增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在安全方面的應(yīng)用的發(fā)展，市場(chǎng)上的工具和設(shè)備可以連接到AR的主要設(shè)備，例如安裝在智能眼鏡上的熱像機(jī)或氣體檢測(cè)傳感器，這也為提高安全性提供了機(jī)會(huì)。在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，制造業(yè)企業(yè)正面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)，工業(yè)4.0的到來(lái)就是明證。這種新的范式被稱(chēng)為“第四次工業(yè)革命”，它指的是新的生產(chǎn)模式，包括新技術(shù)、生產(chǎn)要素和勞動(dòng)組織，它們正在徹底改變生產(chǎn)過(guò)程和客戶(hù)與公司之間的關(guān)系，并對(duì)供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

“數(shù)字工廠”是工業(yè)新時(shí)代的標(biāo)志，即所謂的“工業(yè)4.0”。在這個(gè)新時(shí)代，像制造廠、機(jī)械和公用事業(yè)這樣的普通生產(chǎn)系統(tǒng)都配備了診斷和敏感的儀器設(shè)備，以連接到數(shù)字共享網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)大數(shù)據(jù)管理技術(shù)，這種數(shù)據(jù)共享是一個(gè)完全集成的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上可以安裝數(shù)字工具并交換信息。從機(jī)器的物理世界中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以被重定向到模擬環(huán)境中，比如數(shù)字雙胞胎，也可以被人類(lèi)檢查，用于一些目的，比如預(yù)測(cè)分析。在這些范圍之上，在物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中，存在安全問(wèn)題，特別是在工業(yè)場(chǎng)所，操作員和工人的傷害風(fēng)險(xiǎn)是生產(chǎn)可持續(xù)性的一個(gè)關(guān)鍵因素。本文從機(jī)械應(yīng)力監(jiān)測(cè)的一個(gè)測(cè)試案例研究開(kāi)始，重點(diǎn)關(guān)注安全實(shí)踐中升級(jí)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用，將關(guān)注的領(lǐng)域擴(kuò)展到電氣設(shè)備中的電氣和過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)緩解以及應(yīng)急管理。

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。其中，AR設(shè)備主要涉及以下幾個(gè)方面:

-防止因儲(chǔ)存負(fù)荷過(guò)重而導(dǎo)致鋼架損壞的機(jī)械風(fēng)險(xiǎn);

-防止電力設(shè)備及裝置因電力過(guò)載或短路而出現(xiàn)過(guò)熱危險(xiǎn);

-由于過(guò)度擁擠或緊急情況(大火、爆炸、污染、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、學(xué)校的疏散)而引起的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和緊急情況管理。

目前市場(chǎng)上有多種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備和平臺(tái)可供專(zhuān)業(yè)使用，智能眼鏡是在現(xiàn)實(shí)世界中疊加AR對(duì)象的最佳方式，或從放置在感興趣的真實(shí)對(duì)象上的特定符號(hào)中獲取信息的最佳方式。智能眼鏡最好的特點(diǎn)之一，適合工人的安全，是允許免提AR體驗(yàn)的機(jī)會(huì)。這些設(shè)備的普及增加了開(kāi)發(fā)與這些設(shè)備兼容的AR移動(dòng)應(yīng)用程序的機(jī)會(huì)，以增加連接的方便性。

用于開(kāi)發(fā)AR在物體中的應(yīng)用的可穿戴設(shè)備是F4智能眼鏡，由一家意大利初創(chuàng)公司Glass Up生產(chǎn)。它們?cè)谟疫叺溺R頭上裝有一個(gè)屏幕。光學(xué)系統(tǒng)允許22°的視場(chǎng)，獲得的效果與放置在5米遠(yuǎn)處的70英寸屏幕相同。即使眼鏡不是雙目的，3D視圖也是可能的。這種眼鏡配有一個(gè)視頻攝像頭，可以實(shí)時(shí)分享視頻，數(shù)據(jù)可以通過(guò)軟件“儀表盤(pán)”可視化。因此，眼鏡可以遠(yuǎn)程協(xié)助，也可以通過(guò)清晰的視頻或圖像進(jìn)行“在職培訓(xùn)”。

由于AR技術(shù)最近的擴(kuò)散，對(duì)工人健康的長(zhǎng)期影響還沒(méi)有被孤立。最近的一項(xiàng)研究表明，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可能對(duì)用戶(hù)的健康有益，因?yàn)椴僮鲉T的精神工作量減少了。但在其他研究中，像智能眼鏡這樣的頭戴式設(shè)備，據(jù)說(shuō)可以利用比人的視野還小的視野，這可能會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間使用后出現(xiàn)頭痛、頭暈、惡心等癥狀。此外，由于重量和使用限制，需要使用普通護(hù)目鏡的用戶(hù)會(huì)感到不適?？梢杂锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行比較，其特點(diǎn)是體驗(yàn)時(shí)間更長(zhǎng)。文獻(xiàn)主要關(guān)注的是VR導(dǎo)致的疾病，大部分VR參與者都經(jīng)歷過(guò)這種疾病，即使還不完全清楚這種疾病的確切原因。一個(gè)最大的連續(xù)使用時(shí)間周期可以安全地認(rèn)為在1小時(shí)內(nèi)，放松之前。這些方面還有待進(jìn)一步研究。

該軟件可以捕獲一幅圖像，并將其重新發(fā)送給用戶(hù)，豐富了額外的顯式數(shù)據(jù)、文本或圖紙，以改善信息獲取，或可以在視圖中實(shí)時(shí)突出顯示元素，以集中用戶(hù)的注意力。F4眼鏡有幾種不同的傳感器可供選擇:加速計(jì)、指南針、陀螺儀、氣壓計(jì)、濕度計(jì)、led手電筒、插入式傳感器和語(yǔ)音控制，都可以連接Wi-Fi、LTE和藍(lán)牙。也可以在眼鏡支架上安裝一個(gè)32X32的熱像機(jī)或一個(gè)氣體檢測(cè)傳感器。電子喂養(yǎng)和與用戶(hù)的互動(dòng)是通過(guò)一個(gè)USB接口來(lái)保證的。

一般情況下，數(shù)據(jù)可以通過(guò)一個(gè)電子卡來(lái)收集，就像Arduino那樣，接收來(lái)自專(zhuān)用傳感器的電信號(hào)。通過(guò)基于c++語(yǔ)言的軟件對(duì)卡進(jìn)行編程，將數(shù)據(jù)發(fā)送到平臺(tái)進(jìn)行分析和闡述，使用特定的Wi-Fi模塊連接到Arduino卡上。服務(wù)器從現(xiàn)場(chǎng)傳感器接收到的數(shù)據(jù)可以與歷史數(shù)據(jù)、閾值或安全報(bào)警值進(jìn)行比較，然后發(fā)送給配備AR visors的操作人員，通過(guò)眼鏡鏡頭實(shí)時(shí)可視化。操作員可以通過(guò)多種方式只接收所需的數(shù)據(jù):其中之一是QR碼檢測(cè)，它應(yīng)用于表面或特定的點(diǎn)，以識(shí)別特定的組件或感興趣的安全區(qū)域。二維碼標(biāo)識(shí)查詢(xún)或檢查的唯一目的地，并使服務(wù)器只發(fā)布所需的數(shù)據(jù)。這種層次的互聯(lián)是數(shù)字工廠概念的重要組成部分，它代表了人類(lèi)處于信息交換中心的物聯(lián)網(wǎng)。在下面的圖2中，描述了主要的邏輯概念。

在工業(yè)環(huán)境中，熱成像技術(shù)被用來(lái)識(shí)別導(dǎo)致機(jī)械和電氣系統(tǒng)故障的熱點(diǎn)。對(duì)異常的早期檢測(cè)可以使您避免生產(chǎn)中斷并節(jié)省資金。在機(jī)械領(lǐng)域，熱像圖控制識(shí)別軸承、接頭、變速器和聯(lián)軸器之間的摩擦引起的過(guò)熱。熱像儀在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)是工作溫度和調(diào)查溫度高。溫度的研究需要操作者小心謹(jǐn)慎。由于熱像儀操作員必須在有高溫源存在的環(huán)境中進(jìn)行拍攝，因此有必要提供屏蔽系統(tǒng)以盡可能減少對(duì)待分析組件的反射影響。在機(jī)械部件的分析上，除了軸承和傳動(dòng)帶的分析外，還經(jīng)常分析管道溫度分布、鍋爐、交流發(fā)電機(jī)和電力生產(chǎn)系統(tǒng)、油罐液位的控制檢查。

在電力傳動(dòng)中，必須檢查有無(wú)因故障引起的異常摩擦。通常檢測(cè)到的機(jī)械故障有:

-引擎過(guò)熱;

-溫度可疑的滾輪;

-泵過(guò)載;

——熱墊;

-泵軸向過(guò)熱。

有了這些控制，就有可能檢測(cè)到的“弱環(huán)”

該系統(tǒng)，使生產(chǎn)活動(dòng)能夠得到保證，由于立即干預(yù)。接受熱像圖分析的工廠具有生產(chǎn)連續(xù)性的優(yōu)勢(shì)，如果不持續(xù)監(jiān)測(cè)，這將是不可能的，因?yàn)橹挥性趽p害發(fā)生后才能檢測(cè)到損害，迫使工廠停止。熱像儀在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用通常以極高的工作溫度和調(diào)查溫度為特征。溫度調(diào)查需要操作者特別注意;機(jī)械應(yīng)用的特點(diǎn)通常是溫度隨摩擦現(xiàn)象的積累，而摩擦現(xiàn)象與某些部件的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。

熱成像攝像機(jī)通常用于檢查各種尺寸和形狀的電氣系統(tǒng)和元件。熱成像攝像機(jī)最常見(jiàn)的故障可在高壓裝置中發(fā)現(xiàn):

-高壓斷路器的氧化;

-連接過(guò)熱;

-連接安裝不完善;

——絕緣子故障。

在檢查電氣系統(tǒng)時(shí)，了解負(fù)載、分析元件的最大允許溫度是非常重要的。有必要了解構(gòu)件的外部條件;如果一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量是在外部進(jìn)行的，那么就有必要知道風(fēng)速和其他可能影響元素溫度的氣候因素。對(duì)于內(nèi)部調(diào)查，有必要知道是否存在由部件本身的冷卻系統(tǒng)引起的房間冷卻系統(tǒng)或?qū)α餍?yīng)。在對(duì)要分析的元素進(jìn)行測(cè)量之前，有必要準(zhǔn)備高發(fā)射率點(diǎn)，以便在分析導(dǎo)電金屬時(shí)能夠讀出最精確的溫度。如果檢查是在封閉的柜內(nèi)進(jìn)行的，在不危及操作人員自身安全的情況下不能打開(kāi)柜內(nèi)，建議使用單晶鍺透鏡準(zhǔn)備特殊的窗口。此外，低壓和高壓設(shè)備之間的電氣是不同的。熱成像攝像機(jī)用于低壓裝置，如電板和發(fā)動(dòng)機(jī)控制板。進(jìn)行這些檢查是為了避免故障或火災(zāi)。由負(fù)載不平衡引起的問(wèn)題;會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

在低壓設(shè)備中使用熱成像攝像機(jī)可以檢測(cè)到的故障包括:

-高阻連接;

-連接件銹蝕;

-內(nèi)部保險(xiǎn)絲損壞;

-內(nèi)部斷路器故障;

-連接效率低下和內(nèi)部損壞。

相反，對(duì)于高壓裝置，熱量是一個(gè)相關(guān)因素。當(dāng)電流通過(guò)提供電阻的元件時(shí)，就產(chǎn)生熱。高電阻對(duì)應(yīng)于熱的增加。隨著時(shí)間的推移，電阻的電連接增加。這可能是由腐蝕引起的，腐蝕會(huì)導(dǎo)致溫度升高，從而導(dǎo)致部件失效，可能發(fā)生事故，產(chǎn)生熱量的能量會(huì)造成不必要的消耗。如果不加以控制，熱量會(huì)達(dá)到熔化連接的程度。

在高壓設(shè)備中使用熱成像攝像機(jī)可以檢測(cè)到的故障包括:

-高壓斷路器的氧化;——絕緣子故障;

-連接安裝不完善;

-連接過(guò)熱。

熱成像照相機(jī)是一種特殊的照相機(jī)，它探測(cè)人體的紅外輻射強(qiáng)度，因此它不是一種觀察或探測(cè)溫度的儀器。從檢測(cè)到的輻射開(kāi)始，通過(guò)機(jī)器的電子處理，得到一個(gè)數(shù)字輻射類(lèi)型圖像，在該圖像中可以看到物體的溫度。

lw