Automatyzacja i nowe technologie a BHP

Automatyzacja procesów produkcyjnych, a w ostatnich latach też ich postępująca cyfryzacja i dynamiczny rozwój nowych technologii, takich jak sztuczna inteligencja i wirtualna rzeczywistość, w istotny sposób zmieniają organizację i warunki pracy w zakładach przemysłowych. Wpływa to na bezpieczeństwo pracowników, stwarzając z jednej strony nowe wyzwania, a z drugiej możliwości wykrywania, monitorowania i eliminowania zagrożeń. W artykule przedstawiamy przykłady rozwiązań w tym zakresie.

Posłuchaj
00:00

BLASKI...

Roboty przemysłowe, autonomiczne roboty mobilne i drony zastępują ludzi w wykonywaniu zadań w warunkach uciążliwych i wysokiego ryzyka, podczas których są oni narażeni na brud, zapylenie i inne szkodliwe czynniki, takie jak np. rakotwórcze dymy spawalnicze, opary toksycznych chemikaliów, skrajnie wysokie i niskie temperatury, m.in. przy obsłudze pieców i na platformach naftowych albo promieniowanie. Przykładowo roboty, zabezpieczone żaroodpornymi pokrowcami, mogą wyręczyć pracowników hut w mieszaniu stopionego metalu w celu oddzielenia żużlu. Dzięki temu ludzie nie są bezpośrednio wystawieni na oddziaływanie temperatur sięgających kilku tysięcy stopni i nie grozi im poparzenie iskrami. Roboty w zakładach przetwarzania odpadów z elektrowni jądrowych zastępują też ludzi w pracach wymagających kontaktu z materiałami radioaktywnymi.

Ponadto roboty, przejmując powtarzalne, manualne i niestymulujące umysłowo czynności, pozwalają pracownikom skupić się na kreatywnych i wymagających podejmowania decyzji zadaniach. Z kolei egzoszkielety są coraz częściej wykorzystywane w takich branżach, jak budownictwo, produkcja, rolnictwo oraz opieka zdrowotna, ponieważ redukują obciążenie układu mięśniowo-szkieletowego podczas długiej pracy w niewygodnej pozycji, przy wykonywaniu powtarzalnych ruchów i podnoszeniu ciężarów. Dzięki temu ryzyko urazów jest mniejsze, a pracownicy mniej się męczą.

Drony z kolei wykorzystuje się w zadaniach niebezpiecznych dla ludzi, jak praca na wysokości, np. podczas inwentaryzacji w magazynach z regałami wysokiego składowania i w rolnictwie, do oprysków pól. To nie tylko chroni rolników przed negatywnymi konsekwencjami zdrowotnymi kontaktu z pestycydami, ale dzięki dodatkowemu wyposażaniu dronów (w kamery, lokalizatory GPS, dysze różnych rozmiarów oraz kontrolery lotu oparte na AI itd.) pozwala precyzyjniej aplikować środki chemiczne poprzez zdalną modyfikację trasy i wymianę dysz, co ma wpływ na prędkość opryskiwania oraz ilość podawanych pestycydów. Możliwość transmisji obrazu pozwala natomiast połączyć opryski z monitorowaniem upraw.

...I CIENIE AUTOMATYZACJI

Chociaż automatyzacja może znacząco poprawić warunki pracy, uzupełniając stanowiska o roboty, drony i egzoszkielety, pod uwagę trzeba również wziąć zagrożenia, na które mogą być narażeni pracownicy przebywający w pobliżu i ci odpowiedzialni za konserwację albo naprawę tych urządzeń. Obejmują one problemy w interakcji człowiek–robot oraz wypadki, które wynikają z niewystarczających środków bezpieczeństwa, awarii mechanicznych i programowych oraz błędów ludzkich. Ryzykowne jest np. nieprzewidywalne zachowanie robota na skutek uszkodzenia czujników, usterki oprogramowania, błędnej interpretacji danych pomiarowych przez algorytm sztucznej inteligencji w sterowniku bądź cyberataku, który nakierowano na mechanizmy bezpieczeństwa funkcjonalnego.

Będące tego konsekwencją nieoczekiwane ruchy ramienia robota albo niespodziewane zwolnienie narzędzia, którym się on posługuje, mogą spowodować obrażenia pracowników znajdujących się w pobliżu – np. w wyniku zakleszczenia kończyn, ich zmiażdżenia albo zranienia. Groźna jest również utrata kontroli nad dronem, który może wówczas spaść albo zderzyć się z pracownikami i elementami wyposażenia, powodując urazy, zniszczenia, a nawet pożar, jeżeli dojdzie do wybuchu jego akumulatora. Użytkowanie niewłaściwie dopasowanych albo źle zaprojektowanych egzoszkieletów może z kolei prowadzić do urazów i powodować ograniczenia ruchowe, które choćby w sytuacjach awaryjnych utrudniają szybką ewakuację. Zwiększa to też ryzyko upadków, bo wprawdzie egzoszkielety projektuje się pod kątem zmniejszenia obciążenia fizycznego, ale mogą one również zaostrzać schorzenia układu mięśniowo-szkieletowego, jeżeli są za ciężkie, nie zostały dopasowane do kształtu ciała, rozmiaru, wymagań konkretnego pracownika lub zmuszają ciało do wykonywania nienaturalnych ruchów. Długotrwały kontakt z elementami plastikowymi i metalowymi może też powodować u pracowników korzystających z noszonych egzoszkieletów podrażnienia skóry lub reakcje alergiczne – zwłaszcza w warunkach podwyższonej temperatury i wilgotności.

Upowszechnianie się automatyzacji i zaawansowanej robotyki wprowadza również nowe czynniki ryzyka psychospołecznego, mogące wpływać na zdrowie psychiczne pracowników, ich satysfakcję z pracy oraz ogólne samopoczucie. Nadmierne poleganie na rozwiązaniach automatyki, szczególnie robotach i egzoszkieletach, może przyczyniać się do utraty kwalifikacji, zmniejszać kreatywność oraz zdolność do podejmowania decyzji i reagowania na nieoczekiwane sytuacje. Skutkami tego z kolei mogą być wyczerpanie emocjonalne, drażliwość i zmniejszenie poczucia sensu pracy. Oprócz tego pracownicy obsługujący albo pracujący obok robotów muszą dostosowywać się do tempa ich pracy, a taka presja jest stresująca i zwiększa ryzyko wyczerpania fizycznego i psychicznego. Ponadto automatyzacja powoduje zanikanie interakcji międzyludzkich, ponieważ pracownicy w coraz większym stopniu opierają się na technologiach i danych niż wsparciu ze strony współpracowników i przełożonych. Groźny jest też tzw. technostres wywołany trudnościami w zrozumieniu i nadążaniu za zmianami w nowych technologiach, dotykający w większym stopniu pracowników starszych i tych o niższych kwalifikacjach.

NOWE TECHNOLOGIE W BHP

Pojawiające się nowe technologie zmieniają również dziedzinę BHP. Dzięki wykorzystaniu czujników, Internetu Rzeczy, urządzeń noszonych, dronów oraz narzędzi analitycznych opartych na sztucznej inteligencji możliwe staje się zarówno śledzenie na bieżąco, jak i prognozowanie zagrożeń w miejscu pracy. To pozwala na szybką reakcję na sytuacje niebezpieczne, jak i wdrażanie zawczasu środków zapobiegawczych. Monitorowane są czynniki środowiskowe, takie jak poziom hałasu, jakość powietrza, temperatura, a także ruchy, postawa oraz parametry fizjologiczne pracowników – m.in. tętno, temperatura ciała i poziom zmęczenia. Kontroluje się je głównie w sektorach wysokiego ryzyka (górnictwo, budownictwo, przemysł naftowy czy chemiczny), w których praca wymaga dużego wysiłku fizycznego, niebezpieczne warunki zwiększają ryzyko wypadków, a od pracowników wymaga się przestrzegania wytycznych bezpieczeństwa, o których niedopełnieniu przełożeni powinni zostać natychmiast poinformowani.

Czujniki wykrywają np. przekroczenie dopuszczalnego stężenia gazów toksycznych, co pozwala ewakuować pracowników, nim stanie się ono krytyczne. Na wynikach z sensorów temperatury i wilgotności opierają się systemy klimatyzacji, które, wpływając na te wielkości, ograniczają ryzyko związane z nadmiernym ciepłem albo zimnem. Oprócz stacjonarnych czujników, w sensory (w tym kamery) wyposaża się drony, które mogą dodatkowo monitorować rozległe, trudno dostępne obiekty, np. platformy wiertnicze.

Postęp w dziedzinie sztucznej inteligencji zwiększa natomiast możliwości w zakresie analizowania materiałów wideo, co pozwala na monitorowanie ruchów oraz zachowań pracowników pod kątem nieprawidłowości. Można np. wykrywać przyjęcie niewłaściwej postawy podczas podnoszenia ciężkiego przedmiotu (co grozi urazem kręgosłupa), poślizgnięcia, potknięcia, upadku czy zasłabnięcia, jak też nieprzestrzeganie przepisów dotyczących obowiązku noszenia środków ochrony indywidualnej, adekwatnych do zagrożeń występujących na danym stanowisku – np. brak kasku, rękawic albo gogli ochronnych. W takich sytuacjach można wysłać alerty w czasie rzeczywistym, zarówno do pracownika, jak i jego przełożonych, a jeśli dojdzie do wypadku – automatycznie wezwać pomoc. Poza zagrożeniami fizycznymi, zaawansowane systemy analizy materiałów wideo z monitoringu stanowisk pracy, oparte na sztucznej inteligencji, są w stanie kontrolować zachowanie personelu pod kątem wzorców zmęczenia oraz stresu, co pozwala na reagowanie, jeżeli stan danego pracownika zagraża bezpieczeństwo jego i innych osób. W ten sposób np. kamera zamontowana w wózku widłowym może wykryć niepokojące zachowanie jego kierowcy (osłabioną koncentrację itd.).

ELEKTRONIKA NOSZONA

Przełomowe znaczenie dla poprawy bezpieczeństwa pracowników fabryk ma postęp w dziedzinie urządzeń noszonych na ciele lub w jego pobliżu, które pozwalają śledzić parametry fizjologiczne i czynniki środowiskowe. Na potrzeby przemysłu opracowuje się m.in. inteligentne środki ochrony indywidualnej, które łączą tradycyjne elementy, takie jak odzież ochronna, z wbudowanymi w nie czujnikami, bateriami oraz modułami transmisji danych. Przykładami są:

  • kaski, monitorujące tętno, temperaturę ciała, lokalizację i środowisko pracy użytkowników;
  • pasy noszone na biodrze, plecach lub ramieniu, dzięki zintegrowanym akcelerometrom wykrywające nadmierne obciążenie, nieprawidłową postawę czy potencjalnie niebezpieczne ruchy;
  • rękawice, wykonane z materiału o właściwościach chromogennych, czyli zmieniającego kolor w przypadku kontaktu z określonymi substancjami niebezpiecznymi;
  • opaski, które można nosić na głowie, same albo umieszczone pod nakryciem głowy, wykrywające oznaki zmęczenia i spadku koncentracji;
  • kamizelki wyposażone w czujniki wykrywające zagrożenia środowiskowe i mierzące w czasie rzeczywistym parametry życiowe, co pozwala wykryć przegrzanie albo nagły spadek temperatury ciała.

Bezpieczeństwo pracowników poprawiają także znaczniki, które można przymocować do kasku albo innej płaskiej, czystej powierzchni. Zapisuje się w nich informacje o noszącej jej, osobie, przydatne w nagłych wypadkach, np. dotyczące jej alergii, schorzeń, przyjmowanych leków i dane kontaktowe.

Chociaż urządzenia noszone i oparte na nich systemy monitorowania stanu zdrowia, zachowania i warunków w otoczeniu pracowników są w stanie znacząco poprawić bezpieczeństwo personelu, trzeba się także, niestety, liczyć z tym, że same bywają źródłem dodatkowego ryzyka.

Przede wszystkim, w razie ich awarii albo wystąpienia błędów w transmisji danych mogą opóźnić ogłoszenie alarmu. Oprócz tego, paradoksalnie, zwiększają ryzyko wypadków, jeżeli pracownicy w nadmiernym stopniu opierają się na automatycznych ostrzeżeniach, zamiast zachowywać świadomość sytuacyjną – polegającą na postrzeganiu elementów otoczenia w taki sposób, aby rozumieć ich znaczenie w czasie i przestrzeni, i być zdolnym do przewidywania przyszłych zdarzeń oraz potencjalnych zagrożeń.

Na to, czy urządzenia noszone spełniają swoją funkcję, ma wpływ także komfort i akceptacja użytkownika. Jeśli są niewygodne (np. krępują ruchy) albo niedopasowane (np. za ciasne lub za luźne), ich długotrwałe użytkowanie może wywoływać uczucie dyskomfortu, a przez to rozpraszać i męczyć, co z kolei skłania do ich zdjęcia. Co więcej, obowiązek noszenia takich urządzeń może być dla pracowników źródłem stresu. Wynika to stąd, że ciągłe monitorowanie danych fizjologicznych potrafi wywoływać presję, by utrzymać wskaźniki wydajności i zdrowotne na określonym poziomie. Dzieje się tak, przykładowo, jeżeli pracownik ma obawy, że dostęp do tych danych uzyskają jego przełożeni, którzy na tej podstawie będą go oceniać. Może to mieć wpływ na warunki oraz pewność zatrudnienia lub podmioty trzecie, co może budzić obawy o prywatność i bezpieczeństwo tak wrażliwych informacji.

VR W BHP

W ostatnich latach nastąpił również znaczący postęp w dziedzinie technologii łączących środowisko cyfrowe z rzeczywistym i umożliwiających w tym wirtualnym interakcję człowiek–maszyna. Jest to szeroka grupa, która obejmuje trzy różniące się, chociaż równocześnie wzajemnie zazębiające się, technologie. Chodzi o: rzeczywistość wirtualną (VR), rozszerzoną (AR) i mieszaną (Mixed Reality, MR).

W pierwszej użytkownicy mają dostęp do całkowicie sztucznego, cyfrowo wygenerowanego środowiska, pozostając jednocześnie odciętymi od prawdziwego otoczenia. Wgląd w wirtualną rzeczywistość zapewnia im kask z wbudowanym wyświetlaczem, a interakcję z nią umożliwiają różnego typu kontrolery. Druga z wymienionych technologii pozwala nakładać treści generowane cyfrowo na rzeczywisty obraz. Jest to realizowane w różny sposób, w zależności od tego, z jakiego sprzętu korzystają użytkownicy.

Przykładowo, mobilne aplikacje rzeczywistości rozszerzonej rejestrują obrazy świata rzeczywistego za pomocą aparatu w smartfonie. Następnie nanoszą na nie wirtualne obiekty, a użytkownik może ich połączenie oglądać na ekranie telefonu. Technologia AR jest też dostępna za pośrednictwem okularów i kasków podobnych do tych VR. Zamiast jednak w pełni wirtualnego środowiska wyświetlają one przed oczami użytkownika dane cyfrowe nałożone na widok rzeczywisty. Wraz z upowszechnianiem się smartfonów to rozwiązanie traci jednak na popularności, zaś technologia AR staje się najbardziej dostępną formą XR. Rzeczywistość mieszana natomiast zapewnia podgląd i interakcję ze środowiskiem wirtualnym, nałożonym jednak na świat rzeczywisty. MR jest zatem bliższa VR niż rzeczywistości rozszerzonej, z drugiej strony jednak, inaczej niż rzeczywistość wirtualna, nie odcina użytkowników całkowicie od realnego otoczenia.

W dziedzinie bezpieczeństwa pracy największy potencjał ma technologia VR. Wykorzystuje się ją przede wszystkim w szkoleniach. Immersyjne i interaktywne środowisko wirtualnej rzeczywistości pozwala pracownikom doświadczać realistycznych sytuacji oraz ćwiczyć procedury bezpieczeństwa i postępowania w sytuacjach awaryjnych w kontrolowanym otoczeniu, odwzorowującym warunki rzeczywiste.

Dzięki VR można znacząco zwiększyć efektywność szkoleń z dwóch powodów. Po pierwsze, w wirtualnej rzeczywistości ich uczestnicy bez konsekwencji dla zdrowia i mienia są w stanie popełniać błędy i wielokrotnie przechodzić te same kroki, aby utrwalić w pamięci dobre praktyki. Ponadto VR umożliwia przedstawienie stanowisk i scenariuszy, które są trudne do odtworzenia w praktyce – zarówno ze względu na ograniczenia finansowe lub organizacyjne, jak i obawy dotyczące bezpieczeństwa, w przypadku których teoretyczny opis nie odzwierciedla w pełni ich specyfiki. Dzięki możliwości doświadczenia realiów danego stanowiska albo zadania w VR i zarazem pełnego w nie zaangażowania uczestnicy szkoleń lepiej zapamiętują procedury postępowania i dodatkowo przekazywane przez instruktorów wskazówki. W efekcie później, w prawdziwym życiu, znajdując się w analogicznej sytuacji, działają pewniej, bez wahania.

Monika Jaworowska

Powiązane treści
Rola i ograniczenia sztucznej inteligencji w bezpieczeństwie maszyn przemysłowych
Bezpieczeństwo robotyki i intralogistyki
Zobacz więcej w kategorii: Technika
Przemysł 4.0
Nowoczesny transport i logistyka
Pomiary
Quality 4.0 – inteligentne rozwiązania w kontroli jakości
Silniki i napędy
Sprawność silników elektrycznych – kluczowy parametr dla efektywności i oszczędności w przemyśle
Pomiary
100% kontroli produktów dzięki inteligentnym skanerom 3D
Silniki i napędy
Prąd rozruchowy silników – co to jest i jak go skutecznie ograniczać?
PLC, HMI, Oprogramowanie
Regulatory kaskadowe i zaawansowane układy regulacji: kompleksowy przewodnik
Zobacz więcej z tagiem: Bezpieczeństwo
Targi krajowe
Euro Target Show 2026
Gospodarka
Rekordowa rekrutacja na Wojskowej Akademii Technicznej: 1280 miejsc na studia wojskowe w roku akademickim 2026/2027
Technika
Projektowanie urządzeń zgodnych z EMC – jak uniknąć kosztownych problemów na końcowym etapie wdrożenia

Automatyzacja przemysłu na rozdrożu: dylemat między przywiązaniem a otwartością. E-book do pobrania

Współczesny przemysł, od produkcji po intralogistykę, funkcjonuje w środowisku bezprecedensowej zmienności. Dynamiczne trendy konsumenckie, nowe regulacje prawne i nieprzewidywalne wstrząsy w globalnych łańcuchach dostaw zmuszają firmy do fundamentalnej refleksji nad swoimi strategiami operacyjnymi. W centrum tej dyskusji znajduje się kluczowe pytanie o model technologiczny: czy trwać w przywiązaniu do zamkniętych, specyficznych dla jednego dostawcy standardów, czy też otworzyć się na nowe możliwości, jakie niesie ze sobą elastyczność i interoperacyjność?
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów