Aprimorando a Segurança Industrial Através da Integração de IoT e IIoT

A internet em suas inúmeras formas tem permitido que as pessoas se conectem e se comuniquem umas com as outras para diversos propósitos desde sua formação. Com o avanço da tecnologia, essa capacidade da internet de fornecer um meio de conexão está lentamente se infiltrando em outros aspectos dos assuntos cotidianos do mundo. A integração da internet entre outras tecnologias com a indústria provocou uma nova revolução industrial, chamada de "Indústria 4.0". Os desenvolvimentos nas áreas de Internet das Coisas (IoT), Aprendizado de Máquina (ML), Inteligência Artificial (IA), etc., tornaram possível imaginar e realizar uma indústria que opera dentro da estrutura de sustentabilidade e maximiza a utilização de recursos enquanto aumenta a qualidade do produto e minimiza o custo geral de produção. Além de influenciar diretamente a forma como a manufatura é realizada, a Indústria 4.0 está a caminho de revolucionar outros aspectos da indústria como transporte, segurança, etc. Este artigo será um mergulho em como a Indústria 4.0 está usando suas ferramentas, particularmente IoT, para garantir maior segurança tanto para humanos quanto para máquinas.

Entendendo a ideia básica de segurança industrial usando IoT

Internet das Coisas refere-se a uma rede de objetos físicos que estão interconectados e possuem a capacidade de enviar e receber dados uns dos outros pela internet. Esses dispositivos podem variar de simples, como um sensor de nível de iluminação, a complexos, como um braço robótico automatizado. Eles compartilham dados entre si que são então processados e medidas apropriadas são tomadas, tudo sem a necessidade de intervenção humana. Essa própria natureza da tecnologia a torna uma plataforma perfeita para implementar melhores protocolos de segurança baseados em monitoramento em tempo real e intervenção automática.

Uma implementação muito básica dessa ideia seria implantar sensores por todo o chão de fábrica que monitoram continuamente parâmetros importantes como temperatura, umidade, níveis de gases tóxicos, etc. O processamento pode ser baseado em IA e ML onde os algoritmos são alimentados com os dados dos níveis esperados desses parâmetros e são configurados de forma que eles imponham medidas de segurança no caso de desvio dos dados do sensor dos níveis esperados. Outro exemplo seria integrar algoritmos que podem detectar e distinguir trabalhadores humanos nos sistemas de processamento de robôs autônomos habilitados para IoT de forma que as máquinas possam antecipar se suas próximas ações encontrarão diretamente um ser humano e então implantar medidas para evitar essa possibilidade.

Em processos onde alta precisão está envolvida, um leve desvio pode causar riscos de segurança consideráveis. Ter um sistema IoT que monitora continuamente os vários parâmetros de todo o processo de alta precisão por meio de sensores pode ajudar a detectar qualquer anomalia e responder a essas anomalias mais rápido do que qualquer tipo de monitoramento humano. Tais protocolos de monitoramento também podem ser estendidos para manutenção preventiva, ou seja, manutenção oportuna que contrarresta tempos de inatividade inesperados devido a falhas repentinas de equipamentos. Sistemas IoT também podem ser configurados de forma que a falha de um equipamento em um cluster não leve necessariamente ao desligamento de todo o processo.

Usando IoT e seu recurso de comunicação M2M (Machine to Machine), o processo falho pode ser desligado e sua carga de trabalho automaticamente reatribuída a outras máquinas similares no mesmo cluster a uma taxa muito mais rápida do que seria possível com sistemas tradicionais de monitoramento e imposição.

Impondo sistemas de segurança na construção e transporte

Estendendo a ideia de usar sensores para monitoramento, trabalhadores da construção podem ser equipados com wearables inteligentes que monitorariam o estado do trabalhador junto com parâmetros ambientais. Esses dados seriam coletados e processados para cada trabalhador individual, e alarmes e avisos necessários seriam implantados no caso de qualquer desvio do modelo previsto. As várias variáveis ambientais podem incluir umidade, velocidade do vento, etc. Tal sistema pode ajudar a prevenir acidentes como quedas de altura, etc.

No campo relacionado de transporte e logística, sistemas IoT podem ser empregados em múltiplos níveis para segurança e monitoramento. Um desses níveis é monitorar diretamente os padrões de comportamento dos motoristas e processar esses dados através de modelos de ML estabelecidos para determinar se o motorista está apto a operar seu veículo. Isso pode ser enviado a um supervisor de frota centralizado para tomar decisões adicionais. Outra aplicação é durante a última milha do processo de entrega quando múltiplos veículos são esperados para convergir seus caminhos. Caminhões habilitados para IoT podem ajudar a decidir o melhor curso de ação no caso de um grande número de veículos e seus tempos de entrega coincidirem, evitando acidentes.

Uma perspectiva para o futuro de sistemas de segurança baseados em IoT

Indo além de simplesmente equipar máquinas existentes com IoT para melhorar suas perspectivas de segurança, o próximo passo seria empregar máquinas baseadas em IoT para substituir completamente os processos existentes de forma que os riscos de segurança sejam drasticamente minimizados. Por exemplo, de acordo com a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional dos EUA, em 2020, tropeços, quedas e escorregões responderam pelo maior número de violações de segurança. Isso poderia inevitavelmente levar a consequências sérias em termos de segurança do trabalhador. Tais riscos de segurança podem ser mitigados pelo design adequado do chão de fábrica combinado com a implementação de sistemas automatizados baseados em IoT no lugar de trabalhadores humanos, que são muito mais confiáveis e menos propensos a tais erros. Considerando outra violação importante, que é incêndio proveniente de instalações elétricas, sistemas baseados em IoT podem ser implementados para garantir intervenção oportuna e até prevenção de tais riscos de segurança.

Em conclusão, através das várias implementações mencionadas, a implementação de tecnologias IoT parece promissora quando se trata de melhorar a segurança do local de trabalho industrial, seja monitorando e agindo sobre desvios, ou eliminando a dependência do elemento humano completamente para certas tarefas. O segundo passo, em particular, tem implicações importantes na forma como a eliminação de empregos no chão de fábrica leva a oportunidades de emprego abrindo-se em outros lugares onde os requisitos diferem dramaticamente dos da indústria atual. O elemento humano será recrutado para posições muito mais intelectuais, o que diminuirá o número de pessoas no campo, que tem sido um grande contribuinte para fatalidades humanas.