人工智慧驅動的工作場所安全
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
儘管最近取得了進展，但在使重工業更安全的工作場所方面仍有工作要做。 建築、採礦、製造、運輸，以及石油和天然氣行業的工人可能在高處、狹窄的空間、車輛和機器上工作，甚至使用危險化學品，因此發生事故的風險更高。 利用技術進步，可以幫助改善這些潛在危險環境中的工作場所安全。
虛擬實境培訓或使用機器人，是改善工作場所安全的最有效方法之一，其次是感測器、探測器和工人福祉追蹤可穿戴裝置。然而，重工業的環境確實對技術提出了額外的要求。它們需要耐用，從最深的礦山到最高的建築和石油鑽井平台，並符合所有必要的規則和法規。
目錄
- 工作場所的安全：還有改進的餘地
- 哪些重工業必須改變最大，以防止與工作場所相關的事故？
- 哪些常見的工作場所情況最危險？
- 提高工作場所安全的最有效的技術解決方案
- 對映危險情況的技術解決方案
- 提高製造業工作場所安全的技術解決方案
- 提高建築行業工作場所安全的技術解決方案
- 提高運輸行業工作場所安全的技術解決方案
- 提高採礦業工作場所安全的技術解決方案
- 提高石油和天然氣行業工作場所安全的技術解決方案
- 在危險環境中使用的技術解決方案的要求
- 堅固性和耐用性至關重要
- 需要遵守法規
- 技術必須減輕負載，而不是增加負載
- 使用不同的技術只是改善工作安全的開始
- 參考資料
工作場所的安全：還有改進的餘地
雖然過去幾十年工作場所安全取得了全面進展，但仍有改進的餘地。每年有數百萬人因工作場所事故而受傷，這給自己和僱主帶來高昂的代價。
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| 來源：國際勞工組織、歐盟統計局、勞工統計局、OSHA歐洲、NSC.org |
然而，有很多方法可以提高工作場所的安全，其中之一是透過不同的技術進步。根據 Karakhan、Xu、Nnaji 和 Alsaffar（2018年）的研究，更高的技術實施率可以提高安全水準。最明顯的技術解決方案，是使用機器人和其他自動化裝置，以避免工人執行危險任務。但這些選擇超越了這一點，從虛擬實境培訓到工人可穿戴裝置的健康監測，如智慧頭盔、感測器和手錶。
然而，你不能使用陌生的技術。國家安全委員會（NSC）調查了環境、健康和安全（EHS）專業人員，發現工作場所安全技術實施的最重要障礙是：
- 缺乏關於各種技術的資訊
- 缺乏關於成功使用這些技術的公司的資訊
為了幫助公司使其工作場所更安全，Getac 希望彌合有關合適的工作場所安全技術的資訊差距，重點關注以下領域：
- 在工作場所安全方面，最需要改進的行業
- 這些工作場所最常見的危害
- 儘量減少這些危害的適當技術進步
哪些重工業必須改變最大，以防止與工作場所相關的事故？
在這項研究中，我們專注於建築、製造業、採礦以及石油和天然氣等重工業。 從以下歐盟統計局的最新工作場所相關、非致命和致命傷害資料中可以看出，還有很大的改進空間。
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| 來源：歐盟統計局 |
我們還將運輸業納入了本報告，因為我們注意到傷病率相對較高。
歐盟統計局列出了製造業的石油行業，因此沒有提供個人資料。但據國際石油和天然氣生產商協會 IOGP 稱，2018 年其成員公司有31人死亡，2970 人受傷。這些數字將使該行業落後於電力。
我們還研究了近年來，這些行業報告的傷害人數是如何變化的。
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| 來源：歐盟統計局 |
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| 來源：歐盟統計局 |
哪些日常工作場所的情況最危險？
根據關於所選行業工作場所安全的各種研究、報告和文章，我們可以確定使工人面臨受傷風險的多種危險情況。這在下圖中視覺化。 類別依賴於國家安全委員會（NSC）2019 年報告的定義。
此外，根據特定行業的研究，如 Muthukumar、Janardhan 和 Rajiev（2019年）、Hermanus（2007年）和 Bhattacharya & Pramanik（2020年）的研究，我們進一步強調了哪些危險情況普遍存在。許多最常見的危險問題在所有或大多數相關行業中都很常見。這進一步強調了，認真對待工作場所安全問題的必要性。
從這些圖表中可以看出，一些行業的非致命事故減少停滯不前，受傷人數甚至略有增加。因此，這些行業是新工作場所安全措施的主要候選者。
除了美國勞工統計局的資料外，NSC 還採訪了來自不同行業的 32 名 EHS 專業人員。與會者提到，身高工作（50% 的受訪者表示）、電氣工作（50%）、機械操作（34%）、重型裝置操作（25%）和密閉空間進入（25%）是工作場所最危險的情況。這些行業的其他相關類別，也與其他研究中提到的最常見的傷害相適應，是
- 建造和安裝
- 操作車輛
- 利用危險材料、氣體或液體
- 裝卸
- 熱門工作。
與 NSC 報告一樣，我們進一步將每種危險情況的風險因素，歸類為主要或次要。直接風險與相關事件直接相關，例如在高處工作時跌倒。
然而，主要風險背後可能有更多的原因，例如為什麼這個人首先摔倒了。許多研究和文章，提到了以下可能造成危險情況的次要因素：
- 人為錯誤或疲勞
- 忽視安全程序，如使用防護裝置或不保持工作環境清潔
- 缺乏或培訓不足
- 人類無法控制的力量，如災難性的天氣，如大雨流入礦井
很難找到一個單一的解決方案，來解決這些因素。其中許多反映了整個組織對工作場所安全的態度。需要考慮它們的影響，幸運的是，許多技術解決方案，可以幫助減少這些次要因素的影響。
提高工作場所安全的最有效的技術解決方案
在確定了所選行業中最常見的安全危害後，我們用合適的技術解決方案繪製了它們。由於本報告的重點是技術，因此省略了安全帽、安全帶或堅固的工作靴等標準防護裝置。
透過對 EHS 專業人士關於安全技術的採訪和調查，我們瞭解了專業人士自己已經在使用或希望更頻繁地使用哪些技術。NSC 採訪的專業人士提到了他們已經使用的一長串技術：
受訪者可以在回應中，提供不止一種技術。因此，百分比與提到該技術的參與者人數相對應，總數將超過 100 人。
根據研究和諮詢公司 Verdantix 的採訪，EHS 專業人士認為這三項技術顯示出最大的潛力：
透過機器人實現自動化被證明是最常見的技術，其次是各種感測器和軟體。對虛擬和擴增實境的興趣，日益成長也是可以理解的，因為這些技術在媒體上，獲得了更多的受歡迎程度。各行業的各種研究還提到，透過虛擬或擴增實境進行危險情況培訓，這是讓工人安全應對可能危險的好方法。
– 人工智慧
人工智慧（AI）是指配備電腦的機器，透過演算法操作大型資料集，使它們能夠自行執行任務或解決問題。因此，智慧工業機器可以從提供給它們的資料中學習，並能夠為未來可能的情況提供預測。
– 擴增實境
擴增實境（AR）允許一個人透過增強的感測器輸入體驗世界，例如電腦生成的覆蓋層或表單。AR 可用於傳送工人安全資訊（例如培訓材料），以便透過特殊眼鏡等裝置檢視。
– 自動化和機器人
自動化和機器人是指目的在部分或全部執行任務，而不是工人的裝置或機器。例如無人機、用於移動物品的半自動車輛或機器人鑽探。
– 大數據
大數據是指從傳統資料分析軟體太大的資料集中分析和提取資訊。它可以用於收集和分析機器或工人的福祉資訊，以更好地決策。
– 虛擬實境
虛擬實境（VR）提供了電腦生成的場景互動模擬。在虛擬實境安全培訓中，工人可以真實地進行事故情況的模擬，並保持完全安全。
分析從工業機器到工作環境的資料預計在未來會變得更加流行。透過分析，可以很容易地預測機器故障或惡劣天氣。此外，透過可穿戴裝置監測工人的福祉有助於降低與疲勞相關的風險。
然而，一些技術解決方案比其他技術解決方案更有效地提高了安全性。從整理的資料中，我們可以建立一個技術有效性的層次結構，以確定應該專注於哪些解決方案：
這張圖表顯示，將工人最終從潛在的危險環境中移開，有助於最顯著地改善工作場所安全。根據 Cameron 等人（2018 年）的研究，機器人和自動駕駛車輛（如無人機）的使用增加，有助於到 2030 年將工作場所相關傷害減少高達 11%。無人機和機器人技術不僅允許工人遠離危險情況。這些機器還可以處理枯燥和重複的任務。這反過來有助於工人在工作日更加警惕，並降低與疲勞或粗心大意有關的傷害風險。
其次最好的選擇是工程或管理控制，如感測器和屏障，以及其他資料收集專案，如可穿戴裝置。數字裝置還可以幫助工人更加關注工作場所的安全工作流程和程式。員工在進入危險區域時，可以透過可穿戴裝置或通知收到佩戴防護裝置的提醒。
最不有效的安全技術是智慧個人防護裝置，或技術增強的個人防護裝置，如智慧頭盔、智慧眼鏡或疲勞監視器。 他們可以直接向經理傳送有關工人福祉的資訊。
– 可穿戴裝置和智慧個人防護裝置
可穿戴裝置和智慧個人防護裝置是智慧可穿戴技術，可以獲取有關工人環境、位置或福祉的資訊。例如手錶、智慧頭盔或背心上的感測器，它可以傳送危險氣體暴露、疲勞跡象或工作姿勢和生命體徵資訊的警報。
然而，這些感測器和 PPE 只有在正確使用時才有效。如果工人即使聰明的個人防護裝置告訴他們不要停下來休息，那麼不能說這些裝置對工作場所安全產生了任何積極影響。
對映危險情況的技術解決方案
下面，根據 NSC 報告的框架以及關於製造、建築、運輸、採礦以及石油和天然氣行業所用技術的進一步研究和文章，我們為每個最常見的危險情況建立了以下相關技術視覺化。
我們使用不同解決方案的層次結構，來更好地視覺化每個解決方案對每個風險的有效性。
使用者可以使用某些技術來應對多種不同的風險。例如，由於疲勞是許多危險情況下常見的次要風險因素，因此用於追蹤員工疲勞水準的可穿戴裝置通常出現在圖中。
這份圖表概述了本報告中觀察到的行業之外可用的不同技術。然而，由於本研究中的重工業都是獨一無二的，我們還為每個行業單獨說明了高效技術及其用例。
– 工作許可證
工作許可證技術僅向授權人員提供進入某些區域或處理某些任務的許可。軟體可用於確保只有接受過所需培訓和認證的人才能執行某些任務，例如處理危險物質。
如何讓工人在製造業中安全
今天，大多數工廠都是部分自動化的，但技術對製造業的好處並不止於此。 透過物聯網感測器，經理可以從機器接收實時資料，並在需要維護工作時收到提醒。
– 物聯網
物聯網或物聯網是指透過網際網路將資料連線到其他裝置的物理物體，如連線的車輛，這些物體與感測器、顯示器和處理軟體連線並傳送到其他裝置。它使人們能夠遠端監控機器和裝置的工作，並在整個工作環境中使用自動控制，如開關關閉。
製造業的其他趨勢顯示，有多種不同的技術解決方案。例如用於監控工人姿勢和工廠地板噪音水準的高科技可穿戴裝置。另一個有希望的可能性是虛擬現實計劃，以培訓工人處理危險情況和事故。將衣服或身體部位纏在機器中是極其危險的。可穿戴感測器可以提醒工人，如果他們站得離裝置太近或沒有遵守安全協議。
根據疲勞資料，使用疲勞監測可穿戴裝置，工人可以在需要時休息，或者在最警覺時執行高濃度要求任務。
提高建築行業工作場所安全的解決方案
根據最近的研究和研究，建築安全技術有很大的改進空間。這是因為建築業在技術採用方面通常落後於其他行業。然而，該行業可以以多種方式從不同的技術中受益，如下圖所示。
組織可以使用 VR 培訓來培訓工人瞭解複雜或危險的任務。這樣做會更好地為它們做好準備，並降低事故和傷害的風險。
3D/4D 電腦輔助設計（CAD）、建築資訊建模（BIM）和雷射掃描等軟體可以幫助識別遠方的危害。
接近感測器可以降低碰撞或跌倒的風險。當物體（如機器或人）進入設定的距離時，這項技術可以提醒工人。
位置地理圍欄檢測可以在進入潛在危險的工地區域時提醒工人。這限制了高風險地區因無視安全程式而產生的事故。如果未經授權的人未經許可進入工作區，工作區入侵檢測將提醒工人。
當工作需要在地面上進行時，可以使用機器人和自動化，如無人駕駛飛行器。
可穿戴裝置可以監控孤獨的工人，防止與機器發生碰撞，並幫助在緊急情況下更快地找到所有員工。它們還有助於防止或減少，在熱工作期間長時間暴露在高溫下，造成的健康風險。
– CAD
3-D/4-D 電腦輔助設計（CAD）利用電腦技術的幫助，來設計或建立三維或四維技術文件。它幫助工程師和建築師更好地視覺化施工過程，並辨識計劃中的潛在錯誤。
– BIM
建築資訊建模（BIM）可以使用雷射掃描，來準確建立實體建築或建築工地的數位演示。它可以用於從遠處安全地辨識和評估潛在危害。
– 接近感測器
接近感測器將感應到一個物體或人類，是否離另一個物體或人類太近或進入限制區域。
–位置地理圍欄
當裝置進入設定區域時，位置地理圍欄會觸發操作。 它可以透過應用程式或可穿戴裝置提醒工人，他們即將進入工作場所的受限或危險區域，或阻止未經授權的人進入建築工地。
運輸行業的工作場所安全解決方案
運輸中最常用的安全技術是感測器、攝影機和監控障礙物和速度的裝置。
此外，在運輸中，消除無人駕駛車輛（如連線車輛（CV）或自動車輛（AV）的人為因素，可以顯著減少道路事故。該行業的組織可以使用安裝在汽車上的軟體。這將有助於阻止司機使用數位裝置，並要求他們停車休息。
跨境所需的關鍵資料可以方便地儲存在數位裝置上，有助於避免壓力和海關漫長的等待時間，同時有利於工人的福祉。
此外，VR 培訓可以讓司機為各種危險駕駛場景做好準備，並在道路上的危險情況下保護他們。
採礦業工作場所安全的技術解決方案
對於採礦，最常提到的也是最有效的技術，是那些可以幫助工人擺脫潛在危險情況，或提醒他們注意危險的技術。
工作場所模擬器可用於提供培訓，而不會讓沒有經驗的工人暴露在危險或危險的環境中。
機器人和自動化，如自動駕駛卡車或機器人鑽頭，使工人能夠遠離危險情況和環境。無人機可用於在有坍塌風險地區的礦山內拍攝影像，並取代勞動密集型調查、檢查或測繪活動。
感測器和顯示器也可以幫助使採礦更安全。透過監測岩石運動，工人可以收到關於潛在危險地震活動的警告。雷達可以辨識地下工人，並協助規劃鑽探和控制拆除。透過射頻辨識來監控重型裝置的使用模式，可以幫助安排部件更換或更換液體或維護最佳化。
可穿戴裝置也可以以多種方式使工人受益。他們可以檢測到環境危害，包括空氣品質差，並儘早發出警告訊號潛在的有害或危險情況。他們還可以在緊急情況下，幫助找到礦井中的工人，並密切關注他們的疲勞程度。
– 射頻辨識
射頻辨識（RFID）使用無線電波傳輸有關物體的資訊或定位人員。它可以用於追蹤礦井中的孤獨工人，或監測重型裝置的使用情況，以進行可能的維修。
使石油和天然氣行業對工人安全
與其他行業一樣，無人機和機器人可以在提取石油和天然氣時，幫助防止事故。例如，它們可用於油箱檢查或其他危險的維護工作，以更好地瞭解現場。
物聯網可用於從機器收集資料並關注效能。可以在現場放置監測器，以追蹤空氣中危險氣體的水準。這在狹窄的空間中尤為重要。此外，石油和天然氣行業的 GPS 系統和其他可穿戴裝置，可以幫助追蹤員工在現場的位置和福祉，甚至在陸上。
車輛碰撞也受到了特別關注。由於距離遙遠，這些事故佔行業事故的很大一部分。雷達、360度攝影機、數位裝置使用阻塞軟體或疲勞追蹤，可穿戴裝置等技術可以幫助提高，從一個站點到另一個站點駕駛的安全。
在危險環境中使用的技術解決方案的使用的裝置，構成了特定的壓力。在 NSC 調查中接受採訪的 EHS 專業人士，特別關注不同技術對其行業特殊要求的適應性。因此，這些工作環境中使用的裝置，需要專門為獨特的應力配備。
堅固性和耐用性至關重要
首先，裝置必須堅固，並能夠承受命中或跌落。當然，當一個人意外從高處摔下來時，他們攜帶的裝置發生的事情並不重要。但是，如果工人知道他們的裝置可以承受摔倒，他們就不會反射性地試圖抓住它。這帶來了他們自己摔倒的風險。
裝置還必須在各種條件下正常工作。礦山或建築工地可能非常髒和嘈雜。因此，這些環境中使用的產品必須能夠承受灰塵、沙子、振動和水分累積。此外，在油田或建築工地，陽光覆蓋可能很少。為了讓工人遵循視覺提示的說明，螢幕必須足夠明亮，以便在陽光直射下可見。
需要遵守法規
所有工作場所都必須遵守其營運所在國的法律法規。歐盟還有一份與安全和健康工作環境有關的指令清單，其成員國必須考慮這些指令。
為本研究選擇的行業的工作場所也可以進一步歸類為危險工作環境。在礦山、石油鑽井平台上工作或運輸汽油等危險物質，對工人的健康和安全風險構成了更大的風險，因此在這些環境中使用的裝置，不會增加這種風險非常重要。
例如，在美國和歐洲，在具有潛在爆炸性大氣層的危險環境中，使用的所有產品和裝置都必須經過認證。北美的 UL 和 C-UL，以及歐洲的 ATEX 等證書確保產品在有潛在火災或爆炸的工作場所使用。
– ATEX
ATEX 是歐盟指令，用於在存在爆炸風險的危險環境中，所需的安全程式。 它為這些環境中使用的所有裝置設定了特殊要求。
– UL/C-UL
UL/C-UL 是北美公司 UL 授予的全球公認的危險環境中產品認證。
技術必須減輕負載，而不是增加負載
安全產品不會阻礙日常工作。它們需要輕便，易於在狹窄的礦井電梯中攜帶或爬上建築梯子。員工還必須將它們與常規安全裝備一起使用或佩戴。觸控式螢幕等物品必須在戴手套時使用。
在危險環境中，團隊必須來回溝通，在地面下和地面（礦山）或陸地（石油鑽井平台）上進行溝通。一個人使用的裝置，必須具有較長的電池壽命和強大的 WiFi/4G/LTE 訊號。在無法獲得訊號的環境中，其他傳輸資料和資訊的方式（如藍芽）必須是標準配置。
在礦井深處或建築工地的高處，或偏僻的地方輪胎爆胎，員工必須可以接觸到，而不必為裝置而掙扎。GPS 使追蹤員工成為可能，特別是如果他們需要獨自工作，進一步提高工人的安全。
使用不同的技術只是改善工作場所安全的開始
不可能完全預防與工作場所相關的傷害。然而，不同規模的公司可以使用幾種技術來改善工作場所安全。
許多預防工作場所傷害的最有效技術，是目的在將工人完全從危險任務中移除的技術。取代人類工人的自動化往往被看得相當消極。然而，在可以改善工作場所安全的情況下，應該歡迎它。
然而，技術有其侷限性。許多傷害是人為錯誤造成的，如疏忽安全程式或疲勞。 監視器、可穿戴裝置和提醒應用程式，可以幫助員工記住使用保護裝置，或使經理能夠監控員工的警覺水準。然而，經理的工作也是組織輪班和工作程式，以確保員工儘可能保持安全和警覺。
同樣，經理的工作是確保工人擁有必要的技能，因為培訓不足和不足構成了重大風險。意想不到的事情總是會發生的，但多虧了技術，人們可以做好準備。透過虛擬和人工智慧培訓，工人可以安全地練習危險情況，並在出現問題時做好準備。
最後，新技術必須能夠適應不同行業的具體需求和要求。這些裝置必須遵守其他國家、州和全球組織制定的規則和法規。例如，這些裝置不能成為爆炸環境中的風險因素。 這些技術的製造商必須意識到所有這些風險，以及這些環境是什麼樣子的，才能真正改善工作場所安全。
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