze und Ausrutschen die meisten Sicherheitsverstöße. Dies könnte unweigerlich schwerwiegende Folgen für die Arbeitssicherheit haben. Solche Sicherheitsrisiken können durch die richtige Gestaltung des Industriebodens gepaart mit der Implementierung von IoT-basierten automatisierten Systemen anstelle menschlicher Arbeiter gemildert werden, die viel zuverlässiger und weniger anfällig für solche Fehler sind. In Anbetracht eines weiteren schwerwiegenden Verstoßes, nämlich des Ausbruchs von Feuer in elektrischen Anlagen, können IoT-basierte Systeme implementiert werden, um ein rechtzeitiges Eingreifen und sogar die Vermeidung solcher Sicherheitsrisiken zu gewährleisten.

Zusammenfassend erscheint die Implementierung von IoT-Technologien durch die verschiedenen erwähnten Implementierungen vielversprechend, wenn es darum geht, die Sicherheit des industriellen Arbeitsplatzes zu verbessern, entweder durch Überwachung und Reaktion auf Abweichungen oder durch vollständige Eliminierung der Abhängigkeit vom menschlichen Element für bestimmte Aufgaben. Vor allem der zweite Schritt hat ziemlich wichtige Auswirkungen, da der Wegfall von Arbeitsplätzen in der Industrie dazu führt, dass sich anderswo Beschäftigungsmöglichkeiten eröffnen, wo die Anforderungen sich dramatisch von denen der derzeitigen Industrie unterscheiden. Das menschliche Element wird für viel mehr intellektuelle Positionen rekrutiert, was die Zahl der Menschen auf dem Feld verringern wird, die einen großen Beitrag zu menschlichen Todesfällen geleistet haben.