01、背景與挑戰(zhàn) 制造行業(yè)亟需提升安全生產(chǎn)能力

近幾年，隨著全球技術(shù)的創(chuàng)新活躍，以智能化為核心的新一輪工業(yè)革命席卷國內(nèi)外，制造行業(yè)正從規(guī)模化走向定制化、快速柔性響應(yīng)化，工廠數(shù)字化、智能化已然成為未來制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然趨勢。在工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等熱潮下，全球知名制造企業(yè)都開展了智慧工廠建設(shè)實踐。2020年，工業(yè)和信息化部印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)行業(yè)安全生產(chǎn)管理的指導(dǎo)意見》中指出“管行業(yè)必須管安全、管業(yè)務(wù)必須管安全、管生產(chǎn)經(jīng)營必須管安全”，應(yīng)不斷加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理，并通過技術(shù)改造促進(jìn)企業(yè)提升本質(zhì)安全水平，推進(jìn)化工園區(qū)綠色安全發(fā)展，為工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力保障。生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率是建設(shè)智慧工廠的重要目標(biāo)。作為企業(yè)經(jīng)營過程中的頭等大事，智慧工廠需要解決生產(chǎn)安全的問題并且改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)效率。

傳統(tǒng)的設(shè)備和人員安全生產(chǎn)管理存在諸多問題，具體表現(xiàn)在：生產(chǎn)人員數(shù)量多，分散在不同作業(yè)區(qū)域，無法實時掌握危險區(qū)域的人員出入情況，造成潛在安全隱患；無法實時、全面的監(jiān)管員工的著裝穿戴，在一些危險作業(yè)區(qū)域時常發(fā)生因著裝不規(guī)范而產(chǎn)生的意外事故，人員人身安全得不到保障；無法自定義限制區(qū)域，當(dāng)不符合要求的人員闖入危險作業(yè)區(qū)域時，易造成傷害事故；針對不同的生產(chǎn)階段的不同著裝要求，企業(yè)缺乏有效的管理手段進(jìn)行實施監(jiān)督，導(dǎo)致事故發(fā)生等挑戰(zhàn)。

02、解決方案 智慧工廠安全監(jiān)測解決方案

智慧工廠安全監(jiān)測主要圍繞工裝檢測、工業(yè)車輛安全駕駛領(lǐng)域，基于AI技術(shù)和視頻流數(shù)據(jù)，利用人工智能模式識別算法，對工人的著裝情況，操作情況進(jìn)行全方位、全時段的智能監(jiān)測及自動預(yù)警，對工業(yè)車輛盲區(qū)進(jìn)行識別監(jiān)測并主動介入，保證企業(yè)的人員和財產(chǎn)安全。

人員身份識別

系統(tǒng)可以通過攝像頭捕捉人員的面部特征進(jìn)行人臉識別，以核實人員身份信息。生產(chǎn)人員身份識別支持人臉識別。人臉識別主要分為人臉數(shù)據(jù)獲取、人臉檢測、特征提取、人臉識別和識別結(jié)果處理等五個部分。人臉識別主要是通過截取5G攝像頭視頻流數(shù)據(jù)，獲得圖像數(shù)據(jù)，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在圖像中準(zhǔn)確標(biāo)定出人臉的位置和大小，使用AI算法提取檢測到的人臉特征，并將人臉特征信息與已存在人臉數(shù)據(jù)庫的員工分別計算相似度。通過設(shè)定一個閾值，當(dāng)相似度超過這一閾值，則識別出員工的身份信息，完成身份驗證。否則身份認(rèn)證失敗，并發(fā)出身份識別失敗警告。

穿戴規(guī)范識別，確保人員安全作業(yè)

通過穿戴規(guī)范識別，可以判斷員工是否嚴(yán)格按照要求穿戴。例如，為了安全生產(chǎn)，電池廠要求工人佩戴特殊的頭盔、衣服、手套和鞋子。該系統(tǒng)可以檢測每個工人著裝是否符合要求。生產(chǎn)人員穿戴規(guī)范識別實現(xiàn)方式：首先，通過5G攝像頭采集工作車間視頻流數(shù)據(jù)，把視頻流數(shù)據(jù)傳回給智能識別終端；然后，智能終端對圖像進(jìn)行解碼和預(yù)處理，再輸入到人形框提取模型進(jìn)行人形框提?。蛔詈?，把人形框數(shù)據(jù)輸入工裝屬性檢測模型進(jìn)行檢測，同時把結(jié)果通過5G CPE上傳給邊緣服務(wù)器或本地實時顯示。

安全圍欄識別，解決危險區(qū)域安全隱患

安全圍欄識別根據(jù)用戶需求構(gòu)建電子圍欄，可以監(jiān)控電子圍欄區(qū)域內(nèi)的員工身份或穿戴是否符合要求。生產(chǎn)車間安全圍欄識別實現(xiàn)方式：首先，通過5G攝像頭采集工作車間視頻流數(shù)據(jù)，把視頻流數(shù)據(jù)傳回給安全圍欄智能識別終端；接著，進(jìn)行兩方面的工作：一方面，智能終端接收鼠標(biāo)輸入數(shù)據(jù)，通過算法生成電子圍欄，另一方面智能終端對圖像進(jìn)行解碼和預(yù)處理，輸入模型對安裝圍欄內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行識別；最后，結(jié)合安全圍欄和目標(biāo)識別結(jié)果，對違法行為進(jìn)行判斷，同時把結(jié)果通過5G CPE上傳給邊緣服務(wù)器或本地實時顯示。

不同生產(chǎn)階段識別，滿足不同檢測需求

不同生產(chǎn)階段的人員穿戴規(guī)范識別，可以根據(jù)不同階段的著裝檢測需求選擇不同的AI模型來識別員工的穿著，以規(guī)范人員操作，保障人員人身安全。

不同階段的生產(chǎn)人員穿戴規(guī)范識別實現(xiàn)方式：首先，要按照不同階段的安全生產(chǎn)要求采集數(shù)據(jù)、構(gòu)建工裝識別模型庫；其次，通過攝像頭或其他傳感器對不同階段進(jìn)行識別；最后，根據(jù)識別的不同階段去工裝識別模型庫匹配相應(yīng)的模型，利用相應(yīng)的模型對工人工裝進(jìn)行自動檢測，判斷工人的工裝是否符合此階段的安全生產(chǎn)流程，把識別結(jié)果通過5G CPE上傳給邊緣服務(wù)器或本地實時顯示。

生產(chǎn)人員產(chǎn)線動作識別

生產(chǎn)人員產(chǎn)線動作識別實現(xiàn)方式：首先，通過5G攝像頭采集工作車間視頻流數(shù)據(jù)，把視頻流數(shù)據(jù)傳回給產(chǎn)線動作識別終端；然后，智能終端對視頻流數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并對解碼后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；隨后，結(jié)合人體骨架提取模型和目標(biāo)檢測模型提取人體骨架信息和目標(biāo)物體；最后，通過動作識別模型識別出產(chǎn)線人員動作，并對違規(guī)動作進(jìn)行警示，同時把結(jié)果通過5G CPE上傳給邊緣服務(wù)器或本地實時顯示。

工業(yè)車輛高級駕駛輔助系統(tǒng)

ADAS(Advanced Driving Assistant System)高級駕駛輔助系統(tǒng)，是利用安裝在工業(yè)車輛上的攝像頭進(jìn)行感應(yīng)和探索車輛周圍環(huán)境，進(jìn)行靜態(tài)、動態(tài)物體的識別、偵測和追蹤，提前讓駕駛員察覺到可能發(fā)生的危險，有效提升駕駛安全性。通過安裝在工業(yè)車輛上的邊緣視覺處理終端，實現(xiàn)工業(yè)車輛的行人檢測、防撞預(yù)警、盲區(qū)監(jiān)測、視頻記錄等能力，并通過聲光告警、主動制動等方式防止安全事故的發(fā)生。

技術(shù)先進(jìn)性

? 能夠根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求自動切換識別模型；

? 能夠進(jìn)行身份識別和著裝不規(guī)范識別；

? 能夠?qū)ψ远x區(qū)域進(jìn)行檢測；

? 模型準(zhǔn)確率>90%；

? 檢測速度<1秒；

? 攝像頭和邊緣推理端分離的部署架構(gòu)，方便后期模塊擴(kuò)展；

? 支持平臺化管理、可視化大屏展示；

英特爾? Movidius? 視覺處理器以超低功耗為現(xiàn)代計算機(jī)視覺和人工智能應(yīng)用的嚴(yán)苛工作負(fù)載提供支持，非常適合具有功耗、規(guī)格和成本限制的攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，支持小內(nèi)存占用網(wǎng)絡(luò)，只需最少的軟件更改，即可實現(xiàn)單芯片到多芯片的解決方案。通過Intel? VPU的性能優(yōu)勢，幫助愛動科技實現(xiàn)人工智能識別準(zhǔn)確率提升，識別速度大大縮短，為解決方案的應(yīng)用提供支撐和保障。

03、成功案例 汽車生產(chǎn)企業(yè)安全管理應(yīng)用案例

某汽車生產(chǎn)廠擁有大量作業(yè)區(qū)域和上千員工，因其行業(yè)作業(yè)的特殊性，對員工的著裝和操作有非常嚴(yán)格的規(guī)定，組織了相應(yīng)的管理人員對員工穿戴進(jìn)行監(jiān)督，但近年來由于員工不斷增多，使得傳統(tǒng)管理顯得力不從心，員工穿戴不符合作業(yè)規(guī)定的情況時有發(fā)生，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)事故也難以避免。通過為其部署網(wǎng)絡(luò)攝像頭、路由器、AI邊緣主機(jī)，通過AI識別技術(shù)，為其實現(xiàn)了人員身份識別、穿戴規(guī)范識別、不同生產(chǎn)階段員工穿戴識別、電子圍欄識別等功能，并將識別結(jié)果通過大屏進(jìn)行呈現(xiàn)，用戶可以隨時進(jìn)行可視化查閱，為管理者提供分析和決策支撐通過在工廠內(nèi)實施智慧工廠產(chǎn)線安全監(jiān)測方案，部署一系列硬件設(shè)備，對重要生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測管理，實現(xiàn)了智能工廠的數(shù)字化管理，有效提高了員工的自我保護(hù)意識，降低了生產(chǎn)事故率。

汽車生產(chǎn)企業(yè)安全管理應(yīng)用案例

北京某物流企業(yè)的順義區(qū)倉庫，主要業(yè)務(wù)是進(jìn)行倉儲物流分配。據(jù)倉庫負(fù)責(zé)人稱，倉庫存在的主要運(yùn)輸車輛是叉車，共計72臺，員工有165人。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查了解，他們在行進(jìn)過程中往往會因為場內(nèi)較亂的環(huán)境和駕駛視野盲區(qū)的情況，發(fā)生輕微的剮蹭等。在2019年，該倉庫內(nèi)發(fā)生的大小事故共58起，嚴(yán)重事故造成車輛損壞無法使用的高達(dá)5起；2020年上半年，愛動對該倉庫進(jìn)行了工業(yè)車輛主動安全解決方案的相關(guān)部署，截止至2020年10月1日，該倉庫發(fā)生重大碰撞事故0起，發(fā)生剮蹭等小型事故2起，幫助企業(yè)節(jié)省10w+運(yùn)營成本。

04、應(yīng)用展望 開源應(yīng)用賦能行業(yè)同發(fā)展

行業(yè)未來的發(fā)展不僅在于人和設(shè)備的智慧化管理，各平臺和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之間的互聯(lián)互通也是重中之重，愛動自主研發(fā)的人員安全管理、設(shè)備安全管理、數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用正式基于這一遠(yuǎn)景研發(fā)，目前我們已經(jīng)實現(xiàn)SaaS應(yīng)用訂閱服務(wù)+硬件終端使用費，按需付費；支持web、Android、iOS應(yīng)用程序和其他管理應(yīng)用程序系統(tǒng)；將人工智能算法部署到邊緣側(cè)，以獲得更快速和準(zhǔn)確的識別結(jié)果；自主開發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)各種傳輸協(xié)議的兼容、數(shù)據(jù)采集和互聯(lián)，未來希望能夠提供更多開源應(yīng)用，賦能行業(yè)共同發(fā)展。

愛動超越人工智能科技(北京)有限責(zé)任公司是專注于為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供基于人工智能的資產(chǎn)管理解決方案的科技企業(yè)，系國家高新技術(shù)企業(yè)、中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)、中關(guān)村金種子企業(yè)、中關(guān)村瞪羚企業(yè)、北京市“專精特新”中小企業(yè)。擁有AIoT、邊緣計算、云計算、工業(yè)智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)儲備，為工業(yè)領(lǐng)域用戶提供最具競爭力的產(chǎn)品和解決方案，牽頭和參與了4項工業(yè)設(shè)備上云相關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。

2020年愛動入選第十批清華科技園“鉆石計劃企業(yè)”，“重點工業(yè)設(shè)備上云解決方案應(yīng)用推廣公共服務(wù)平臺”中標(biāo)工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程重大專項。其擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的“基于人工智能的工業(yè)車輛互聯(lián)網(wǎng)平臺”入選2020工信部“支撐疫情防控和復(fù)工復(fù)產(chǎn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺解決方案”，“2019年制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展試點示范項目”等，并獲得北京市科信局科技計劃項目、人社局優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)項目支持，擁有超過20多個行業(yè)700余家頭部客戶，累計接入設(shè)備近100000臺，形成行業(yè)標(biāo)桿效應(yīng)。未來，愛動將繼續(xù)深耕智能制造產(chǎn)業(yè)，聚焦更多數(shù)字經(jīng)濟(jì)應(yīng)用場景的技術(shù)研發(fā)，不斷擴(kuò)充業(yè)務(wù)經(jīng)營領(lǐng)域，持續(xù)助力“新基建”高質(zhì)量發(fā)展。