AR工业运维｜你知道工人安全有多重要吗？｜effiar

增强现实技术在安全方面的应用的发展，市场上的工具和设备可以连接到AR的主要设备，例如安装在智能眼镜上的热像机或气体检测传感器，这也为提高安全性提供了机会。在当前竞争激烈的情况下，制造业企业正面临着数字化转型的挑战，工业4.0的到来就是明证。这种新的范式被称为“第四次工业革命”，它指的是新的生产模式，包括新技术、生产要素和劳动组织，它们正在彻底改变生产过程和客户与公司之间的关系，并对供应链和价值链产生相应的影响。

“数字工厂”是工业新时代的标志，即所谓的“工业4.0”。在这个新时代，像制造厂、机械和公用事业这样的普通生产系统都配备了诊断和敏感的仪器设备，以连接到数字共享网络。通过大数据管理技术，这种数据共享是一个完全集成的基础，在此基础上可以安装数字工具并交换信息。从机器的物理世界中存储的数据可以被重定向到模拟环境中，比如数字双胞胎，也可以被人类检查，用于一些目的，比如预测分析。在这些范围之上，在物联网的实现中，存在安全问题，特别是在工业场所，操作员和工人的伤害风险是生产可持续性的一个关键因素。本文从机械应力监测的一个测试案例研究开始，重点关注安全实践中升级的增强现实系统的应用，将关注的领域扩展到电气设备中的电气和过热风险缓解以及应急管理。

工业现场应用。其中，AR设备主要涉及以下几个方面:

-防止因储存负荷过重而导致钢架损坏的机械风险;

-防止电力设备及装置因电力过载或短路而出现过热危险;

-由于过度拥挤或紧急情况(大火、爆炸、污染、医院、机场、学校的疏散)而引起的火灾风险和紧急情况管理。

目前市场上有多种增强现实设备和平台可供专业使用，智能眼镜是在现实世界中叠加AR对象的最佳方式，或从放置在感兴趣的真实对象上的特定符号中获取信息的最佳方式。智能眼镜最好的特点之一，适合工人的安全，是允许免提AR体验的机会。这些设备的普及增加了开发与这些设备兼容的AR移动应用程序的机会，以增加连接的方便性。

用于开发AR在物体中的应用的可穿戴设备是F4智能眼镜，由一家意大利初创公司Glass Up生产。它们在右边的镜头上装有一个屏幕。光学系统允许22°的视场，获得的效果与放置在5米远处的70英寸屏幕相同。即使眼镜不是双目的，3D视图也是可能的。这种眼镜配有一个视频摄像头，可以实时分享视频，数据可以通过软件“仪表盘”可视化。因此，眼镜可以远程协助，也可以通过清晰的视频或图像进行“在职培训”。

由于AR技术最近的扩散，对工人健康的长期影响还没有被孤立。最近的一项研究表明，增强现实技术可能对用户的健康有益，因为操作员的精神工作量减少了。但在其他研究中，像智能眼镜这样的头戴式设备，据说可以利用比人的视野还小的视野，这可能会导致长时间使用后出现头痛、头晕、恶心等症状。此外，由于重量和使用限制，需要使用普通护目镜的用户会感到不适。可以用虚拟现实技术进行比较，其特点是体验时间更长。文献主要关注的是VR导致的疾病，大部分VR参与者都经历过这种疾病，即使还不完全清楚这种疾病的确切原因。一个最大的连续使用时间周期可以安全地认为在1小时内，放松之前。这些方面还有待进一步研究。

该软件可以捕获一幅图像，并将其重新发送给用户，丰富了额外的显式数据、文本或图纸，以改善信息获取，或可以在视图中实时突出显示元素，以集中用户的注意力。F4眼镜有几种不同的传感器可供选择:加速计、指南针、陀螺仪、气压计、湿度计、led手电筒、插入式传感器和语音控制，都可以连接Wi-Fi、LTE和蓝牙。也可以在眼镜支架上安装一个32X32的热像机或一个气体检测传感器。电子喂养和与用户的互动是通过一个USB接口来保证的。

一般情况下，数据可以通过一个电子卡来收集，就像Arduino那样，接收来自专用传感器的电信号。通过基于c++语言的软件对卡进行编程，将数据发送到平台进行分析和阐述，使用特定的Wi-Fi模块连接到Arduino卡上。服务器从现场传感器接收到的数据可以与历史数据、阈值或安全报警值进行比较，然后发送给配备AR visors的操作人员，通过眼镜镜头实时可视化。操作员可以通过多种方式只接收所需的数据:其中之一是QR码检测，它应用于表面或特定的点，以识别特定的组件或感兴趣的安全区域。二维码标识查询或检查的唯一目的地，并使服务器只发布所需的数据。这种层次的互联是数字工厂概念的重要组成部分，它代表了人类处于信息交换中心的物联网。在下面的图2中，描述了主要的逻辑概念。

在工业环境中，热成像技术被用来识别导致机械和电气系统故障的热点。对异常的早期检测可以使您避免生产中断并节省资金。在机械领域，热像图控制识别轴承、接头、变速器和联轴器之间的摩擦引起的过热。热像仪在机械领域的应用特点是工作温度和调查温度高。温度的研究需要操作者小心谨慎。由于热像仪操作员必须在有高温源存在的环境中进行拍摄，因此有必要提供屏蔽系统以尽可能减少对待分析组件的反射影响。在机械部件的分析上，除了轴承和传动带的分析外，还经常分析管道温度分布、锅炉、交流发电机和电力生产系统、油罐液位的控制检查。

在电力传动中，必须检查有无因故障引起的异常摩擦。通常检测到的机械故障有:

-引擎过热;

-温度可疑的滚轮;

-泵过载;

——热垫;

-泵轴向过热。

有了这些控制，就有可能检测到的“弱环”

该系统，使生产活动能够得到保证，由于立即干预。接受热像图分析的工厂具有生产连续性的优势，如果不持续监测，这将是不可能的，因为只有在损害发生后才能检测到损害，迫使工厂停止。热像仪在机械领域的应用通常以极高的工作温度和调查温度为特征。温度调查需要操作者特别注意;机械应用的特点通常是温度随摩擦现象的积累，而摩擦现象与某些部件的运动相对应。

热成像摄像机通常用于检查各种尺寸和形状的电气系统和元件。热成像摄像机最常见的故障可在高压装置中发现:

-高压断路器的氧化;

-连接过热;

-连接安装不完善;

——绝缘子故障。

在检查电气系统时，了解负载、分析元件的最大允许温度是非常重要的。有必要了解构件的外部条件;如果一个标准的测量是在外部进行的，那么就有必要知道风速和其他可能影响元素温度的气候因素。对于内部调查，有必要知道是否存在由部件本身的冷却系统引起的房间冷却系统或对流效应。在对要分析的元素进行测量之前，有必要准备高发射率点，以便在分析导电金属时能够读出最精确的温度。如果检查是在封闭的柜内进行的，在不危及操作人员自身安全的情况下不能打开柜内，建议使用单晶锗透镜准备特殊的窗口。此外，低压和高压设备之间的电气是不同的。热成像摄像机用于低压装置，如电板和发动机控制板。进行这些检查是为了避免故障或火灾。由负载不平衡引起的问题;会出现腐蚀现象。

在低压设备中使用热成像摄像机可以检测到的故障包括:

-高阻连接;

-连接件锈蚀;

-内部保险丝损坏;

-内部断路器故障;

-连接效率低下和内部损坏。

相反，对于高压装置，热量是一个相关因素。当电流通过提供电阻的元件时，就产生热。高电阻对应于热的增加。随着时间的推移，电阻的电连接增加。这可能是由腐蚀引起的，腐蚀会导致温度升高，从而导致部件失效，可能发生事故，产生热量的能量会造成不必要的消耗。如果不加以控制，热量会达到熔化连接的程度。

在高压设备中使用热成像摄像机可以检测到的故障包括:

-高压断路器的氧化;——绝缘子故障;

-连接安装不完善;

-连接过热。

热成像照相机是一种特殊的照相机，它探测人体的红外辐射强度，因此它不是一种观察或探测温度的仪器。从检测到的辐射开始，通过机器的电子处理，得到一个数字辐射类型图像，在该图像中可以看到物体的温度。

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