營造業工程專案安全衛生科技管理新趨勢

撰文者:中鼎工程股份有限公司 安衛環管理部 丁心逸資深經理
發佈時間:2019/07/01    瀏覽次數:1902

「工程」的特性在於產品是在業主指定的地點,藉由承攬機制整合各專業領域協力廠商,實現規劃設計的成果,而「專案」的特性則在於有一定的起訖時間,運用有限的資源達成目標,當整合工程與專案的特性,面對工地現場天天都隨著進度變化的工程專案,來去如流水的營造勞工,如何預期與控制不確定性的風險因素,將會是營造業的降低職災率的重要課題。

當星艦迷航記中的通訊器真的變成摩托羅拉手機,讓我們藉由新科技管理安全衛生諸多不確定的風險,有了更多的想像

安全衛生專業人員的使命感關係著整個工程安衛管理的核心價值,而要培養出具備能妥善規劃、管控風險與有效溝通的專業工安人員,沒有十年八年的歷練與淬煉談何容易,而隨著科技管理管理時代到來,行動支付、網路通訊、無人駕駛、..都已是現代人生活的一部分,倘若能藉著科技的力量輔助安全衛生管理上的盲點,不就相當瞬間灌注職安衛人員幾十年功力,如今虛擬/擴增實境(VR/AR)、影線辨識(IR)、人工智慧(AI)等科技在職業安全衛生的管理應用,都已發展到讓人驚艷的程度,想一想若干年前,有人跟你說將來這世界流通的紙鈔將不復存在(行動支付),或是以後家裡不再安裝電話(行動通訊),甚至開車不需要再考駕照(無人駕駛),會是一種什麼樣的天方夜譚,而現在是時候讓我們發揮經驗與熱情,評估降低職災的科技管理究竟有那些機會與趨勢,其實大家有沒有注意到新版的ISO國際標準,都已不僅談風險,而增加了機會的評估。

營建資訊系統BIM的功能越來越強大,應用在安全衛生的領域時,我們似乎距離電影的情節越來越近了
基於BIM的工程專案管理平台

工程專案管理的知識體系環環相扣,牽一髮而動全身,要將安全衛生規劃的要項與工路徑緊密結合並且相應變更管理,才能確保風險得以管控,但工程的環節如此複雜,僅憑借經驗與熱情實不足順遂。然隨著建築資訊模型(BIM)技術的快速發展,BIM不僅能承載豐富的資訊與知識,更能作為資訊集成管理的平台基礎,更好地輔助工程專案管理。因此,許多基於BIM的工程專案管理平台因應而生,其功能包括:工程專案儀表版、專案進度管理、工程風險排查、風險管理、勞工管理、設備管理、CCTV監控、監控量測、環境監控、施工指導等。工程專案管理平台能將現場即時資訊進行整合,提供更好的工程專案管理與安衛環管理的決策支持。

BIM的施工規劃階段自動安全檢討系統及危險性工作場所評估

自動規則檢查(Automatic Rule Checking)是BIM應用中一個重要技術,其核心概念是將法規、標準、規範中的文字語義(semantics)進行轉譯成電腦能判斷的邏輯關係,最後在BIM模型中自動判斷不符合邏輯關係(或者違反法規標準要求)的元件或空間。近年來也有許多研究將自動規則檢查技術應用在工程專案安全衛生管理上,透過對重大風險事件的語義解析與邏輯轉譯,在施工規劃階段BIM模型中辨識出可能發生風險的位置、區域或空間,我們可預先做出相應措施與規劃,在還未發生災害之前,就已經將風險消除於無形。

在近期國內外研究中均提到透過BIM模型來承載與傳遞風險資訊的作用與重要性,傳統的危險性工作場所評估大多採用書面的方式描述工程專案的風險與處置方法,對於風險資訊充分使用與知識重用的成果不佳。因此,在危險性工作場所評估時,應定義所需傳遞的風險資訊,藉由施工營運建築資訊交換標準(COBie)等方式將其紀錄於BIM模型中,在工程專案生命週期中傳遞與應用。

基於機器/深度學習的施工安全風險演化評估與施工安全管理應用

今年來隨著人工智慧技術的快速發展,人工智慧、機器學習、深度學習等技術在許多領域中都能有效提高決策成效。在施工安全風險評估方面,更同時考慮施工風險在時空演進中的變化,藉由機器學習算法的整合,對整體施工風險提供更可靠的評估。

深度學習是一種強力的影像識別技術,在圖像或影片中都能高效辨識特徵,因此在不安全行為、安全帽配戴、勞工身份識別等問題有良好的解決效果。特別在勞工身份識別應用上,可跟勞工進出管理系統整合,實現勞工定位與追蹤。

智慧穿戴載具的發展

在人工智慧結合物聯網(AIoT)的浪潮中,許多穿戴式載具逐漸往智慧應用方向發展,包括更高效的定位、更廣泛的數據感知與蒐集、更前端的運算功能等,在雲端計算與邊緣計算的搭配運行下,能提供更多功能的LBS服務,將來若有一套能防止勞工中暑、碰撞、墜落..等事故的個人安全裝備,加上後台的運算與分析回饋,光是想像都令人興奮。

只要人為疏忽,再強的科技也有弱點,超級英雄也會被打敗,除了環境因素的軟硬體發展外,行為安全的觀察與分析是必要的活動

在一串未來科幻的情節激發下,我們從不久的未來拉回對現代,相對於未來,現今的科技也許還沒有那麼犀利的展現,但發展的邏輯是卻是連貫綿延的,在硬體的探測強化了資料蒐集的速度與強度,有效運用這些資料轉換為資訊妥為應用,更是科技管理深化的議題,以下利用行為安全管理(BBS)研發實例,來展現科技安衛環管理分析、評估的應用實務。

行為安全管理系統的研發規劃

前面提到利用影像辨識、穿戴裝置等,未來都能取代人工觀察,成為現場觀察的重要資料來源,現今為提升現場行為安全觀察的效率與有效性,我們將行為安全觀察表建置成智慧型手持裝置(Smart Handheld Device, SHD)的應用程式(Web App),讓現場專業工安人員或觀察員,能夠在其智慧型手機中安裝應用程式,並進行現場行為安全觀察,同時規劃行政管理措施,讓現場專業工安人員與觀察員間的紀錄具有交互驗證(cross verification)的效果,以提升觀察記錄的可靠性。當觀察記錄透過 4G/5G 或 Wifi 上傳至公司專責部門的資料庫後,隨即進行數據的統計分析。

現場智慧型手持裝置應用程式開發

資通訊產業為我國優勢產業之一,而智慧型手持裝置更是未來發展的重點。由於營造施工現場都是在戶外,傳統的資訊系統對戶外施工人員而言,在資訊溝通上仍有些不便之處。而如今,在具經濟成本效應的手持裝置發展下,不僅增加了無線網路的傳輸速度,同時也提高了行動應用程式的性能,這也意味著行動計算對施工現場資訊管理系統的發展,具有很大的潛在影響力。我們將行為安全觀察表,透過 Html5 技術撰寫成 Web App,再將其封包成不同系統(IOS 或 Android 等)的原生程式(Native App)。採用 Html5 技術不僅能使用智慧型手機的各項功能(定位、相機、攝影、感應儀器),提升行為安全觀察紀錄的完整性,在無線網路收訊較差或無收訊的區域(例如偏遠地區、海外工程、地下室、高層建築),亦能提供離線暫存的功能,使應用程式的範圍遍佈所有工程現場。

進入登入畫面後,應用程式會自動抓取員工資料、專案編號、工地所在位置等基本資料,節省填寫基本資料的時間,隨後現場專業工安人員或觀察員即可實施行為安全觀察。在應用程式操作方面,除了填寫行為安全觀察表之外,定位功能不僅可確保行為安全觀察在現場實施,並可紀錄觀察軌跡,以提供作為危險區域分析之用。此外,當觀察到不符合(At-risk)現象時,亦可啟動相機功能,拍攝實際狀況,以供管理追蹤與分析使用。現場專業工安人員或觀察員在實施行為安全觀察後,可即時上傳觀察記錄,以進行後續統計分析。

統計分析方法建立

在行為安全觀察記錄上傳至公司專責部門的資料庫後,隨即需要進行統計分析,在分析及評估方法上,我們發展「交互驗證模型」、「下修型-管制上限模型」,以及「多時序綜合評估模型」,用以追蹤造成影響的關鍵項目。在獲得各專案現場行為安全觀察記錄,並進行統計分析後,同時建置管理網頁,並提供不同細節程度的資訊給不同層級的管理者(總公司層級、事業部層級、部門層級、專案層級),讓相關人員在短時間內可以掌握必要的訊息。此外相關統計分析結果也將即時回饋至現場管理人員,使現場管理人員能即時掌握警訊,並採取管理措施。

數據經過交互驗證後,應再除以應繳交行為安全觀察表數量,再進入多時序綜合評估模型。由於不同專案之間的工程進度不同,現場人員的數量也隨著工程進度而不同。因此,不同專案之間為能在一致的標準上比較,則必須考量現場人員的數量,而由於觀察員數量為 10% 的現場人員數量,所以除以應繳交行為安全觀察表數量作為數據前處理的方式。我們列舉兩個模型分述如下:

A.交互驗證模型

為提升觀察員行為安全觀察記錄的可靠性,相關的行政管理措施需考量原始行為安全觀察僅由觀察員執行,然而在實施過程中發現,不同文化背景的觀察員對於觀察的認知不同,導致相似專案之間,卻發生行為安全觀察數據差異的情況。因此將現場專業工安人員也納入行為安全觀察團隊中,透過專業工安人員的觀察值來與第一線勞工觀察值進行交互驗證的計算。

B.下修型管制上限模型

「下修型-管制上限」的概念作為可接受風險(As Low As Reasonably Practical, ALARP),不僅能作為專案警示與否的判斷標準,也能評估公司安全管理能力的水準。針對落於可接受風險外的警示專案。在專案行為安全管理績效評估方面,採用網路分析法(Analytic Network Process, ANP)設定行為安全觀察項目的權重值,並以加權總和的方式作為專案於該月的行為安全管理績效值(數值越低表示績效越佳)。而在管制上限的設定方面,採用 ALARP視為公司整體安全管理能力的表現,當公司整體安全管理能力較佳時,其 ALARP 值較低,而當公司整體安全管理能力較差時,其 ALARP 較高。此外,從安全管理角度而言,公司的 ALARP 值只能因為公司整體管理能力提升而下降,但不能因為公司整體管理能力降低而調高,寧可讓警示專案的數量增加,也不能允許該警示而未警示的情況發生。

BBS管理網頁建置

在提供資訊的管理網頁方面,我們根據不同管理階層的需求,將網頁介面設定為總公司階層、事業部階層、部門階層,以及專案階層等,提供所須資訊的細節程度。例如,在總公司層級方面,僅顯示公司各專案中的警示專案(包括前四期的行為安全管理績效表現),使總公司管理者可以短時間內掌握公司目前警示專案與其近期表現,作為專案巡視或管理決策的參考依據。

在管理網頁呈現方面,考量讀取資訊裝置的不同,同時開發網頁版與手機版的呈現畫面,透過讀取裝置的格式,自動判斷最佳的呈現畫面。經系統判定為警示的專案,系統將會自動傳送當期與近期的行為安全管理績效(包含公司的 ALARP 值作為參考),以及經多時序綜合評估模型計算後的關鍵影響項目給現場的管理人員,以供即時回饋與採取管制措施的依據。

BBS科技輔助管理成效

我們都知道個人健康管理的良竄,需要量測血壓等生理數據的平均趨勢,企業的安全衛生管理的成效,則需要量測失能傷害頻率,我們參考一家辦理BBS科技化管理的工程公司為實務案例,該公司自2008年起開始推行行為安全管理制度並利用科技管理輔助,隔年起即呈現良好的成效,雖然 2013年-2015年間失能傷害頻率略有上揚,該公司實施該系統迄今,近10年間可紀錄事件率(TRCR),幾乎都維持0.1以下,期間針對使用者調查的結果亦顯示,透過資通訊科技的輔助,能有效提升行為安全觀察記錄的效率,且決策資訊能即時回饋,能協助現場管理者即時針對關鍵影響項目進行管制措施,並提升現場安全管理能力。

小結
可見得未來,我們準備好了嗎?不論你是什麼專業,一起投入這以救人為抱負的行列吧!

以上所列舉的BBS行為安全管理的研究,是從職業災害發生原因出發,以不安全行為作為基礎,編訂行為安全觀察表,以及統計分析等學術演算方法,在工程安全管理實務上成功執行與推動。其中所提出的行為安全觀察表、智慧型手持裝置應用程式、系統開發概念,以及各項統計分析方法等,都可以進一步的適用於營造業其他安全衛生管理的需求。在後續的研發,可進一步結合行為安全管理系統與建築資訊模型(Building Information Model, BIM),將可能發生危險的區域透過定位的方式,呈現在視覺化的圖形中,並透過風險等高線的概念,將現場依其風險等級區分成不同色塊,使管理人員能更直覺地判斷職災可能發生的位置。此外,除智慧型手持裝置應用程式開發之外,同時也朝向人工智慧+物聯網(AIOT)的方向,結合監測儀器、無線射頻識別系統,以及監視器等,更全面地監視與管制現場安全風險狀態,以有效保障勞工生命財產安全。

職業安全衛生管理的議題,從過去強調企業的文化、雇主的支持、管理者的堅持及職安衛人員的用心為出發,以循循善誘、苦口婆心為導向,隨這不同地利環境、人人文化的差異,有著各式各樣的故事發生,筆者在世界各國工程安衛環管理的觀察心得,根據國際標準製作的安全衛生管理程序,到了不同的地方,就像食物的口味,即便是同一道菜,到了不同的地方就會順應當地的大環境變化,調整出不同的酸甜苦辣的味道,其中似乎有著一定的邏輯,所以人類如此複雜的萬物之靈,除了內在的道德啟發外,若未來更進一步整合資通訊科技在資訊連結、分析與分享的優勢,藉由科技管理得力量輔助,檢視分秒變化又隱藏在人們身邊的風險危機,提出矯正或創造機會,如此,不論大環境是什麼國家、民族、法規或是文化,不論工程專案特性有多大的變化與不同,對於降低職業災害,肯定會有一定的正面效果。