工廠環(huán)境監(jiān)控及安全防護，物聯(lián)網(wǎng)技術是重要方向

由于潛在環(huán)境災害、人身危險與財產(chǎn)損失風險的增加，企業(yè)面對營運中斷的風險也跟著提升。為了讓企業(yè)營運不會中斷，透過信息整合，加強工廠自動化與環(huán)境安全監(jiān)測，如導入廠務監(jiān)控系統(tǒng)（Facility Monitoring Control System;FMCS），針對各種工業(yè)設施的運行狀態(tài)，進行集中監(jiān)視及遠程控制的自動化管理，便成為工廠自動化的重要趨勢。

工廠自動化與環(huán)境安全監(jiān)控的應用得以成形，主要是拜物聯(lián)網(wǎng)技術漸漸成熟所致，各種傳感器、云端技術等關鍵網(wǎng)通科技的出現(xiàn)，提供各式各樣的監(jiān)控技術，改善整體工業(yè)安全問題，更因此促使工廠邁向制造業(yè)服務化。

環(huán)境監(jiān)測可避免危險及提升生產(chǎn)質(zhì)量

如石化產(chǎn)品的制作過程，往往都必須要在高溫、高壓、高噪音、有機揮發(fā)物濃度高的環(huán)境下進行，且每小時生產(chǎn)的化學品動輒以百噸計，只要稍有控制不慎或無法及時操控，都可能會造成現(xiàn)場操作人員與原物料的重大損失，對于工廠環(huán)境監(jiān)測的要求，自然居高不下。

如果產(chǎn)品制造所需要的原料，需要經(jīng)由長距離的輸送，且還具有高危險特質(zhì)，為了避免原料在輸送過程發(fā)生危險，同時避免人員可能遭到的威脅，環(huán)境安全監(jiān)測就顯得更加重要。

如原油的生產(chǎn)從開采出地表至輸送到石油公司，須經(jīng)歷采油井、計量站、聯(lián)合站、采油廠等設施，每個設施在過去都需要大批人力在現(xiàn)場操控、抄表，加上采油現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，勢必會造成工作人員的沉重負荷。而石化？化工生產(chǎn)廠商需要的原料，包括原油、乙烯、丙烯、丁二烯、天然氣、蒸氣、氫氣等，在經(jīng)由管路運輸時，也因為這些原料的特殊性質(zhì)，往往需要透過監(jiān)測系統(tǒng)來確認與維護運輸經(jīng)過地區(qū)的安全。

而在半導體產(chǎn)業(yè)方面，由于目前的制程，已經(jīng)逐步發(fā)展到20甚至16納米，可以容忍的氣體顆粒大小范圍也會跟著變小，尤其是制程進入深紫外光（DUV）后，因為微塵物（ParTIcle）對不良率提升的影響更加明顯，相關偵測技術也變得更加重要，如何量測機臺內(nèi)部的微量揮發(fā)性有機氣體及酸性氣體，也就成為下一代制程的重要檢測要點。

此外，自動化生產(chǎn)所需要的監(jiān)測與管控，還包括生產(chǎn)過程的檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設備與產(chǎn)品監(jiān)控管理、原料？材料消耗監(jiān)測及生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控等，操作人員都要能夠實時監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度、壓力、酸堿度等參數(shù)，而且收集回來的相關參數(shù)，還要透過演算后回饋到控制生產(chǎn)制程，進一步優(yōu)化生產(chǎn)流程，并控制產(chǎn)品質(zhì)量，才能達到提升生產(chǎn)效率及降低生產(chǎn)成本的目標。

安全監(jiān)控系統(tǒng)應做到有效聯(lián)動

另一個監(jiān)測應用則是以入侵安全應用為主。大多數(shù)工廠的監(jiān)測系統(tǒng)目前多半仍是以視頻監(jiān)控和入侵報警系統(tǒng)為主，尤其是在大陸、東南亞地區(qū)的廠區(qū)，仍有相當一部分還是用模擬監(jiān)視器，影像清晰度和效果都相當有限。監(jiān)視器一般都是安裝在財務室、倉庫、工廠圍墻、廠房大門口，車間內(nèi)、生產(chǎn)線位等。入侵報警感測則是以財務室、倉庫、圍墻等區(qū)域為主，而且能夠讓入侵報警與視頻監(jiān)控聯(lián)動的案例并不多。

此外，單純的視訊監(jiān)控如果不能搭配更為先進的技術，一旦碰到逆光、強光源或惡劣天候的環(huán)境時，就可能會導致影像質(zhì)量不足，即使是紅外線等夜視技術，也可能會因為樹木生長遮擋、雨雪天氣等因素而導致誤報，實際應用效果也會大打折扣。

不同產(chǎn)業(yè)的工廠安防需求因為有所差異，需要導入的安全監(jiān)控應用也要有不同的差異化設計，才能夠滿足實際應用環(huán)境的需要。如石化、電廠的視頻系統(tǒng)，會要求能夠防塵防爆、抗強電磁場干擾;煉鋼廠則是對系統(tǒng)能否耐高溫和惡劣工業(yè)環(huán)境要求較高;一些光線很弱或很強的特殊場所，就得要求攝影機能夠以低照度或寬動態(tài)方式工作。

一個相對完善的企業(yè)工廠安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，應能滿足企業(yè)現(xiàn)代化管理需要，包括對關鍵區(qū)域能夠24小時視頻監(jiān)控，工廠的周界除了要有實體防護外，還應該要建立入侵報警系統(tǒng)。關鍵的出入口要設有門禁，并采用電子巡邏系統(tǒng)以實現(xiàn)人力和技術雙重防護，車輛較多的工廠，則需要透過停車管理系統(tǒng)，管理車輛進出及停放，更重要的是，各系統(tǒng)之間必須要做好整合，能夠透過管理平臺整合管理，互相聯(lián)動，形成“安控聯(lián)網(wǎng)”，才能有效成為工廠工安防護的有力后盾。

物聯(lián)網(wǎng)技術重要性日增

為了能夠達到環(huán)境監(jiān)控及安全防護的應用目的，物聯(lián)網(wǎng)技術堪稱是目前監(jiān)測應用的重要方向。由于物聯(lián)網(wǎng)技術由于是建立在無線通信技術、傳感器網(wǎng)絡技術、射頻識別技術等各種接入技術基礎上，可將環(huán)境中的大量數(shù)據(jù)和電子設備互聯(lián)，構成大規(guī)模虛擬網(wǎng)絡，應用在工業(yè)環(huán)境監(jiān)測，不需要像過去一樣，需要將監(jiān)測？偵測器安裝在管路上，再經(jīng)實體線路匯集信息至節(jié)點控制中心，可以大幅節(jié)省架設實體線路的成本費用，因而不管在工業(yè)自動化、日常生活、環(huán)境監(jiān)測、軍事、醫(yī)療等各個領域，都具有廣泛應用前景。

針對工廠環(huán)境監(jiān)測和應用需求，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設計至少要分為兩層：無線傳感器網(wǎng)絡采集層與應用層訊息綜合管理平臺。無線傳感器網(wǎng)絡采集層需要一種基于小組討論和安全認證的協(xié)同感知傳輸機制，才能在經(jīng)過論證分析和仿真結果后，有效提高傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測預警的準確性，減少災難誤報，并具有防止間諜節(jié)點入侵破壞等優(yōu)勢。

應用層訊息綜合管理平臺的主要功能，則是完成對傳感器網(wǎng)絡采集數(shù)據(jù)的存儲、分析和災難預警任務，為廠區(qū)環(huán)境管理人員提供環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡情況的宏觀監(jiān)測管理。

如方正集團就運用物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的石油產(chǎn)品智能化管理系統(tǒng)，透過無線通信與云端控管的技術克服天氣、地形障礙對常態(tài)性數(shù)據(jù)收集的困難度，降低管理的人力成本;中石化公司則是利用管道儲運分公司既有的信息與系統(tǒng)，結合物聯(lián)網(wǎng)將采擷數(shù)據(jù)透過優(yōu)化程序進行交換共享、移動應用分析，建立以優(yōu)化節(jié)能、HSE 預警的原油物流管理集成平臺，打造綠色低碳、高效的原油物流。

物聯(lián)網(wǎng)與監(jiān)測設備的結合，可以針對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種關鍵指標做到實時監(jiān)控，如企業(yè)只要在重度污染物排放口安裝無線傳感設備，不僅可以對污染排放進行實時監(jiān)測，還可以從遠程關閉排放口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生;也可以透過回饋控制系統(tǒng)，調(diào)整生產(chǎn)制程中的相關控制參數(shù)，有效降低污染物的排放量，如臺塑六輕就已與環(huán)保署合作，對其有機污染物的排放進行在線實時監(jiān)控。

無線訊號的穩(wěn)定度及正確性要確保

物聯(lián)網(wǎng)技術雖然對工廠環(huán)境安全監(jiān)測提供許多幫助，進而讓工廠自動化變得更有效率，也更加安全，但仍有一些問題需要避免。如需要避免數(shù)字無線通信在易燃氣體泄漏時，因訊號傳輸引發(fā)火星而釀成火災的風險，或是要如何克服惡劣天候對無線訊號傳輸造成的影響，尤其是確保訊號的穩(wěn)定度及正確性，更是未來亟需克服的難題。