面向工业 5.0 的雾与边缘计算人本信息物理系统：一种高性价比物联网热成像安全系统
系统与控制
2022-12-14 v1 系统与控制
摘要
尽管全球许多公司仍在努力适应工业 4.0 原则，向工业 5.0 的转型已然展开。在此范式下，人本信息物理系统（CPHS）应运而生，以利用操作员能力来实现复杂制造系统在人本化、韧性与可持续性方面的目标。本文首先阐述开发工业 5.0 CPHS 的基本概念，继而分析最新 CPHS，识别其主要设计需求与关键实现组件。此外，概述了开发此类 CPHS 的主要挑战。接着，为阐释前述概念，给出一个真实世界的工业 5.0 CPHS。该 CPHS 在依赖协作机器人与重型机械的制造过程中提升了操作员安全性与操作追踪能力。具体而言，所提用例为一个需要更智能资源利用的车间，其中人体接近检测决定机械应否运转，以避免涉及此类机械的事故或意外。所提 CPHS 采用混合边缘计算架构与智能雾计算节点，处理热图像并作出反应以预防工业安全问题。实验表明，在所选真实场景中，所开发的 CPHS 算法能够以低功耗设备（Raspberry Pi 3B）快速准确地检测人体存在（耗时少于 10 ms，准确率 97.04%），因而是一种可集成至众多工业 5.0 应用的有效方案。最后，本文提供具体指南，助未来开发者与管理员克服部署下一代面向智能与可持续制造的 CPHS 时将出现的挑战。
引用
@article{arxiv.2212.06294,
title = {Mist and Edge Computing Cyber-Physical Human-Centered Systems for Industry 5.0: A Cost-Effective IoT Thermal Imaging Safety System},
author = {P. Fraga-Lamas and D. Barros and S. I. Lopes and T. M. Fernández-Caramés},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.06294},
year = {2022}
}
备注
32 pages