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　　文| 崔小呆

　　編輯 | 北方有辰

　　不管是工業(yè)4.0還是智能制造2025，智慧工廠是實現(xiàn)以上目標的載體，更是中國制造業(yè)企業(yè)未來的發(fā)展方向。智慧工廠首先要解決人員安全的問題，尤其是化工廠、電力、石化等危險品生產(chǎn)企業(yè)，人員安全是頭等大事。其次，智慧工廠需要提高的是生產(chǎn)效率，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。為避免出現(xiàn)人員安全事故，就需要對人員在特定的區(qū)域內(nèi)進行精準定位。

　　看點

　　01

　　為什么要對工廠人員進行精準定位？

　　我國改革開放30多年來，工廠企業(yè)規(guī)模不斷擴大，動輒幾千畝的生產(chǎn)廠區(qū)對于傳統(tǒng)的管理方式是一種挑戰(zhàn)，尤其是電力、煉油化工企業(yè)屬于高溫、高壓、易燃、易爆、有毒的危險行業(yè)，加之具有生產(chǎn)裝置大型化、密集化、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)過程緊密耦合等特點，與其他工業(yè)部門相比具有更大的危險性。如何加強管控，降低危險事故發(fā)生的概率，一直是生產(chǎn)中的關(guān)鍵性問題。那么諸如電力、煉油化工企業(yè)管控的痛點在哪里呢？

　　第一

　　安全隱患高

　　安全生產(chǎn)一直是生產(chǎn)企業(yè)的命門，2015年天津濱海區(qū)危險品爆炸事件大家還歷歷在目。發(fā)生化學品爆炸、危險品泄露等事件的根本原因在于企業(yè)疏于管理，工作人員是否按照企業(yè)安全生產(chǎn)要求去執(zhí)行往往比較難以管控。

　　第二

　　難定人

　　對于大型企業(yè)幾百甚至幾千人員同時在廠區(qū)進行生產(chǎn)活動，企業(yè)若無法精準掌握人員的實際位置，到崗時間等數(shù)據(jù)，生產(chǎn)及管控效率很難提高。

　　第三

　　難巡檢

　　傳統(tǒng)的《巡回檢查牌》，巡檢情況完全取決于巡檢人員的個人經(jīng)驗和責任心，監(jiān)控上存在真空區(qū)。

　　1、巡檢到位確認方式不科學，易被修改且無電子化管理；

　　2、巡檢過程中，漏檢、錯檢時有發(fā)生；

　　3、紙面作業(yè)繁雜耗時，記錄難以辨認，且數(shù)據(jù)無法有效分析；

　　4、難以對歷史記錄進行追溯和審核；

　　5、難以在巡檢中實現(xiàn)預(yù)測性維護，進而對具有潛在問題的設(shè)備或狀況制定特殊的應(yīng)對策略。

　　通過以上三點我們大致可以了解，對人員的精準定位不但能減少企業(yè)安全隱患，引導和管理員工按照既定的安全生產(chǎn)要求去執(zhí)行工作，還解決了在人員管理及大型設(shè)備巡檢中的諸多痛點。

　　看點

　　02

　　目前工廠人員定位技術(shù)的狀況

　　隨著智慧工廠時代的到來，在人員安全問題較為重要的行業(yè)，比如礦井、化工廠、發(fā)電廠等危險品生產(chǎn)企業(yè)里，為了避免人員安全事故的出現(xiàn)，各家企業(yè)都逐步裝備了人員定位系統(tǒng)。對于人員的定位技術(shù)可謂是種類繁多，但是各技術(shù)之間還是有不小的差別。在室外可以利用GPS對人員進行定位，但是在室內(nèi)GPS信號由于建筑物的遮擋、鋼筋水泥對信號的干擾、定位精度不高等因素使其無法正常使用。下面我們來看一下常用技術(shù)的優(yōu)劣勢對比：

　　1、WI-FI技術(shù)

　　Wi-Fi定位應(yīng)用采用在區(qū)域內(nèi)安置無線基站，根據(jù)待定位 Wi-Fi 設(shè)備的信號特征，結(jié)合無線基站的拓撲結(jié)構(gòu)，綜合確定待定位 Wi-Fi 設(shè)備的坐標。Wi-Fi 定位技術(shù)便于利用現(xiàn)有的無線設(shè)備實現(xiàn)定位功能，但由于 Wi-Fi 的安全性較差，功耗較高，頻譜資源已趨近飽和，因此，不利于終端設(shè)備的長期攜帶和大規(guī)模應(yīng)用。

　　2、射頻識別（RFID）技術(shù)

　　它是利用電磁感應(yīng)原理，通過無線激發(fā)近距離無線標簽，實現(xiàn)信息讀取的技術(shù)。射頻識別距離從幾厘米到十幾米。RFID 用于人員定位的典型應(yīng)用來自人員考勤系統(tǒng)的拓展，主要進行人員是否存在于某個區(qū)域的辨識，不能做到實時跟蹤，并且定位應(yīng)用還沒有標準的網(wǎng)絡(luò)體系，因此，不適用于大型設(shè)備的巡檢，人員安全的確認等用途。

　　3、UWB技術(shù)

　　UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，通常利用TDoA（到達時間差）和ToF（時間到達）算法實現(xiàn)人員或物品位置的信息。此外，對所需定位的物品或人員UWB技術(shù)需要鋪設(shè)基站和佩戴標簽。UWB信號的輻射非常低，通常只有手機輻射的千分之一，因此在工業(yè)上應(yīng)用時，其不存在對其他儀器儀表的干擾問題。

　　其他幾種技術(shù)的綜合比較：

　　我們可以看到就現(xiàn)有技術(shù)而言，由于考慮到工業(yè)應(yīng)用的嚴謹性，無論是從定位精度、安全性、抗干擾、功耗等角度來分析，UWB無疑是最理想的工廠人員定位技術(shù)之一。

　　看點

　　03

　　UWB定位技術(shù)的應(yīng)用

　　上面的部分我們提到UWB技術(shù)是目前最理想的工廠人員定位技術(shù)之一，那么UWB如何解決工廠人員管控的實際問題呢？

　　下面將為大家介紹一個應(yīng)用實例：中國大唐集團公司旗下大唐姜堰電廠，作為國內(nèi)首個智慧電廠，利用物聯(lián)網(wǎng)、三維可視化，人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的電廠管控模式，其中對于電廠人員定位功能的實現(xiàn)就是采用UWB技術(shù)。姜堰電廠為整個廠區(qū)進行三維建模，形成高精度、等比例的三維模型。通過全廠覆蓋的UWB定位基站與人員佩戴的標簽實現(xiàn)對整個廠區(qū)所有人員活動軌跡監(jiān)控。下圖為智慧電廠人員管控平臺的操作界面，我們可以很清楚地看到，在畫面中用鼠標點擊廠區(qū)活動的人員，立刻會出現(xiàn)這個人員的工號、性別、身份證號等信息。如有人員不慎誤入廠區(qū)的危險區(qū)域，系統(tǒng)還會自動提醒該人員立即離開，并向后臺發(fā)出提示。

　　人員精準定位的實現(xiàn)也為大型設(shè)備的智能巡檢提供了有效的安全保障，以往靠經(jīng)驗和責任心巡檢的方式已經(jīng)無法適應(yīng)智慧工廠的管理要求，對于巡檢人員的監(jiān)督，系統(tǒng)會預(yù)先設(shè)計好巡檢路線，巡檢人員只要按照要求去各個巡檢點檢查即可。下圖為智能巡檢的操作界面，該界面可呈現(xiàn)巡檢人員的巡檢路線，路線回放等功能，真正做到巡檢不遺漏，按時巡檢，有效的保障了工廠的安全生產(chǎn)。

　　以上諸多功能的實現(xiàn)其實都依賴于對人員的精準定位。而對于人的管控一方面降低了電廠由于人的原因所造成的安全事故，另一方面也改變了生產(chǎn)方式，提高了生產(chǎn)效率，就這兩方面來講完全符合未來智慧工廠的發(fā)展趨勢。

　　在信息化技術(shù)和自動化技術(shù)迅速發(fā)展的今天，大型工廠企業(yè)的信息化統(tǒng)一管理、自動化生產(chǎn)的持續(xù)進行以及利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)預(yù)知、防范、杜絕安全事故的發(fā)生是趨勢所向。同時，通過對各類安全事故案例分析，大多存在人為因素。因此，管控住人的“不安全行為”是一切安全管理工作的基礎(chǔ)，尤其是化工、電力等安全隱患較大的行業(yè)，對于人員的精準定位和管理是重中之重。

　　目前工廠人員定位系統(tǒng)在國外的一些先進制造業(yè)、化工、煉化等領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用，大大提高了現(xiàn)場作業(yè)的安全環(huán)境，并且極大程度地降低管理成本。中國的本土企業(yè)，應(yīng)當緊隨世界先進同行的管理腳步，努力完善自身的管理系統(tǒng)，在邁向工業(yè)智能化上不遺余力。

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