根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)文獻(xiàn)，人工智能被定義為一種能夠模仿人腦行為的技術(shù)。

近年來(lái)，我們看到越來(lái)越多的工業(yè)4.0解決方案，其技術(shù)涉及人工智能、語(yǔ)音分析和圖像檢測(cè)，成為制造活動(dòng)的一個(gè)組成部分。這些可能包括提高生產(chǎn)力，更早發(fā)現(xiàn)機(jī)器故障，以及控制質(zhì)量。

在這篇文章中，我們將討論如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)檢測(cè)工廠和物流中心等工業(yè)設(shè)施的安全隱患，以實(shí)時(shí)預(yù)防人機(jī)事故的發(fā)生

當(dāng)計(jì)算機(jī)比我們看得更清楚時(shí)

想象一下，一位安全官員坐在一個(gè)充滿顯示器的控制室里，這些顯示器顯示著工廠的活動(dòng)。在一個(gè)屏幕上，我們看到裝貨區(qū)和作業(yè)車(chē)輛的緊張活動(dòng)，在第二個(gè)屏幕上，我們看到工廠的一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間，有許多裝配線和活動(dòng)正在進(jìn)行。在第三個(gè)屏幕中，顯示了一個(gè)成品倉(cāng)庫(kù)，貨架排列在架子上，有時(shí)達(dá)到天花板。而且，這些只是一個(gè)完整的屏幕網(wǎng)格中的三個(gè)。

沒(méi)有人，無(wú)論他或她在工作中多么熟練和專(zhuān)注，能夠同時(shí)查看所有的屏幕，識(shí)別接近事故并實(shí)時(shí)提供有效的警報(bào)，這可以導(dǎo)致事故的預(yù)防。

相比之下，具有視覺(jué)分析算法的計(jì)算機(jī)能夠每天24小時(shí)、每周7天同時(shí)分析所有屏幕，并在危險(xiǎn)活動(dòng)成為事故之前予以制止。

利用智能技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)是人工智能最古老的領(lǐng)域之一。計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)主要目標(biāo)是從圖像中提取或分析視覺(jué)信息。雖然它是解決方案的一個(gè)組成部分，但它本身并不足以解決我們面臨的復(fù)雜問(wèn)題。

在復(fù)雜的工業(yè)安全世界中，僅僅找到空間中的物體是不夠的。我們必須確定物體的類(lèi)型（物體檢測(cè)），以及它與工廠中其他物體的互動(dòng)方式。至關(guān)重要的是，我們要持續(xù)監(jiān)測(cè)物體的軌跡，包括它的移動(dòng)速度和方向，以及預(yù)測(cè)它將在什么時(shí)間到達(dá)什么地點(diǎn)。

最重要的是這個(gè)動(dòng)作是否可能對(duì)它或其他物體產(chǎn)生潛在的風(fēng)險(xiǎn)（異常檢測(cè)）。

從控制室到自主安全系統(tǒng)

讓我們回到上一段所述的虛擬控制室攝像機(jī)。作為一個(gè)起點(diǎn)，我們將看一下位于工廠充電區(qū)上方的攝像機(jī)。在該區(qū)域移動(dòng)的物體被算法識(shí)別，并根據(jù)其特征進(jìn)行分類(lèi)，如人、叉車(chē)、卡車(chē)、手推車(chē)、箱子等。

這里的目標(biāo)是確保充電區(qū)的人的安全，防止他們被車(chē)輛撞到。對(duì)于每一個(gè)人型物體，都要對(duì)其與車(chē)輛的接近程度進(jìn)行評(píng)估，包括靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的。此外，為了避免產(chǎn)生錯(cuò)誤的警報(bào)，必須確保只在真正的風(fēng)險(xiǎn)情況下發(fā)出警報(bào)，而不是在有接近但有安全距離的情況下發(fā)出警報(bào)。

現(xiàn)在我們將進(jìn)入生產(chǎn)車(chē)間。系統(tǒng)檢查進(jìn)入大廳的工人是否穿著安全員為工作環(huán)境規(guī)定的防護(hù)設(shè)備。之后，系統(tǒng)會(huì)分析每個(gè)工人在機(jī)器前的活動(dòng)。系統(tǒng)已被告知機(jī)器允許和禁止的操作模式，當(dāng)檢測(cè)到異?；蛭ｋU(xiǎn)行為時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)

一個(gè)經(jīng)常被問(wèn)到的問(wèn)題是："算法如何確定什么是正確的，什么是錯(cuò)誤的，什么是危險(xiǎn)的，什么是不危險(xiǎn)的？"。答案是，該算法正在不斷學(xué)習(xí)。系統(tǒng)捕捉到的物體、運(yùn)動(dòng)和事件被系統(tǒng)反饋和分析，以加強(qiáng)對(duì)安全和正常活動(dòng)與威脅生命的活動(dòng)之間的區(qū)分。

持續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程是機(jī)器學(xué)習(xí)算法的一個(gè)關(guān)鍵因素，負(fù)責(zé)防止假陽(yáng)性警報(bào)，并在事故即將發(fā)生時(shí)才 "大喊"。

深入研究視覺(jué)分析

有一個(gè)例子可以很好地說(shuō)明異常檢測(cè)的問(wèn)題，那就是區(qū)分工具刀的正確使用和危險(xiǎn)使用。在上述現(xiàn)場(chǎng)，有六臺(tái)機(jī)器，它們都緊挨著。每臺(tái)機(jī)器旁邊的架子上都有操作機(jī)器和進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的必要設(shè)備。架子上有螺絲刀、鉗子、美工刀，對(duì)了，還有替換刀片。到目前為止，事情進(jìn)展順利。

危險(xiǎn)的情況開(kāi)始于一名工人發(fā)現(xiàn)他的刀刃不再鋒利，當(dāng)他試圖更換時(shí)，沒(méi)有新的刀片可用。那么他做了什么？為了獲得新刀片，他接近了另一個(gè)工人的位置。這也是可以的。這也是可以接受的。問(wèn)題是，他在從一臺(tái)機(jī)器到另一臺(tái)機(jī)器的過(guò)程中沒(méi)有把刀從手中拿開(kāi)，而刀片雖然可能不夠鋒利，無(wú)法切割原材料，但卻足以刺傷鄰居的手臂，使他受傷。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)分析已經(jīng)達(dá)到了這樣的程度：它不僅可以識(shí)別實(shí)用刀類(lèi)物體，還可以識(shí)別它對(duì)員工產(chǎn)生危險(xiǎn)的確切情況。因此，在準(zhǔn)確的時(shí)刻發(fā)出警報(bào)對(duì)防止傷害至關(guān)重要

關(guān)掉 "創(chuàng)意繞行"

最后，我們來(lái)看看由一臺(tái)攝像機(jī)提供的視頻分析，它位于一個(gè)戰(zhàn)略位置，可以俯瞰整個(gè)操作區(qū)，是如何確保整個(gè)場(chǎng)所的安全的。

通過(guò)考察一個(gè)最先進(jìn)的生產(chǎn)車(chē)間，其中包含多臺(tái)機(jī)器和機(jī)械臂，這個(gè)例子將更具挑戰(zhàn)性。這些機(jī)器對(duì)于精簡(jiǎn)生產(chǎn)至關(guān)重要，因?yàn)?a href="http://www.htyl001.com/sell/search.php?keyword=%E8%87%AA%E5%8A%A8%E5%8C%96" title="自動(dòng)化" target="_blank">自動(dòng)化流程加快了生產(chǎn)速度，縮短了工作流程，是工業(yè)4.0革命的一個(gè)組成部分，這就是為什么幾乎所有這些機(jī)器都具有內(nèi)置的安全機(jī)制。

這似乎是工廠中最安全的地方，然而，據(jù)接受采訪的工廠安全經(jīng)理表示，盡管機(jī)器內(nèi)置了先進(jìn)的安全功能，但事故仍在繼續(xù)發(fā)生。這是因?yàn)閷?duì)他們的安全構(gòu)成最大威脅的是工人本身。

工人們不斷想方設(shè)法規(guī)避安全措施，使自己始終處于受傷甚至死亡的危險(xiǎn)之中。

員工的動(dòng)機(jī)很明確，他們努力實(shí)現(xiàn)最大產(chǎn)出，以滿足為他們?cè)O(shè)定的目標(biāo)。在遮蓋或移除安裝在機(jī)器上的攝像頭或運(yùn)動(dòng)傳感器時(shí)，工人不會(huì)停下來(lái)考慮他正在將自己或他的同事置于危險(xiǎn)之中。

這里也采用了相同的圖像分析和計(jì)算機(jī)化學(xué)習(xí)算法。在第一階段，系統(tǒng)訓(xùn)練自己識(shí)別適當(dāng)?shù)墓ぷ髋渲?，利用?nèi)置的安全機(jī)制。經(jīng)過(guò)幾天，有時(shí)甚至幾個(gè)小時(shí)的培訓(xùn)，系統(tǒng)會(huì)在出現(xiàn)異常和違反安全規(guī)定時(shí)開(kāi)始發(fā)出警報(bào)。然而，與工人觸及范圍內(nèi)的安全措施不同，他們無(wú)法訪問(wèn)系統(tǒng)攝像頭，并且不可能在不記錄損壞的情況下破壞它們以擾亂他們的操作。

動(dòng)態(tài)安全

工業(yè)廠房和物流倉(cāng)庫(kù)的工人面臨高風(fēng)險(xiǎn)。利用我們所研究的技術(shù)，為整個(gè)設(shè)施創(chuàng)建一個(gè)全面的安全范圍，涵蓋每天進(jìn)行的所有不同流程。

由于機(jī)器學(xué)習(xí)軟件，系統(tǒng)不會(huì)停止學(xué)習(xí)。該系統(tǒng)可檢測(cè)員工中的障礙物、物理對(duì)象和危險(xiǎn)活動(dòng)趨勢(shì)，并協(xié)助管理人員規(guī)劃和控制工廠安全。

警報(bào)和拯救生命

如果檢測(cè)到的風(fēng)險(xiǎn)接近事故級(jí)別，則必須發(fā)出警報(bào)以阻止事件演變成真正的災(zāi)難。

可以采用多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)

提醒工人的最有效方法之一是在安全區(qū)域的中央位置使用集成到警報(bào)器中的閃光燈以及聲音警報(bào)。

這種方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施起來(lái)簡(jiǎn)單，并且可以立即將危險(xiǎn)行為暴露給整個(gè)活動(dòng)空間內(nèi)的所有管理人員。第二個(gè)準(zhǔn)確度是在機(jī)器本身上安裝警報(bào)工具。

在車(chē)輛中，警報(bào)工具可以是簡(jiǎn)單的聲光警報(bào)器，也可以是類(lèi)似于安裝在汽車(chē)中的信息屏幕。

對(duì)于生產(chǎn)機(jī)器或裝配線，警報(bào)方法可以包括照明和警報(bào)、關(guān)閉機(jī)器或與機(jī)器集成以消除特定風(fēng)險(xiǎn)，而不是完全停止生產(chǎn)線的生產(chǎn)。

紅綠燈的使用是另一個(gè)有趣的環(huán)境警報(bào)。紅綠燈已在工廠中使用多年，但它們的運(yùn)行周期很簡(jiǎn)單。另一方面，由計(jì)算機(jī)化圖像分析系統(tǒng)操作的交通信號(hào)燈只有在可能發(fā)生碰撞時(shí)才會(huì)顯示紅燈。這將節(jié)省大量時(shí)間并提高生產(chǎn)率。