一、項目背景

在工業(yè)生產(chǎn)中，傳統的物理隔離和LOTO程序可能由于人的因素導致出現LOTO失效人員意外陷入危險區域。為了解決這一問(wèn)題使安全不依賴(lài)于人員的自覺(jué)性，寧波緯誠研發(fā)了具備AI防陷入技術(shù)功能的機械安全智能防護系統，并成功在西安楊森制藥有限公司得到應用。

二、目標與原則

實(shí)現對圍欄區域內人員的精準監測和預警，有效預防人員陷入危險，降低安全事故發(fā)生率，確保工業(yè)生產(chǎn)的安全穩定運行。遵循安全性、可靠性、先進(jìn)性和易用性原則，確保系統能夠準確識別和預防危險情況，在各種復雜環(huán)境下穩定運行，采用先進(jìn)的AI技術(shù)和算法，同時(shí)操作簡(jiǎn)便，便于企業(yè)員工使用和維護。

三、案例實(shí)施與應用情況

1、應用規劃階段

公司組建了專(zhuān)業(yè)團隊，深入西安楊森的工廠(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，精準識別潛在風(fēng)險點(diǎn)，確定應用AI人員防陷入系統及AI人員存在檢測系統產(chǎn)品方案；詳細記錄光線(xiàn)、障礙物等環(huán)境因素，確定AI人員存在檢測系統應用攝像頭3個(gè)，保證封閉區域內無(wú)死角覆蓋。最關(guān)鍵的是根據現場(chǎng)實(shí)際維修操作流程，結合已有的安全開(kāi)關(guān)、安全系統及LOTO管理流程，在不干擾現有Trapped key聯(lián)鎖的前提下部署AI人員防陷入系統，通過(guò)AI視覺(jué)識別技術(shù)判斷區域內人員存在，防止人員陷入，實(shí)現管控區域內有人則安全門(mén)無(wú)法上鎖的功能，同時(shí)增強現有LOTO流程管理。與企業(yè)充分交流，了解生產(chǎn)操作流程和人員行為特點(diǎn)，根據需求定制智能?chē)鷻谙到y方案，反復確認方案流程圖，確保系統高效運行。

流程圖如下所示：

①AI人員防陷入系統

②A(yíng)I人員存在檢測系統

2、實(shí)施及交付過(guò)程

按照規劃方案，精準安裝設備，確保無(wú)監測盲區，成功部署AI算法，實(shí)現實(shí)時(shí)精準監測，通過(guò)通訊協(xié)議高效傳輸數據，并采用邊緣計算設備本地部署的方式確保數據安全，一旦檢測到異常行為，立即觸發(fā)明顯的報警信號。

實(shí)施過(guò)程中遇到因現場(chǎng)安全門(mén)內側地勢為臺階向下的地勢落差大導致計數準確率降低的情況，針對這個(gè)情況，緯誠通過(guò)現場(chǎng)采集數據，對海量圖像數據進(jìn)行針對性深度訓練，優(yōu)化算法邏輯，最終準確率達到客戶(hù)原定要求，項目成功交付。

3、創(chuàng )新性

①準確識別人員并行、尾隨、光線(xiàn)昏暗等特殊情況，確保識別準確率可達99%以上。

②安全門(mén)通道便捷部署，支持多通道組網(wǎng)判斷。

③無(wú)感統計，無(wú)需增加管理控制流程，降低企業(yè)管理成本。

④支持通過(guò)Modbus通訊協(xié)議交互數據

4、重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題解決

（1）重點(diǎn)問(wèn)題

復雜環(huán)境適應性：?jiǎn)稳祟l繁進(jìn)出、多人并行或尾隨進(jìn)出、地勢落差大、光線(xiàn)昏暗等極端工況下

多源數據融合處理：融合攝像頭、傳感器等多源數據實(shí)現精準人員定位與行為判斷難度大。

系統實(shí)時(shí)性與可靠性：安全防護對系統響應速度和穩定性要求高。

（2）解決思路

環(huán)境適應性?xún)?yōu)化，為設備定制防護外殼，采用抗干擾技術(shù)優(yōu)化電路設計，研發(fā)圖像增強和預處理算法，提升系統穩定性與準確性。

多源數據融合算法創(chuàng )新：設計高效數據融合算法，綜合分析多源數據特征，建立精準人員行為模型，實(shí)現可靠定位與判斷。

高性能硬件與冗余設計保障實(shí)時(shí)性和可靠性：選用高性能處理器、大容量?jì)却婧透咚倬W(wǎng)絡(luò )設備，構建冗余架構，優(yōu)化軟件算法，提高系統處理效率和響應速度。

四、應用價(jià)值與效益

①需求來(lái)源及趨勢：

在現代工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景中，大型自動(dòng)化生產(chǎn)設備操作的封閉區域存在潛在人身傷害危險，因此，安全管理常常采用掛牌上鎖的方法防止人員滯留在危險區域。

掛牌上鎖通常配合安全聯(lián)鎖系統使用，當安全門(mén)從外部打開(kāi)時(shí)，安全開(kāi)關(guān)會(huì )被斷開(kāi)，安全控制系統控制內部設備立即斷電停機。掛牌上鎖就是當每個(gè)人員進(jìn)入危險區域作業(yè)時(shí)，都必須將帶有明確的個(gè)人信息掛牌及安全掛鎖掛在安全開(kāi)關(guān)上，并隨身攜帶鑰匙，以避免他人從外部關(guān)閉安全門(mén)，達到安全開(kāi)關(guān)無(wú)法鎖定，設備無(wú)法再次啟動(dòng)的目的。

然而，在實(shí)際應用中，掛牌上鎖這種依賴(lài)個(gè)體操作的方法，必須通過(guò)現場(chǎng)人員嚴格執行既定的操作流程，不僅無(wú)法實(shí)時(shí)監測且難以監管。一旦發(fā)生人為失誤或操作不當，就會(huì )導致人員陷入危險區域而產(chǎn)生風(fēng)險。例如，當多人進(jìn)入時(shí)，可能會(huì )出現人員尾隨進(jìn)入，未嚴格執行掛牌上鎖的情況；當掛牌人員離開(kāi)時(shí)，他們取下各自的掛鎖，安全門(mén)上鎖，尾隨進(jìn)入的人員則會(huì )陷入其中。一旦設備啟動(dòng)，被困人員就會(huì )面臨機械傷害的風(fēng)險。

越來(lái)越多的大型設備生產(chǎn)事故的發(fā)生源于此種風(fēng)險，也為更多的企業(yè)敲響了警鐘，開(kāi)始探索能夠通過(guò)AI手段降低人為風(fēng)險的可能性。

楊森找到緯誠合作，為其構建基于A(yíng)I機器識別智能安全防護系統的案例對眾多大型設備生產(chǎn)區智能化安全改造具有典型參考意義。

②提高企業(yè)安全管理水平：

本案例通過(guò)結合機器視覺(jué)和人工智能算法，實(shí)現了對安全門(mén)通道人數的精確檢測，計算受控區域內的存留人數，并輸出信號到執行機構，從而大大降低LOTO失效等危險區域人員陷入風(fēng)險的可能。

本案例有效預防人員陷入危險區域，減少安全事故發(fā)生率。為企業(yè)員工提供了可靠的安全保障，降低了企業(yè)的安全風(fēng)險，已入圍強生集團全球EHS創(chuàng )新決賽。

③技術(shù)創(chuàng )新性：

本案例采用邊緣計算的模式，本地化無(wú)網(wǎng)絡(luò )部署，有效滿(mǎn)足了客戶(hù)生產(chǎn)現場(chǎng)高保密性的需求。

AI視覺(jué)目前的最大難點(diǎn)為識別準確率，本案例所能達到的高準確率，在工業(yè)場(chǎng)景可接受的可靠性范圍內，具有極大的市場(chǎng)競爭力。 

安裝前：

安裝后：