在智能化生产成为主流的今天,人与机器的协同作业已成为制造业、物流仓储、工程建设等领域的常态场景。然而,这种深度融合在提升效率的同时,也带来了全新的安全管控挑战。传统靠规章制度和物理隔离的静态管理模式,在动态复杂的人机协同环境中显得力不从心。要破解这一难题,我们必须首先认清症结所在,然后系统性地构建解决方案,并借助合适的工具将其落地。
一、人机协同安全管控的核心痛点剖析
在动态的人机协同场景中,安全风险变得复杂而隐蔽,主要可归纳为以下几个方面。
边界模糊带来的碰撞风险
在传统的作业布局中,人与机器的活动区域有清晰的物理隔断。但在自动化仓库或柔性产线上,AGV小车、机械臂与操作人员的活动轨迹是动态交织的。传统的固定防护栏或警示线已无法界定实时变化的安全边界。人员可能无意间进入设备的动态工作区间,设备也可能因程序设定或感知盲区侵入人员的安全区域,这种不确定的空间重叠构成了直接的物理碰撞风险,且难以通过目视管理和静态标识进行有效预防。
信息孤岛导致的响应滞后
现代生产现场,设备运行数据、视频监控画面、人员定位信息、报警信号等往往分散在不同的独立系统中。管理者缺乏一个能够融合多源数据的统一视图,无法获得关于"人-机-环境"整体安全态势的全局、实时感知。当异常事件发生时,如人员突发不适倒地或设备发生异常振动,通常依赖于现场人员发现后逐级上报,决策和响应严重滞后,往往错过最佳处置时机,使小故障演变为大事故。
管理闭环缺失制约持续改进
许多企业的安全管理仍停留在事件响应层面,缺乏事前预警和事后深度分析的能力。多数预警依赖通用的安全标语,缺乏基于实时数据的精准干预。事故发生后,又由于过程数据碎片化甚至缺失,难以完整、客观地回溯事件链,使得根本原因分析流于表面,同类事故反复发生。安全管理工作无法形成"监测-预警-响应-分析-改进"的有效闭环,整体安全水平停滞不前。
二、构建全方位人机协同安全管控的解决方案
针对上述痛点,企业需要构建一套技术与管理融合、事前事中事后全覆盖的动态智能协防体系。
构建全域实时感知网络
在关键区域部署由物联网传感器、高精度定位基站、智能摄像头等组成的感知网络,实时采集人员精确位置与行为状态、设备运行参数与工作模式、环境变量等多维数据。通过数据融合技术,在数字孪生平台构建与物理世界同步的虚拟映像,让包括安全状态在内的所有隐形信息变得可视、可知,为智能化管控奠定数据基石。
建立智能化动态预警与联锁机制
基于实时、精确的全域感知数据,定义并执行动态安全规则。例如,为移动的AGV实时计算其前方的虚拟防护区域,一旦人员进入,系统可立即向人员和车辆同时发出声光预警,并自动指令AGV减速或停车。同时,建立强逻辑的人机联锁,如确保只有当维修人员完成电子授权并确认安全锁具就位后,系统才允许设备切换到维护模式,从逻辑上杜绝误操作风险。
推动安全流程的线上化与标准化
将安全管理深度嵌入核心业务流程。通过数字化平台,将高风险作业许可、安全交底、过程监控、完工验收等环节全部线上化、流程化,确保每一步操作都有记录、可追溯、可审计。当从生产系统下发具体工单时,可自动关联并激活相应的安全规程与防护措施,实现生产任务与安全管控的自动联动,让安全规范从纸面要求转化为刚性的工作步骤。
实现数据驱动的安全决策与持续优化
整合和分析全流程的安全数据,构建企业级安全数据驾驶舱。通过可视化看板,动态呈现风险热力图、报警趋势、合规率等关键绩效指标,为管理决策提供直观支持。利用系统记录的完整事件序列,可对任何异常或未遂事件进行深度回溯与分析,精准定位管理、技术、人员或流程上的根本原因,从而制定针对性的培训计划和技改措施,推动安全绩效的螺旋式上升。
三、高效落地工具选型参考
优秀的解决方案需要合适的工具来承载。以下介绍几类有助于实现上述解决方案的工具,企业可根据自身基础与需求进行选择。
可视化协同管理平台 ,例如板栗看板。这类工具的核心价值在于整合与呈现。它能将来自不同系统的设备状态、人员位置、报警信息、视频画面等,集中整合到一张可视化的管理看板上,实现"一屏统览",极大提升态势感知能力。同时,它擅长将线下的安全审批、巡检、预警处置等流程转变为线上可追踪的协同任务,促进安全管理的闭环与团队协作的效率。其轻量化、易配置的特点,使之成为许多企业实现安全管理数字化的敏捷起点。
深度集成的制造运营平台 ,以西门子Opcenter等工业级MOM/MES系统为代表。这类平台的优势在于与自动化层(OT)的深度融合。它能直接与产线PLC、机器人控制器、安全模块进行实时数据交换,从而在人机协同的工艺逻辑层面嵌入安全规则,实现如"设备运行模式与人员权限强制联锁"等高级别安全控制。它确保了安全管控措施能无缝嵌入到生产执行的全流程中,满足高复杂度、高可靠性生产环境的安全与合规性要求。
以AI视觉为核心的安全感知系统 ,如旷视万象等解决方案。这类工具侧重于利用现有的视频监控网络,通过计算机视觉算法实现对不安全行为和状态的自动识别与预警。它可以7x24小时自动监测是否有人未佩戴安全装备、闯入危险区域、或在人机协作场景中违反安全距离,将传统的被动视频监控变为主动的安全风险预警系统。这类系统能有效扩展企业的"感知"能力,尤其适合作为对人员行为进行安全管理的重要技术补充。
总结而言,应对人机协同的安全挑战,需要从静态管理转向动态协防。企业应首先梳理自身核心痛点与业务流程,进而规划覆盖感知、分析、预警、联锁、管理的整体方案。在工具选型上,可视化协同平台、深度集成制造系统与AI视觉方案各有侧重,可单独或组合应用。关键在于让工具与自身的管理体系深度融合,从而真正构建起实时、智能、闭环的人机协同安全新生态。