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一、項目背景

在工業生產中，傳統的物理隔離和LOTO程序可能由于人的因素導致出現LOTO失效人員意外陷入危險區域。為了解決這一問題使安全不依賴于人員的自覺性，寧波緯誠研發了具備AI防陷入技術功能的機械安全智能防護系統，并成功在西安楊森制藥有限公司得到應用。

二、目標與原則

實現對圍欄區域內人員的精準監測和預警，有效預防人員陷入危險，降低安全事故發生率，確保工業生產的安全穩定運行。遵循安全性、可靠性、先進性和易用性原則，確保系統能夠準確識別和預防危險情況，在各種復雜環境下穩定運行，采用先進的AI技術和算法，同時操作簡便，便于企業員工使用和維護。

三、案例實施與應用情況

1、應用規劃階段

公司組建了專業團隊，深入西安楊森的工廠進行實地勘察，精準識別潛在風險點，確定應用AI人員防陷入系統及AI人員存在檢測系統產品方案；詳細記錄光線、障礙物等環境因素，確定AI人員存在檢測系統應用攝像頭3個，保證封閉區域內無死角覆蓋。最關鍵的是根據現場實際維修操作流程，結合已有的安全開關、安全系統及LOTO管理流程，在不干擾現有Trapped key聯鎖的前提下部署AI人員防陷入系統，通過AI視覺識別技術判斷區域內人員存在，防止人員陷入，實現管控區域內有人則安全門無法上鎖的功能，同時增強現有LOTO流程管理。與企業充分交流，了解生產操作流程和人員行為特點，根據需求定制智能圍欄系統方案，反復確認方案流程圖，確保系統高效運行。

流程圖如下所示：

①AI人員防陷入系統

②AI人員存在檢測系統

2、實施及交付過程

按照規劃方案，精準安裝設備，確保無監測盲區，成功部署AI算法，實現實時精準監測，通過通訊協議高效傳輸數據，并采用邊緣計算設備本地部署的方式確保數據安全，一旦檢測到異常行為，立即觸發明顯的報警信號。

實施過程中遇到因現場安全門內側地勢為臺階向下的地勢落差大導致計數準確率降低的情況，針對這個情況，緯誠通過現場采集數據，對海量圖像數據進行針對性深度訓練，優化算法邏輯，最終準確率達到客戶原定要求，項目成功交付。

3、創新性

①準確識別人員并行、尾隨、光線昏暗等特殊情況，確保識別準確率可達99%以上。

②安全門通道便捷部署，支持多通道組網判斷。

③無感統計，無需增加管理控制流程，降低企業管理成本。

④支持通過Modbus通訊協議交互數據

4、重點與難點問題解決

（1）重點問題

復雜環境適應性：單人頻繁進出、多人并行或尾隨進出、地勢落差大、光線昏暗等極端工況下

多源數據融合處理：融合攝像頭、傳感器等多源數據實現精準人員定位與行為判斷難度大。

系統實時性與可靠性：安全防護對系統響應速度和穩定性要求高。

（2）解決思路

環境適應性優化，為設備定制防護外殼，采用抗干擾技術優化電路設計，研發圖像增強和預處理算法，提升系統穩定性與準確性。

多源數據融合算法創新：設計高效數據融合算法，綜合分析多源數據特征，建立精準人員行為模型，實現可靠定位與判斷。

高性能硬件與冗余設計保障實時性和可靠性：選用高性能處理器、大容量內存和高速網絡設備，構建冗余架構，優化軟件算法，提高系統處理效率和響應速度。

四、應用價值與效益

①需求來源及趨勢：

在現代工業生產場景中，大型自動化生產設備操作的封閉區域存在潛在人身傷害危險，因此，安全管理常常采用掛牌上鎖的方法防止人員滯留在危險區域。

掛牌上鎖通常配合安全聯鎖系統使用，當安全門從外部打開時，安全開關會被斷開，安全控制系統控制內部設備立即斷電停機。掛牌上鎖就是當每個人員進入危險區域作業時，都必須將帶有明確的個人信息掛牌及安全掛鎖掛在安全開關上，并隨身攜帶鑰匙，以避免他人從外部關閉安全門，達到安全開關無法鎖定，設備無法再次啟動的目的。

然而，在實際應用中，掛牌上鎖這種依賴個體操作的方法，必須通過現場人員嚴格執行既定的操作流程，不僅無法實時監測且難以監管。一旦發生人為失誤或操作不當，就會導致人員陷入危險區域而產生風險。例如，當多人進入時，可能會出現人員尾隨進入，未嚴格執行掛牌上鎖的情況；當掛牌人員離開時，他們取下各自的掛鎖，安全門上鎖，尾隨進入的人員則會陷入其中。一旦設備啟動，被困人員就會面臨機械傷害的風險。

越來越多的大型設備生產事故的發生源于此種風險，也為更多的企業敲響了警鐘，開始探索能夠通過AI手段降低人為風險的可能性。

楊森找到緯誠合作，為其構建基于AI機器識別智能安全防護系統的案例對眾多大型設備生產區智能化安全改造具有典型參考意義。

②提高企業安全管理水平：

本案例通過結合機器視覺和人工智能算法，實現了對安全門通道人數的精確檢測，計算受控區域內的存留人數，并輸出信號到執行機構，從而大大降低LOTO失效等危險區域人員陷入風險的可能。

本案例有效預防人員陷入危險區域，減少安全事故發生率。為企業員工提供了可靠的安全保障，降低了企業的安全風險，已入圍強生集團全球EHS創新決賽。

③技術創新性：

本案例采用邊緣計算的模式，本地化無網絡部署，有效滿足了客戶生產現場高保密性的需求。

AI視覺目前的最大難點為識別準確率，本案例所能達到的高準確率，在工業場景可接受的可靠性范圍內，具有極大的市場競爭力。 

安裝前：

安裝后：