インダストリー5.0における安全性

December 4, 2024

当然のことながら、職場での負傷や病気は企業の収益に多大な影響を与えます。実際、2021年のOSHAの報告書によると、^[1] 推定では、企業が直接的な労働者補償費用として支払う金額は、週あたりほぼ10億米ドルに上る。これらの直接的なコスト以外にも、従業員の負傷や病気による間接的なコストが発生します。これには、新入社員の研修や破損した機器の修理などによる生産性の低下も含まれます。

現代の工場におけるインダストリー5.0のメリットについて語る際には、最も重要な要素である「人」を忘れてはなりません。この新しい製造業の時代は、その先進技術により、業務効率や生産性の向上だけにとどまりません。また、人間である労働者をすべての中心に据え、より安全で効率的な職場環境を作り出すことでもあります。

このブログでは、インダストリー5.0における運用面と機能面の安全性、そして協働ロボット（コボット）やドローンなどの新しいテクノロジー、そして全体的な人間中心のアプローチが、労働者にとってより安全な環境を作り出している様子を検証します。

運用上の安全性と機能上の安全性

全体として、インダストリー5.0は、安全性に対する人間中心のアプローチを強調している点でユニークです。現代の工場においては、安全とは「運用上の安全」または「機能上の安全」のいずれかと定義されます。

機能安全とは、事故やシステム障害を防止する安全システムの設計と統合を指します。これらの安全システムには、潜在的な不具合や故障を軽減するプロセスの確立、機器の安全技術の導入、業界規制に準拠した安全設計の作成などが含まれます。ウェアラブルセンサは、インダストリー5.0の安全システムの一例です。ウェアラブルセンサは、作業員が安全手順を遵守しているかを監視し、必要な保護具を着用し、立ち入り禁止区域に立ち入らないことを確認します。例えば、手袋やヘルメットに埋め込まれたセンサは、作業員が安全装備を着用しているかどうかを検知し、着用していない場合は危険区域への立ち入りを制限することができます。

業務上の安全対策は、これらの安全対策の日常的な実施と維持に重点を置いています。これは、人員の訓練、設備の維持、日常業務におけるすべての安全プロトコルの遵守を確保することを意味します。製造工場では、作業員の安全確保には、作業員が安全ガイドラインに従うこと、および事故を防ぐための設備の適切な維持管理が含まれます。

インダストリー5.0における業務上の安全性の例としては、作業員に安全対策の改善に関する継続的なフィードバックを提供できる人工知能（AI）ベースのコーチングシステムが考えられます。このようなシステムは、作業者の動きを分析し、負傷リスクを低減するための姿勢や動作の調整を提案することができます。

新技術と安全性

インダストリー5.0は、新しい工場技術の統合によって特徴づけられ、その多くは職場環境の安全性を高めることを目的として設計されています。

例えば、協働ロボットは人間と協調して動作し、労働者から激しい反復作業を肩代わりするよう設計されています。このような技術は、筋骨格系の損傷リスクを軽減し、労働者がより複雑で創造的な作業に集中することを可能にします。これを実現するために、協働ロボットには特殊なセンサが装備されており、人間を含む周囲の環境を感知し、それと相互作用することで、衝突をより効果的に防止し、人間の作業員に対するリスクを軽減します。

同様に、ドローンもインダストリー5.0の安全性を高める技術のひとつです。ドローンは、閉所、高所、有毒ガスが充満する場所など、危険な環境に人間が立ち入る必要性を減らすことができるため、この点において非常に有益です。ドローンにカメラなどのセンサを搭載することで、リアルタイムのデータを収集し、潜在的な問題を迅速に特定して解決することができます。

最後に、外骨格は、作業員が重い荷物を持ち上げるのを助けることで負傷のリスクを軽減する、インダストリー5.0のイノベーションです。これらの装着型デバイスは機械的なサポートを提供し、作業員が肉体的に負担の大きい作業を容易に行えるようにします。外骨格は、労働者の身体的負担を最小限に抑えることで、より健康で安全な職場環境を実現します。

AIとIoTの役割

AIとIoT（モノのインターネット）は、現代の工場における安全の概念を根本的に変えます。インダストリー5.0は、AIと高度なセンサを活用して、機器の故障を予測し、防止します。これらのシステムは、温度、圧力、振動などのパラメータを監視し、重大な事象につながる前に潜在的な問題を検出します。予測保全では、センサデータを使用してパターンを特定し、メンテナンスが必要になる時期を予測します。このような積極的なアプローチは、問題や潜在的な事故が深刻化する前に解決することで、ダウンタイムを最小限に抑え、全体的な安全性を高めます。

高速通信路と同様に、IoTは工場内のすべてのデバイスとシステムを接続し、すべての運用パラメータのリアルタイム監視と異常への迅速な対応を可能にします。例えば、IoT対応のセンサは、工場内の湿度、温度、ガス濃度などの環境条件を継続的に監視し、パラメータが安全な範囲から逸脱した場合に即座に警告を発することができます。即座にフィードバックが得られることで、迅速な是正措置が可能となり、危険な状況が発生する可能性を最小限に抑えることができます。

IoTは、相互接続されたアプローチにより、包括的な安全管理を可能にし、事故の可能性を低減し、全体的な業務効率を向上させます。例えば、センサが機器の温度上昇を検知した場合、システムが機器を自動的に停止し、メンテナンス担当者に通知することができます。

AIとIoTを総合的に活用することで、安全管理に包括的なアプローチが可能になります。すべての安全システムと機器が相互接続されているため、環境、衛生、安全（EHS）の管理者は、集中管理プラットフォームにアクセスして安全プロトコルを監視・管理することができます。包括的な視点とAIの分析能力を組み合わせることで、より適切な意思決定と、プラント全体にわたる安全対策のより効果的な調整が可能になります。