В 1993 году телекоммуникационная компания AT&T сняла пророческий фильм AT&T's Vision of the Future. В нём показаны разработки, ставшие реальностью лишь пару десятилетий спустя. Это ноутбуки и планшеты с сенсорными экранами, телеконференции, системы денежных расчётов через Интернет, дистанционное образование. Более того, в фильме присутствуют технологии, которые сегодня ещё только ожидаются: компьютерное обучение с помощью индивидуально настроенных на каждого ученика виртуальных учителей и компьютерный перевод речи с одного языка на другой в реальном времени.
Информационные технологии сильно изменили нашу жизнь, а теперь давайте посмотрим, как они могут изменить нашу работу. Сделаем это на примере обновлённой программно-аппаратной платформы «Цифровой рабочий», которую недавно представила компания «Крок Инкорпорейтед» (системный интегратор). Платформа предназначена для мониторинга и контроля действий персонала с целью повышения производственной безопасности и общей производительности труда. Звучит невероятно - ведь до сих пор применение средств индивидуальной защиты (СИЗ), таких как тяжёлые спецовки из огнеупорной ткани и толстые диэлектрические перчатки, сильно затрудняло и замедляло работу.
Начнём с того, что каждый работник будет носить умную каску с различными датчиками и беспроводными интерфейсами, так что компьютерная система сможет постоянно отслеживать его местоположение. Кроме того, на предприятии предполагается везде установить камеры видеонаблюдения. И не только это.
ВСЕ ДАННЫЕ В ОДНОМ МЕСТЕ
Платформа имеет масштабируемую микросервисную архитектуру и позволяет принимать и обрабатывать информацию от множества источников: камер видеонаблюдения или выходных данных отдельной подсистемы видеоаналитики, различных датчиков, в том числе устройств интернета вещей (IoT), задействованных в мониторинге персонала, транспортных средств и других машин и механизмов, технологических параметров и др. Кроме физических датчиков к платформе можно подключить информационные системы предприятия, в том числе Active Directory, системы контроля и управления доступом (СКУД), организации техобслуживания и ремонтов (ТОиР), нарядо-допускную систему, SCADA и т. п.
Для реалистичного отображения на экранах платформа позволяет сформировать и настроить цифровое представление производственного объекта. В нём могут использоваться распространённые картографические подложки (например, Google- или Яндекс-карты) и импортироваться ортофотопланы, полученные после аэрофотосъемки. Могут импортироваться также готовые 3D-модели зданий и сооружений. Готовое представление объекта разбивается на геозоны, к каждой из которых привязываются бизнес-правила - например, какая-то зона объявляется опасной, так что в неё может заходить только авторизованный персонал и только в определённой спецодежде. Кроме того, в представлении указываются места размещения навигационных маяков, датчиков, видеокамер.
После того как цифровое представление объекта создано, платформа обеспечивает его мониторинг в режиме реального времени. На трёхмерной карте отображаются местоположение и состояние контролируемых объектов. Оповещения о значимых событиях, определённых бизнес-правилами, например о появлении в опасной зоне сотрудника без СИЗ, формируются автоматически.
Платформа помогает анализировать поступившую информацию. Так, она способна строить маршруты перемещений и тепловые карты присутствия сотрудников в конкретных точках. При необходимости можно воспроизвести не только текущие, но и исторические данные потока событий и перемещений за те или иные периоды времени. Пример - контроль выполнения плановых обходов нефтепроводов на удалённых промысловых площадках. По маршрутам перемещений обходчиков и картам присутствия оператор легко определит, выполнялись ли плановые обходы в заданные сроки. Во время тестирования системы в одном из случаев удалось выяснить, что обходчик «застрял» в тайге. Как разъяснил работник, завидев в тайге медведя, он залез на дерево и весь день ждал, пока медведь уйдёт.
В платформе предусмотрен конструктор аналитических панелей, который позволяет формировать наглядные виджеты по интересующим организацию метрикам. Они помогут руководителям получить рейтинг зон повышенной опасности и список сотрудников, нарушивших трудовую дисциплину. Предусмотрена также выгрузка подробных отчётов.
Кроме мониторинга оперативного персонала платформа позволяет наблюдать за подвижной техникой и водителями. Она может контролировать перемещения техники, строить маршруты, собирать телеметрическую информацию (например, с тахографов), отслеживать с помощью видеоаналитики поведение водителей. Значит, попросить Васю подбросить до проходной уже не получится. Если на объекте организован одновременный мониторинг персонала и техники, появляется возможность предотвращать несчастные случаи, например наезд автопогрузчиков на людей. При недопустимом сближении машины с человеком ему автоматически отправляется тревожное уведомление.
ЧТО ВИЖУ, О ТОМ И ПОЮ
Подсистема видеоаналитики собирает видеоданные со всех камер объекта и обрабатывает параллельные видеопотоки в режиме реального времени по заданным критериям для выявления и отслеживания определённых объектов, действий и параметров.
Как сообщает компания, система способна осуществлять мониторинг и контроль автотранспорта и водителей, контролировать соблюдение техники безопасности, следить за состоянием инфраструктуры (обнаруживать прорывы трубопроводов, дым, огонь, пересечение периметра, нарушение целостности ограждений, пронос объектов за периметр и т. д.), отслеживать определённые действия персонала, в том числе его появление в опасных зонах, формировать выгрузку видеоинформации по выбранному сотруднику со всех камер за различные интервалы времени. Однако читатели, которые играют в компьютерные игры, понимают, что программы обычно содержат множество недоработок, создающих казусы. Случается, например, что герой игры может спрятаться от монстра за удочкой. Какие ляпы обнаружатся в «Цифровом рабочем» и как ими будут пользоваться люди, покажет время.
Зона, описываемая в терминах поля зрения камеры, может иметь разные формы. Как только человек пересекает границу заданной зоны, система выдаёт об этом сигнал. Зона может быть обозначена как переменно опасная/безопасная в зависимости от каких-то условий. Например, на буровой установке автоматический буровой ключ (используется для навинчивания и развинчивания обсадных и бурильных труб) может работать или бездействовать.
По данным компании, система видеоаналитики сумеет в реальном времени определить, использует ли работник средства индивидуальной защиты, необходимые для данного вида работ, и при необходимости оповестить об этом оператора. Программа распознаёт двадцать типов СИЗ.
Платформа «Цифровой рабочий» проходила испытания на ряде объектов, включая танкеры, курсирующие в Персидском заливе. И здесь были выявлены многочисленные нарушения техники безопасности и правил поведения на судне: матросы находились на палубе без СИЗ, на пристани перелезали через борт и т. д. Теперь капитан может немедленно получать уведомления о нарушениях на планшет или смартфон.
КАСКА УМНЕЕТ
Недавно компания «Крок Инкорпорейтед» получила сертификаты, необходимые для запуска в серийное производство IoT-модуля Croc HHTG с креплением на защитную каску. Поскольку каска - фактически расходный материал (срок её службы - один-два года), делать её умной не имеет смысла. В этом случае «ум» выполнен в виде съёмного модуля, который легко снять с одной каски и прикрепить к другой.
Основные функции модуля: идентификация работника по коду каски, определение его текущего местоположения на улице и в помещениях, контроль нетипичных ситуаций (падение, быстрое перемещение, длительная неподвижность), контроль ношения СИЗ, оповещения, тревожная кнопка.
В качестве основной технологии передачи данных разработчики выбрали LoRaWAN (региональная сеть на базе радиомодулей большого радиуса действия). В такой сети, работающей в России в частотном диапазоне 868 МГц, маломощные передатчики (максимальная мощность 25 мВт) передают данные от подключённых к ним датчиков на базовые станции, находящиеся на удалении до (при идеальных условиях) 15 км. Если сеть LoRaWAN поддерживает режим определения местоположения, передаются также данные о координатах контролируемого устройства. При этом точность позиционирования составляет 20-40 м, а интервал обновления местоположения - примерно каждые десять секунд.
Но LoRaWAN - далеко не единственный радиоинтерфейс модуля. Он оснащён также интерфейсом Bluetooth Low Energy (BLE) 5.0, который позволяет ему прослушивать эфир и принимать сигнал расположенных поблизости BLE-маяков. По мощности принятого сигнала определяется расстояние до маяка. Точность позиционирования составляет в этом случае 5-10 м, частота обновления местоположения - до одного раза в 5 с. Кроме того, благодаря BLE к модулю можно подключать датчики газов и любые устройства, контролирующие параметры физического состояния сотрудника, такие как частота пульса, вариабельность сердечного ритма и др. Разработчики предлагают также использовать BLE для контроля ношения СИЗ (перчаток, страховочного пояса и т. п.), закрепляя на них микромаяки и детектируя их удаление от модуля. Однако такое решение представляется малореализуемым, поскольку стоимость одного микромаяка BLE в десятки, а то и в сотни раз превышает стоимость тех же перчаток.
Имеется также приёмник GPS/GLONASS/GALILEO. Координаты устройства определяются с использованием систем спутниковой навигации. К сожалению, это возможно только на улице, в помещения их сигналы, как правило, не проникают. Точность позиционирования - три-пять метров, частота обновления местоположения - до десяти раз в секунду.
Ещё одна технология связи, реализованная в модуле (опционально), - UWB (Ultra Wide Band, сверхширокополосная связь небольшого радиуса действия с малым потреблением энергии). В России для UWB выделен диапазон 2,85-10,6 ГГц. Дальность связи не превышает 10 м, поэтому использоваться она может только в помещениях. Устройства локализуются с помощью UWB-анкеров, устанавливаемых на контролируемой территории. Точность позиционирования здесь очень высокая - от 0,3 до 0,5 м, а частота обновления местоположения доходит до 16 раз в секунду.
Помимо радиоинтерфейсов модуль оснащён акселерометром (позволяет контролировать ношение каски и определять факты падения работника), компасом (указывает направление движения) и барометром (отмечает, что хозяин каски поднялся на некоторую высоту). Имеется также тревожная кнопка, нажатием на которую работник может сообщить диспетчеру о нештатной ситуации. Предусмотрена беспроводная зарядка аккумулятора. При полностью заряженном полимернолитиевом аккумуляторе модуль работает от двух дней до трёх недель, в зависимости от интенсивности использования. Зарядное устройство крепится на магнитную площадку и оснащено разъёмом USB Type C. Кто будет отвечать за зарядку модуля и как её контролировать, должно решить руководство предприятия. Ещё один вопрос - что делать с работником, который пришёл на смену с незаряженным модулем?
Модуль защищён от внешних воздействий по стандарту IP67 и может работать при температурах окружающей среды от -40 до +85 °C (испортить надоевшую электронику, уронив её в воду или подержав в морозильнике, не получится). Физически тяготить работника модуль не должен: его масса - всего 78 г, а габариты - 103×65×25 мм.
Опасения, что постоянное ношение радиомодуля в непосредственной близости от головы человека в течение рабочего дня может нанести вред его здоровью, вполне естественны. На их случай компания-разработчик готова предъявить экспертное заключение СанПИН и протокол испытаний, проведённых испытательным лабораторным центром ФГБУ «Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора» Управления делами Президента РФ. Там указано, что уровень (плотность потока излучения) электромагнитного поля модуля в десять раз меньше предельно допустимой величины.
* * *
Ознакомившись с основными возможностями системы «Цифровой рабочий», мы поняли, каким образом повышение производственной безопасности должно сочетаться с повышением производительности труда: за счёт сокращения непроизводительных затрат рабочего времени - другими словами, путём затягивания «цифровых гаек». Помимо этого есть неочевидные экономические эффекты, проявившиеся в процессе опытной эксплуатации системы. Так, заказчик строительства трижды поймал на обмане генерального подрядчика, который заявлял, что на стройплощадке присутствует восемьдесят человек, в то время как на самом деле их было двадцать.
__________________________________
Еще больше интересных материалов ищите на нашем портале energovector.com или подписывайтесь на наш канал.