營造業職安衛科技的國際發展現況探討

發佈時間:2020/10/29    瀏覽次數:926

一、前言

科技的發展不僅改變了生活方式,同時也改變了營造業的職安衛管理模式。傳統的營造業職安衛管理模式是「政策制度」與「管理系統」的結合,其交集為「風險評估」。近年來,隨著新興科技(Emerging Technologies)在營造業職安衛的研究與應用,「職安衛科技」成為了營造業職安衛管理模式中的重要元素(如圖1所示),在政策制度、管理系統、職安衛科技的交互作用下,推動著營造業職安衛的持續改進。

圖1. 營造業職安衛管理模式

從國際的發展現況可知,營造業職安衛科技(Construction OSH Technologies)的推動不僅可以降低職災的發生率,同時也提供工作者更安全友善的工作環境與吸引年輕工作者加入。延續著前兩篇電子報的內容,本文彙整國際發展現況,對營造業職安衛科技及其發展趨勢進行介紹,同時也分析推動營造業職安衛科技的效益與可能的阻礙。期待藉由本文的分享,提供給事業單位推動營造業職安衛科技的參考,以及促進營造業的數位應用與轉型。

二、營造業職安衛科技國際發展現況

在目前國際發展的現況中,常見的營造業職安衛科技包括:建築資訊模型(building information modeling)、人工智慧(artificial intelligence)、外骨骼機器人(exoskeleton)、沉浸式科技(immersive technologies)、物聯網與感知科技(internet of things and sensing technologies)、攝影測量與LiDAR(photogrammetry and LiDAR)、機器人與自動化(robotics and automation)、智慧攝影系統(smart camera systems)、無人機(unmanned aerial vehicles)、穿戴式裝置(Wearable Sensing Devices)、現場移動裝置(Mobile Devices Onsite)、RFID與QR codes(Radio Frequency Identification and QR Codes)、數位看板(Digital Signage)等。營造業職安衛科技在許多應用上都取得良好成效(如圖2所示),本文就常見的營造業職安衛科技應用進行介紹:

圖2. 營造業職安衛科技應用
(圖片參考與修改來源:Okpala et al., 2020)
  1. 建築資訊模型 (Building Information Modeling)

    建築資訊模型有助於專案參與者傳遞與共享資訊,且有助於即時的安全檢查與危害辨識,例如協助施工開口或其他安全隱患的探討,而建築資訊模型與物聯網的整合(BIM-IoT)在營造業職安衛管理應用是具有潛力的發展方向。此外,建立結構化的安全風險資訊,並以BIM模型為載體進行風險資訊傳遞與共享,也是目前應用的趨勢。

  2. 人工智慧 (Artificial Intelligence)

    近年來隨著人工智慧的蓬勃發展,人工智慧在營造業職安衛管理也得到良好的應用成效。例如使用深度學習與影像辨識技術,自動識別工作者的不安全行為與不安全環境;使用自然語言處理(NLP)技術,從文字或影音中擷取資訊,辨識導致特定職業災害的因素關聯;或者使用機器學習算法評估各項工作的安全風險閾值等。

  3. 外骨骼機器人 (Exoskeleton)

    外骨骼機器人是一種穿戴式結構,有助於關節活動、提供肌肉結構性支撐,以及增加視覺能力,以提高工作者的績效。特別是易發生骨骼疾病的工項,例如電氣作業、木工作業、石材作業等,外骨骼機器人都能提供良好的協助。但目前外骨骼機器人多處於起步階段,其成本仍是關鍵問題。

  4. 沉浸式科技 (Immersive Technologies)

    沉浸式科技包括虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)、混合實境(MR)與延伸實境(XR),在許多施工安全規劃、危害辨識與教育訓練中都驗證其有效性。在身歷其境的模擬環境中,可提供培訓人員(特別是新手或經驗不足的工作者)更安全的空間進行作業模擬演練。

  5. 物聯網與感知科技 (Internet of Things and Sensing Technologies)

    物聯網在營造業職安衛管理應用的典型設備為智慧型手機、手錶等,這些應用有助於危險識別與姿勢識別,例如傳送生物特徵數據進行安全評估、設立電子圍籬提供接近感應與警告。物聯網科技在成本、遠端操作能力、設備性能與可穿戴性上具有優勢,而隱私權與數據安全性則是在應用時所關注的議題。

  6. 攝影測量與LiDAR (LiDAR Photogrammetry and LiDAR)

    由攝影測量與LiDAR所組成的智慧攝影系統可以改善危險辨識過程、協助安全規劃與工作環境佈設,有助於重新創建行徑路線以降低風險。智慧攝影系統可與建築資訊模型整合,提高現場與數位場景的互動協作與施工安全管理。

  7. 機器人與自動化 (Robotics and Automation)

    雖然因為投資成本高的原因,機器人目前仍較少應用在營造業,但其自動化的過程卻是可以在危險與惡劣的環境中安全地完成工作。此外,許多應用說明機器人與自動化並不會完全取代人類,而是在重複性高與體力要求高的作業中,提高工作的安全性。

  8. 智慧攝影系統 (Smart Camera Systems)

    智慧攝影系統可動態追蹤與蒐集工作場所人員、物料、設備的相關數據,經由這些數據的判斷,協助降低施工風險與改善工作場所環境。成本是智慧攝影系統的優勢,不需要佈設感知網路與標籤就可以即時監控現場安全過程,但弱光或隱蔽處等是其使用限制條件。

  9. 無人機 (Unmanned Aerial Vehicles)

    隨著無人機的價格親民化與使用普及化,無人機也應用在營造業職安衛管理,例如:監視在電線附近作業的高空作業車或吊車、監控高空作業車或吊車作業環境周邊的活動,以及監視未保護的邊緣或開口等。雖然無人機有許多的優點,但其使用時的合法性問題以及資安問題,都是應用無人機時需要留意的議題。

上述這些常用的營造業職安衛科技可依據風險管制措施類別進行分類,提供給使用者參考(如表1所示)。此外,使用者亦可與第一篇電子報「日本建災防應用資通訊科技預防營造業職業災害」中的「表1. 營造工程可能應用的ICT技術」參照使用。

表1. 營造業職安衛科技及其在風險管制措施的應用分類
(表格參考與修改來源:Okpala et al., 2020)

隨著營造業職安衛科技的持續發展,「科技整合」成為了應用的主要方向,並衍生出感知工地(Sensored Construction Sites)的應用模式。感知工地是指智慧物聯(AIoT)在營造工程的整合應用(如圖3所示),運用營造業職安衛科技量測與蒐集工作場所人員、物料、設備的動態資訊,並根據這些資訊的分析以確保工作者安全與改善工作場所環境。

圖3. 感知工地架構圖
(圖片來源:Calvetti et al., 2020)
三、推動營造業職安衛科技的效益與阻礙

從國際發展趨勢來看,營造業推動職安衛科技是必然的方向,因此,本文也彙整了推動營造業職安衛科技的效益與阻礙,作為推動時的參考,

效益
1. 改進工作者對危害的認知
2. 協助工作者對工作場所危害的警示
3. 在設計階段消除危害
4. 協助危害可視化
5. 改進安全訓練的有效性
6. 強化事件調查
7. 強化事故報告
8. 隔離工作者與危害
9. 強化安全規劃
10. 強化工作者間的溝通
阻礙
1. 需要較大的前期投資
2. 在達到最佳績效前需要廣泛的培訓
3. 擔心無法得到可用的技術支持
4. 擔心新興科技的可靠性
5. 業主沒有強制要求
6. 實現不同科技間整合與互操作性(interoperability)的難度
7. 有限的科技壽命
8. 科技使用範圍的特性
9. 科技使用的複雜性
10. 組織對改變的接受度有限,偏向用現有流程來管理安全
11. 缺少職安衛科技的資訊
12. 缺少嘗試職安衛科技的機會
表2. 營造業職安衛科技推動的效益與阻礙
(表格參考與修改來源:Nnaji & Karakhan, 2020)
四、結論與建議

從國際發展現況可知,新興科技的應用能有助於營造業職安衛管理能力的提升。而從推動的實務經驗來看,營造業職安衛科技不是指單一科技,並且每一種科技有其使用範圍與限制,應根據職安衛管理的目標以及組織的資源,對多科技進行最佳化的組合。世界各國有其當地國家法令與職安衛法規,在新科技的採用上需要抱持開放的心態,給予法令與政策的配套支持。同時,台灣需要有更多研究投入職安衛科技的發展,也需要願意創新的企業一起合作與應用,才能將新科技的發展與限制做更深入的探討與改善。當形成更多的成功案例與數據之後,未來有機會形成新的職安衛科技產業,將技術輸出至世界各國使用。新興科技投入營造業職安衛管理的應用都是CNS 45001: 2018標準中「使用新科技改進職業安全衛生績效(using new technologies to improve OH&S performance)」的機會,新科技的應用值得營造業深思,為企業得到更多的優勢。

參考文獻