Помощь студентам в учебе
Разработка системы контроля соблюдения техники безопасности на предприятии с применением алгоритмов компьютерного зрения
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ ОХРАНЕ ТРУДА НА ПРЕДПРИЯТИИ И
ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ НА РЫНКЕ 10
1.1 Общие положения об охране труда и техники безопасности на
предприятии 10
1.1.1 Охрана труда на предприятии 10
1.1.2 Техника безопасности 11
1.2 Средства индивидуальной защиты 13
1.3 Несоблюдение техники безопасности на предприятии 15
1.3.1 Ответственность 15
1.3.2 Последствия для работника 16
1.3.3 Последствия для работодателя 17
1.4 Существующие решения 18
1.4.1 LeewayHertz 18
1.4.2 Buisness Insight 3 19
1.5 Эффективность модели при внедрении на предприятие 20
2 СОЗДАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ 22
2.1 Описание алгоритма 22
2.2 Инструментарй 26
2.2.1 Python 26
2.3 Массив данных 36
2.4 Архитектура нейронной сети 41
2.4.1 Общая информация 41
2.5 Программное и аппаратное обеспечение 49
2.6 Обучение модели 51
2.7 Тестирование готовой модели 54
3 КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ
ВНЕДРЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ 69
3.1 Варианты коммерциализации модели 69
3.2 Кооперация с Промышленной группой «Метран» 70
3.2.1 Деятельность компании и потребность в модели 70
3.3 Экономический эффект для предприятия поставщика модели 71
3.4 Экономический эффект для компании потребителя 71
3.4.1 Снижение риска выплат страховых пособий 71
3.4.2 Снижение риска получения штрафов 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 75
ПРИЛОЖЕНИЯ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ А 84
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ ОХРАНЕ ТРУДА НА ПРЕДПРИЯТИИ И
ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ НА РЫНКЕ 10
1.1 Общие положения об охране труда и техники безопасности на
предприятии 10
1.1.1 Охрана труда на предприятии 10
1.1.2 Техника безопасности 11
1.2 Средства индивидуальной защиты 13
1.3 Несоблюдение техники безопасности на предприятии 15
1.3.1 Ответственность 15
1.3.2 Последствия для работника 16
1.3.3 Последствия для работодателя 17
1.4 Существующие решения 18
1.4.1 LeewayHertz 18
1.4.2 Buisness Insight 3 19
1.5 Эффективность модели при внедрении на предприятие 20
2 СОЗДАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ 22
2.1 Описание алгоритма 22
2.2 Инструментарй 26
2.2.1 Python 26
2.3 Массив данных 36
2.4 Архитектура нейронной сети 41
2.4.1 Общая информация 41
2.5 Программное и аппаратное обеспечение 49
2.6 Обучение модели 51
2.7 Тестирование готовой модели 54
3 КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ
ВНЕДРЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ 69
3.1 Варианты коммерциализации модели 69
3.2 Кооперация с Промышленной группой «Метран» 70
3.2.1 Деятельность компании и потребность в модели 70
3.3 Экономический эффект для предприятия поставщика модели 71
3.4 Экономический эффект для компании потребителя 71
3.4.1 Снижение риска выплат страховых пособий 71
3.4.2 Снижение риска получения штрафов 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 75
ПРИЛОЖЕНИЯ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ А 84
Актуальность темы исследования. Современные предприятия стремятся к постоянному улучшению внутренних процессов для создания комфортных и безопасных условий труда сотрудников с последующим извлечением максимальной прибыли от отдачи персонала. И алгоритмы компьютерного зрения являются инструментом, позволяющим внести в развитие предприятия существенный вклад.
Целью работы является создание модели компьютерного зрения с последующим внедрением на предприятиях для автоматизации мониторинга безопасности на предприятии, уменьшения рисков производственных травм и обеспечения безопасности труда.
Задачи исследования. Для достижения цели выпускной
квалификационной работы, необходимо решить следующие задачи:
- Исследование теоретических основ в области охраны труда на промышленных предприятиях;
- Обзор и анализ современных систем техники безопасности на предприятиях;
- Разработка модели системы с применением компьютерного зрения;
- Оценка эффективности модели в качестве продукта;
- Рассмотрение и выбор варианта коммерциализации модели.
Объектом исследования является сфера охраны труда на различных производственных предприятиях.
Предмет исследования. В качестве предмета исследования выступает постоянно растущее количество несчастных случаев на предприятиях.
Методы исследований, использованные в данной работе: Абстрактно-логический, монографический, практическое моделирование.
Теоретическая база исследования. В данной работе присутствуют статьи, документация, книги, пособия как отечественных учёных, так и зарубежных.
Информационная база исследования. В качестве информационной базы исследования выступили данные Института прогрессивных технологий по данным о количестве страховых случаев за 2022-2023 года, представленные в компьютерной сети интернет, а также справочные материалы, результаты анализа предметной области.
Структура работы. Выпускная квалификационная работа структурно состоит из следующих элементов: введение, три основные главы, заключение, библиографический список, приложения.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная модель системы по распознаванию нарушений техники безопасности на предприятии для более тщательного контроля сотрудников поможет сохранить жизни обычных сотрудников и сэкономить огромные денежные средства на штрафах и страховых выплатах при несчастных случаях для предпринимателей.
Целью работы является создание модели компьютерного зрения с последующим внедрением на предприятиях для автоматизации мониторинга безопасности на предприятии, уменьшения рисков производственных травм и обеспечения безопасности труда.
Задачи исследования. Для достижения цели выпускной
квалификационной работы, необходимо решить следующие задачи:
- Исследование теоретических основ в области охраны труда на промышленных предприятиях;
- Обзор и анализ современных систем техники безопасности на предприятиях;
- Разработка модели системы с применением компьютерного зрения;
- Оценка эффективности модели в качестве продукта;
- Рассмотрение и выбор варианта коммерциализации модели.
Объектом исследования является сфера охраны труда на различных производственных предприятиях.
Предмет исследования. В качестве предмета исследования выступает постоянно растущее количество несчастных случаев на предприятиях.
Методы исследований, использованные в данной работе: Абстрактно-логический, монографический, практическое моделирование.
Теоретическая база исследования. В данной работе присутствуют статьи, документация, книги, пособия как отечественных учёных, так и зарубежных.
Информационная база исследования. В качестве информационной базы исследования выступили данные Института прогрессивных технологий по данным о количестве страховых случаев за 2022-2023 года, представленные в компьютерной сети интернет, а также справочные материалы, результаты анализа предметной области.
Структура работы. Выпускная квалификационная работа структурно состоит из следующих элементов: введение, три основные главы, заключение, библиографический список, приложения.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная модель системы по распознаванию нарушений техники безопасности на предприятии для более тщательного контроля сотрудников поможет сохранить жизни обычных сотрудников и сэкономить огромные денежные средства на штрафах и страховых выплатах при несчастных случаях для предпринимателей.
В рамках выпускной квалификационной работы подчеркивается важность требований охраны труда на предприятии, поскольку контроль и соблюдение техники безопасности помогает компании предотвращать несчастные случаи, снижать уровень травматизма, экономить денежные средства.
Исследована предметная область касаемо безопасности и условий труда на предприятиях, обозначены элементы охраны труда, выделены последствия несоблюдения техники безопасности для работника и работодателя. Обозначена ответственность, которую могут понести обе стороны из-за ситуаций, возникающих в следствии пренебрежительного отношения со стороны работодателя, по причине необеспечения своих сотрудников средствами индивидуальной защиты, и со стороны работников, по причине осознанного несоблюдения элементарных требований техники безопасности в виде ношения средств индивидуальной защиты.
При анализе современных способов по контролю соблюдения техники безопасности на предприятии, не было найдено универсальных решений. На этапе поиска информации, найдены существующие конкуренты на рынке с подобными решениями, и исследование их продуктов по распознаванию средств защиты для контроля соблюдения техники безопасности в разных условиях выявило, что предоставляемые ими решения не являются конкурентными на прямую, поскольку охватывают не все средства индивидуальной защиты, используемые на промышленных предприятиях. Решения конкурентов также не предоставляют крупной угрозы для коммерциализации спроектированной модели, так как стоимость решений, крайне высока, и конкуренты являются зарубежными представителями.
В практической части разработан прототип модели распознавания средств индивидуальной защиты на основе модели YOLOv8, способный распознавать объекты в виде защитных касок, очков с широкой оправой, накидки в виде халатов или жилетов, средства защиты дыхания и перчатки на изображениях и видео высокого разрешения в реальном времени со скоростью 190+ кадров в секунду для FullHD видео и показателем mAP50 по всем классам 0.786 для используемого набора данных.
В результате, система контроля соблюдения техники безопасности на предприятии с использованием алгоритмов компьютерного зрения обеспечивает эффективное и автоматизированное обнаружение нарушений техники безопасности, что позволяет предприятию улучшить безопасность и уменьшить риск аварий и несчастных случаев. Прототип может быть дополнительно улучшен путем увеличения количества обучающих данных для классов с низкой полнотой, добавления негативных образцов, повышения качества разметки данных, применения дополнительных аугментаций и увеличения количества эпох обучения.
При выявлении способов коммерциализации установлено, что модель способна экономить деньги для предприятий потребителей, может стать полезным инструментом не только для промышленных предприятий, но и для строительных фирм, так позволяет отслеживать подходящий набор средств индивидуальной защиты. Предприятия-поставщики с репутацией производителя безопасных технологий, могут выгодно использовать данную модель в качестве предоставляемого комплексного решения на рынке технологий для более чёткого контроля соблюдения техники безопасности.
Подводя итог, задачи выпускной квалификационной работы выполнены, цели достигнуты. Проведённая работа имеет практическую ценность для промышленных предприятий, рекомендована к реализации в качестве потенциально нового продукта в сфере автоматизации безопасности для Промышленной группы «Метран».
Исследована предметная область касаемо безопасности и условий труда на предприятиях, обозначены элементы охраны труда, выделены последствия несоблюдения техники безопасности для работника и работодателя. Обозначена ответственность, которую могут понести обе стороны из-за ситуаций, возникающих в следствии пренебрежительного отношения со стороны работодателя, по причине необеспечения своих сотрудников средствами индивидуальной защиты, и со стороны работников, по причине осознанного несоблюдения элементарных требований техники безопасности в виде ношения средств индивидуальной защиты.
При анализе современных способов по контролю соблюдения техники безопасности на предприятии, не было найдено универсальных решений. На этапе поиска информации, найдены существующие конкуренты на рынке с подобными решениями, и исследование их продуктов по распознаванию средств защиты для контроля соблюдения техники безопасности в разных условиях выявило, что предоставляемые ими решения не являются конкурентными на прямую, поскольку охватывают не все средства индивидуальной защиты, используемые на промышленных предприятиях. Решения конкурентов также не предоставляют крупной угрозы для коммерциализации спроектированной модели, так как стоимость решений, крайне высока, и конкуренты являются зарубежными представителями.
В практической части разработан прототип модели распознавания средств индивидуальной защиты на основе модели YOLOv8, способный распознавать объекты в виде защитных касок, очков с широкой оправой, накидки в виде халатов или жилетов, средства защиты дыхания и перчатки на изображениях и видео высокого разрешения в реальном времени со скоростью 190+ кадров в секунду для FullHD видео и показателем mAP50 по всем классам 0.786 для используемого набора данных.
В результате, система контроля соблюдения техники безопасности на предприятии с использованием алгоритмов компьютерного зрения обеспечивает эффективное и автоматизированное обнаружение нарушений техники безопасности, что позволяет предприятию улучшить безопасность и уменьшить риск аварий и несчастных случаев. Прототип может быть дополнительно улучшен путем увеличения количества обучающих данных для классов с низкой полнотой, добавления негативных образцов, повышения качества разметки данных, применения дополнительных аугментаций и увеличения количества эпох обучения.
При выявлении способов коммерциализации установлено, что модель способна экономить деньги для предприятий потребителей, может стать полезным инструментом не только для промышленных предприятий, но и для строительных фирм, так позволяет отслеживать подходящий набор средств индивидуальной защиты. Предприятия-поставщики с репутацией производителя безопасных технологий, могут выгодно использовать данную модель в качестве предоставляемого комплексного решения на рынке технологий для более чёткого контроля соблюдения техники безопасности.
Подводя итог, задачи выпускной квалификационной работы выполнены, цели достигнуты. Проведённая работа имеет практическую ценность для промышленных предприятий, рекомендована к реализации в качестве потенциально нового продукта в сфере автоматизации безопасности для Промышленной группы «Метран».
Подобные работы
- Анализ методов и алгоритмов внедрения мобильной корпоративной информационной системы на базе платформы 1C
Магистерская диссертация, прикладная информатика в экономике. Язык работы: Русский. Цена: 5500 р. Год сдачи: 2019 - КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ (НА ПРИМЕРЕ НАУЧНОЙ БИБЛИОТЕКИ НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА)
Бакалаврская работа, документоведение. Язык работы: Русский. Цена: 4395 р. Год сдачи: 2020 - ПРОБЛЕМЫ МЕТОДИКИ РАССЛЕДОВАНИЯ ПРЕСТУПЛЕНИЙ В СФЕРЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, СОВЕРШАЕМЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПЛАСТИКОВЫХ КАРТ
Диссертация , криминалистика. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2002 - Организация режима защиты конфиденциальной информации в образовательной организации СПО
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4820 р. Год сдачи: 2019