Chuyển đổi số trong công nghiệp giúp hạn chế tối đa những sai sót do con người gây nên

28 tháng 4  vừa qua là Ngày an toàn trên toàn Thế giới và vì An toàn và Sức khỏe tại nơi làm việc của Tổ chức Lao động Quốc tế (ILO) , và cũng giống như những năm trước, hầu như các HSE Manager đều muốn chú ý đến các cơ hội cải thiện an toàn trong các nhà máy thông qua chuyển đổi số (Digitalization) nhằm hạn chế tối đa những sai sót do con người gây nên.

Digital Transformation to Reduce Human Errors

Chúng ta hãy tưởng tượng một nhà máy nơi thu thập dữ liệu thường xuyên được tự động liên tục để tránh hành động sai của con người như đọc sai một chỉ số trên van và máy bơm. Cùng với kiểm tra tự động trên các tác vụ thông thường để giảm sự cố như quên đóng van an toàn. Hoặc một trải nghiệm học tập sâu sắc hơn để không áp dụng quy tắc sai do thiếu kinh nghiệm. Hoặc là sử dụng Geofenced để ngăn chặn các vi phạm như đi đường tắt qua khu vực có rủi ro cao.  Giảm các lỗi như vậy của con người làm cho nhà máy trở thành một nơi an toàn hơn để làm việc. Nhiều nhà máy đã bắt đầu thực hiện những thực hành tốt nhất mới này. Vì vậy, những cơ hội cải tiến thực sự là gì? Dưới đây là những suy nghĩ của chúng tôi :

Nhiệm vụ thủ công và lỗi của con người

Mặc dù các nhà máy có hệ thống điều khiển tự động, nhưng vẫn có nhiều nhiệm vụ thủ công được thực hiện trong các nhà máy. Bất cứ khi nào có nhiệm vụ thủ công đều có khả năng xảy ra lỗi do yếu tố con người. Lỗi của con người được phân loại rộng rãi trong khung kỹ năng-quy tắc-kiến thức được minh họa dưới đây

 

Lỗi dựa trên kỹ năng cơ bản là những lỗi khi một người có kỹ năng làm điều gì đó sai trong quá trình thực thi nhiệm vụ. Điều này bao gồm hành động trượt trong các tác vụ thông thường đòi hỏi ít suy nghĩ có ý thức, ví dụ đọc sai số đo, đọc sai số đo, hoán vị chữ số khi ghi giá trị, mở van thủ công hoặc mở thay vì đóng, v.v. mất trí nhớ, chẳng hạn như quên thực hiện một bước của một nhiệm vụ, ví dụ như quên đóng van thủ công. Theo thống kê thì  có 61% lỗi của con người là dựa trên kỹ năng.

Sai lầm (mistake) là những lỗi trong quy trình mặc dù để lập kế hoạch cho một nhiệm vụ do thiếu kinh nghiệm hoặc thiếu thông tin.

Lỗi dựa trên quy tắc là những lỗi mà quy tắc được đặt ra. Điều này bao gồm áp dụng quy tắc sai, ví dụ như tuân theo quy trình sai do thiếu kinh nghiệm hoặc thiếu thông tin. Một lỗi dựa trên quy tắc khác là khi bạn tuân theo một quy tắc xấu, đó là có lỗi trong thủ tục hoặc quy trình không được cập nhật. Các lỗi dựa trên quy tắc cũng bao gồm vi phạm, ví dụ như cố tình không tuân theo quy trình, để đơn giản hóa hoặc tăng tốc nhiệm vụ như đi đường tắt qua khu vực có rủi ro cao của nhà máy hoặc thực hiện các hoạt động nâng mặc dù không có người giám sát. Điều này không bao gồm phá hoại mà không phải là lỗi của con người. 27% lỗi của con người là dựa trên quy tắc.

Lỗi dựa trên kiến ​​thức nền tảng là những lỗi không có quy tắc, nghĩa là không có quy trình, chẳng hạn như trong tình huống mới hoặc bất ngờ khi người đó không đủ kiến ​​thức. 11% lỗi của con người là dựa trên kiến ​​thức.

Chuyển đổi kỹ thuật số công nghiệp để hạn chế lỗi do con người

Và vì nhiều lí do nêu trên, hiện nay nhiều nhà máy hiện đang tìm cách số hóa để giảm lỗi của con người nhằm cải thiện sự an toàn thông qua các cách thức làm việc kỹ thuật số mới.

Thu thập dữ liệu tự động

Bằng cách tự động thu thập dữ liệu thủ công trước đó , các nhà máy có thể tránh các lỗi trượt hành động như đọc sai số đo, ví dụ do lỗi thị sai, nhìn sai số đo hoặc hoán đổi các chữ số khi ghi đọc bằng cách sử dụng cảm biến không dây thay vì copy-paste clipboard, bút và giấy thực hiện việc thu thập dữ liệu bằng tay. Các hành động trên dữ liệu này bây giờ cũng có thể được tự động ghi nhận. Cùng với đó, các hành động được thực hiện dựa trên các bài đọc chính xác dẫn đến ít sự cố hơn do các quyết định đưa ra về thông tin sai lệch. Các nhà máy cũng có thể giảm các lỗi quy tắc sai như chọn sai quy trình cho nhiệm vụ do thiếu thông tin bằng cách sử dụng các cảm biến sáng tạođể thu thập dữ liệu nhân sự cần phải đưa ra các quyết định đúng đắn, dẫn đến giảm thêm các sự cố – và cũng giảm gánh nặng cho nhân sự. Điều này ngày càng phổ biến trong các nhà máy hiện đại .

Kiểm tra tự động các nhiệm vụ checklist hằng ngày

Bằng cách tự động kiểm tra các tác vụ thông thường để xác nhận tích cực, các nhà máy có thể giảm các sự cố do lỗi mất bộ nhớ như quên đóng van thủ công, xoay van sai hoặc không đóng chặt, bằng cách sử dụng giám sát vị trí van bằng khóa liên động thay vì theo dõi thủ công dòng van dẫn đến ít sự cố hơn do hoạt động thủ công không chính xác trên đường vòng, cách ly và van chuyển và các thiết bị khác – và cũng giảm gánh nặng cho nhân viên kiểm tra chéo sau khi bảo trì để đảm bảo hợp quy.

Điều tra tự động

Bằng cách tự động ghi nhật ký các thao tác thủ công như mở và đóng van thủ công trong đường điều tra bằng cách sử dụng giám sát vị trí van thủ công, các lỗi vi phạm quy trình trong các thao tác này được ghi lại. Cùng với đó, việc bỏ qua các bước, hoặc thực hiện các bước như mở và đóng van theo trình tự khác không được khuyến khích dẫn đến giảm sự cố do mọi người không thực hiện tất cả các bước trong quy trình hoặc thực hiện theo thứ tự khác. Dấu vết điều tra cũng giúp ích trong việc điều tra pháp y sau sự cố, vì vậy nhân viên có thể học hỏi từ những sai lầm để tránh sự lặp lại trong tương lai dẫn đến giảm thêm các sự cố.

Nhận dạng tự động (Auto-ID)

Bằng cách tự động xác định thiết bị như van, các nhà máy có thể giảm các lỗi trượt hành động như làm việc trên thiết bị sai bằng cách sử dụng thẻ RFID thay vì đọc bảng tên hoặc tấm thẻ có thể bị sơn, sứt mẻ, trầy xước hoặc không thể đọc được. Nhận dạng tích cực này dẫn đến ít sự cố hơn do làm việc trên thiết bị sai.

Hàng rào ảo (Geo-fencing)

Bằng cách gần như ‘dựng hàng rào’ các khu vực của site, các nhà máy có thể giảm các lỗi vi phạm như đi đường tắt qua khu vực có nguy cơ cao của nhà máy hoặc không có người giám sát bằng cách sử dụng thuật toán thuật toán nhận thức vị trí để báo cáo xâm nhập, mọi người không khuyến khích đi lạc vào khu vực trái phép dẫn đến giảm thương tích do các mối nguy hiểm có thể có mặt như khí độc. Nếu nhân viên làm việc trong khu vực sai, điều này dễ dàng được phát hiện. Đây là hơn và hơn các lợi ích an toàn thuật toán nhận thức vị trí khác như số lượng người tập trung tự động, xác định vị trí cứu hộ, quản lý và quản lý mệt mỏi. Điều này đặc biệt có giá trị trong thời gian tắt / quay vòng / ngừng hoạt động, khi hàng ngàn người không quen thuộc với nhà máy được triển khai tại chỗ

Hướng dẫn trực quan (Visual Guidance)

Bằng cách điều khiển trực quan các nhà điều hành trường, các nhà máy có thể giảm các lỗi trượt hành động như đóng van thủ công sai và sai quy tắc như chọn sai quy trình cho nhiệm vụ bằng cách sử dụng thực tế tăng cường Augmented (AR) để hướng dẫn nhân viên đến đúng thiết bị để làm việc và hiển thị thông tin họ cần để chọn đúng quy trình cho nhiệm vụ dẫn đến ít sự cố hơn do làm việc trên thiết bị sai hoặc làm sai quy trình. Ngoài việc đưa ra các hướng dẫn đến tài sản và hiển thị thông tin và trạng thái thiết bị, AR hiển thị các hướng dẫn công việc và kết nối tài sản. Sử dụng công nghệ như AR làm cho hệ thống công nghiệp trở nên hấp dẫn hơn với thế hệ kỹ sư mới.

Học tập nhập vai (VR – Study)

Bằng cách làm cho trải nghiệm học tập trở nên hấp dẫn hơn, các nhà máy có thể giảm các lỗi quy tắc sai như chọn sai quy trình cho công việc do thiếu kinh nghiệm bằng cách bổ sung đào tạo truyền thống với thực tế ảo (VR) thay vì chỉ đào tạo công việc. VR cho phép thực hành và học tập trong sự an toàn của một lớp học. Bạn có thể phạm sai lầm mà không có hậu quả, sau đó thử lại cho đến khi bạn hiểu đúng mọi lúc. Cùng với đó, nhân sự được đào tạo tốt hơn để có hành động đúng đắn trong lĩnh vực này dẫn đến giảm sự cố do lỗ hổng kiến ​​thức và không quen với các tình huống mới.

Chuyên gia cộng tác

Bằng cách cho phép cộng tác cùng chuyên gia, các nhà máy có thể giảm các lỗi trượt hành động như mở van sai thứ tự hoặc không đúng lúc bằng cách cho phép chuyên gia ở một vị trí trung tâm để xem các kỹ thuật viên nhìn vào khu vực thao tác thông qua kết nối hội nghị video hai chiều trực tiếp để đưa ra hướng dẫn từng bước thay vì cố gắng hướng dẫn qua điện thoại hoặc qua email. Các thao tác thủ công chính xác dẫn đến ít sự cố hơn do thực hiện các bước theo trình tự sai như cách ly-cân bằng-lỗ thông hơi, vv Giải pháp này cũng lý tưởng cho sự hợp tác giữa người vận hành tại site và người vận hành phòng điều khiển. Đây là hơn và trên tiết kiệm thời gian giải quyết vấn đề và chi phí đi lại.

Thực tế thú vị nhất là các nhà máy có thể sử dụng các giải pháp kỹ thuật số này để đáp ứng các yêu cầu của chế độ trường hợp an toàn.

Triển khai cơ sở hạ tầng hoạt động kỹ thuật số (DOI)

Để cho phép chuyển đổi số (Digitalization) sang các cách thức hoạt động kỹ thuật số mới để giảm lỗi của con người, các nhà máy hiện đang triển khai Cơ sở hạ tầng hoạt động kỹ thuật số (DOI) như một lớp tự động hóa thứ hai về phía kiểm soát quá trình cơ bản, an toàn chức năng và data historian . Kỹ năng và sở trường của các kỹ sư I & C là thành phần trực tiếp dùng để chuyển đổi số (Digitalization).

Hàng chục ngàn nhà máy trên thế giới đã bắt đầu chuyển đổi số (Digitalization) bằng cách triển khai cơ sở hạ tầng WirelessHART để thu thập dữ liệu tự động, thay thế đồng hồ đo áp suất và nhiệt độ cơ học, kính quan sát, đồng hồ đo lưu lượng thay đổi và que nhúng, v.v. bằng cảm biến không dây. Các nhà máy được xây dựng trên field bus FOUNDATION cũng có thể dễ dàng thêm nhiều cảm biến hơn với tổng chi phí cận biên chỉ bằng cách kết nối chúng với hộp nối gần nhất với một đoạn cáp ngắn vì bus thường có khả năng dự phòng 100%.

Các van thủ công được trang bị thêm với các cảm biến vị trí để phản hồi vị trí được sử dụng cho các khóa liên động trong hệ thống điều khiển và cho đường kiểm toán. Van và các thiết bị khác được trang bị thêm thẻ RFID và nhân viên hiện trường được trang bị đầu đọc và phần mềm RFID.

Một số nhà máy có cơ sở hạ tầng Wi-Fi toàn nhà máy đã triển khai Hệ thống định vị thời gian thực (RTLS) cấp công nghiệp (khu vực nguy hiểm) và nhân viên đã được cấp thẻ vị trí khu vực nguy hiểm được phê duyệt. Công nghệ này đang phát triển nhanh chóng ngay bây giờ. Thay vào đó, các giải pháp nhận thức vị trí mới sử dụng cơ sở hạ tầng WirelessHART, với các anchors vị trí hiệu quả hơn về chi phí.

Công nghệ thực tế tăng cường Augmented (AR) đang ở giai đoạn sơ khai, đặc biệt là phần cứng cấp công nghiệp (khu vực nguy hiểm được phê duyệt). Tuy nhiên, phần mềm phụ trợ và ứng dụng cuối thiết bị di động đã rất có khả năng và dễ sử dụng. Các nhà máy đang triển khai cơ sở hạ tầng Wi-Fi trên toàn nhà máy và cung cấp kết nối đám mây cho nhiều ứng dụng, bao gồm cả việc chuẩn bị cho AR. Các giải pháp thực tế ảo (VR) đã khá ổn định vào thời điểm này. Họ có thể vận hành độc lập hoặc tích hợp với phần mềm mô hình hóa và mô phỏng ( Digital Twin ) và Bộ mô phỏng đào tạo người vận hành (OTS) bằng OPC-UA tiêu chuẩn .

Wearable Camra về cơ bản là máy tính bảng công nghiệp (khu vực nguy hiểm) bạn đeo trên đầu, được sử dụng cho hội nghị video rảnh tay với một chuyên gia ở một địa điểm khác. Hầu như các site có cơ sở hạ tầng Wi-Fi toàn nhà máy và kết nối internet có thể sử dụng giải pháp này.

Bạn thích bài viết này chứ ? Hãy Subcribe và chia sẻ để luôn nhận được thông tin mới nhé.

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Ứng dụng IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "The Technical Foundations of IoT" và "Building Arduino Projects for the Internet of Things ".