JP2024508234A - 個人用保護具ネットワーク（ｐｐｅ－ｎ） - Google Patents

個人用保護具ネットワーク（ｐｐｅ－ｎ） Download PDF

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Abstract

本発明は、PPE（個人用保護具）コンポーネントから成るPPE-N（個人用保護具ネットワーク）システムを提供する。当該システムは、スマートタグと、作動範囲内を検出し、聴覚視覚アラームをトリガーし、所定の人に警告を送るように構成されたスマートタグリーダーと、スマートタグからの信号を比較し、PPEコンポーネントの健康状態を評価するハブとから成る。本発明はさらに、PPEコンポーネント要件に適合していることを確認し、PPEコンポーネントが所定の領域で許可されているかどうかを判定するためのウェイポイント（経由地点）を備える。

Description

本発明は、広くは個人保護具に関する。より具体的には、本発明は、作業員が安全でいられるように設計されたネットワークシステムに関する。
労働者の安全維持を支援するネットワークシステムが求められている。多くの産業において、労働者の安全と健康を維持することは非常に重要である。なぜなら、多くの職場環境は従業員にとって様々なリスクを含んでいるからである。
労働作業環境において、産業用機器は労働者の安全にとって深刻な脅威となり得る。多くの労働者は、安全を確保するために個人用保護具（PPE）に頼っており、雇用主は、保護力を高め、労働災害のリスクを低下させ、関連コストを回避するために、PPEやその他の安全装置を提供するよう努めている。
また、企業は労働者の安全と健康を維持するために、様々な規則や規制を採用している。個人によっては、作業環境に入るとき、あるいは作業環境にとどまるときに、PPEの着用やその他の使用が義務付けられている場合がある。例えば、原子力産業で働く労働者は、放射線防護服の着用を義務付けられている場合がある。鉱山、石油精製所、製錬施設、工業塗装作業で働く労働者は、呼吸器保護具（RPE）の着用が求められる場合がある。しかし、規制遵守に関する記録の作成は、現在、手動または半自動で行われており、比較的時間がかかる。また、作業環境において、所定の規則や規制の遵守が問題となる場合がある一方、遵守違反があれば、安全でない作業環境を引き起こす可能性がある。従って、これらの問題を解決するシステムの開発が必要とされている。
本発明は、作業者の安全を確保するための便利で効果的な手段を提供するように設計された革新的なネットワークシステムを通じて、従来の装置に関連していた問題に対処し、他の方法で従来の装置を改善することを意図しており、加えて、他の問題解決機能を組み込んでいる。
本発明によれば、PPE-N（個人用保護具ネットワーク）システムが提供される。PPE-Nシステムは、登録ステップと操作ステップとを含む。
登録ステップは、ユーザーからユーザー情報を取得するユーザー登録プロセスを含んでよい。操作ステップは、スマートタグリーダー、PPE-Nコンポーネントに取り付けられたスマートタグ、およびハブを含んでよい。
ハブは、PPE-Nコンポーネント（例えば、ハードハット（ヘルメット）、安全ベスト、安全ブーツ、手袋）の使用または保守に関する認可のためのソフトウェアモジュールであってよい。
一実施形態では、ハブは、所定の時間およびPPE-Nコンポーネントの品質に基づいて、PPE-Nコンポーネントの使用を承認するように構成されてよい。
他の実施形態では、ハブは、スマートタグからの信号を比較して、PPE-Nコンポーネントの健康状態の評価を支援するように構成されてよい。
好ましい実施形態では、本発明は、スマートタグとPPE-Nコンポーネントが欠落しているか、着用されていないか、または所定の領域から外れているかを判定することができる。
他のいくつかの実施形態では、本発明はRFID技術を使用してPPE-Nコンポーネントをネットワーク化し、個々のPPE-Nコンポーネントが非常に短い距離から互いに通信できるようにすることができる。
本発明の一実施形態を示す説明図である。 本発明の登録・操作ステップを示す一実施形態の説明図である。 本発明のハブを備えたスターバストポロジーに配置されたPPE-Nコンポーネントを示す一実施形態の説明図である。 本発明のスマートタグとリーダー間の通信の一実施形態を示す説明図である。 本発明のスマートタグリーダーとウェイポイント間の通信の一実施形態を示す説明図である。 本発明のハブとウェイポイント間の通信の一実施形態を示す説明図である。 本発明の一実施形態であるウェイポイントをフォークリフトに取り付けた状態を示す説明図である。 本発明の様々なPPE-Nコンポーネントを示す説明図である。
図面のすべての図は、本発明の選択されたバージョンを説明するためのものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
本発明（個人用保護具ネットワーク（PPE-N）100）は、作業員が安全でいられるように設計されたシステムを提供する。本発明は、図８に示すように、ハードハット50、安全ベスト60、安全ブーツ 70、手袋80などのPPEコンポーネント30と常時通信するハブ21を提供し、作業員が機能的で承認された機器を使用していることを保証する。
作業区域に入る際、本発明で提供されるウェイポイント23は、作業者がその作業区域に必要なPPEコンポーネント30を持っていることを確認し、作業者が入ろうとしている作業区域での作業が許可されているかどうかを判断し、作業者が確実に保護され、作業が許可されているアクセス区域のみに入ることができるようにする。
図１に示すように、本発明は、複数のプロセッサと複数のメモリから構成されるPPE-Nシステム100を提供し、複数のメモリは、プロセッサによって実行されると、登録ステップ10と操作ステップ20をトリガー実行する命令を含む。命令は、ルーチン、プログラム、オブジェクト、データ構造などを含むことができる。
PPE-Nシステム100は、１つまたは複数のサーバまたは１つまたは複数のデータストアから構成され得るネットワーク環境において実装されてよい。いくつかの実施形態では、本発明のPPE-Nシステム100は、ネットワークに通信可能に接続されたユーザーのコンピューティングデバイスにロードされてよい。
他の実施形態では、PPE-Nシステム100は、PPE-Nシステム100がクラウドシステムとして構成されるように、コンピューティングデバイス上に展開されてよい。
他のいくつかの実施形態では、PPE-Nシステム100は、Windows（登録商標）インターネットネームサービスを使用して、プライベートネットワークとして、または大規模ネットワークのサブドメインとして機能してよい。
（登録ステップ10）
登録ステップ10は、雇用主または従業員であるユーザーからユーザー情報を取得するユーザー登録プロセスを含んでよい。
ユーザー登録プロセスでは、ウェブフォームを介するなどして、ユーザーがユーザーを識別するために必要な各種データを提供できるような質問項目を提供してよい。
一実施形態では、ユーザー情報には、氏名、企業名、登録日時、パスワードなどが含まれる。
ユーザー登録プロセスは、ユーザー情報を使用してユーザープロファイル11を作成し、本発明のPPE-Nシステム100に含まれるか、またはPPE-Nシステム100に通信可能に接続される記憶装置にユーザープロファイル11を保存してよい。
いくつかの実施形態では、登録ステップ10は、ユーザーが自分のプロファイル（ユーザープロファイル11）を修正および更新できるようにする修正／更新プロセス12を含んでよい。
いくつかの実施形態では、登録ステップ10は、作業環境で使用可能な各個人用保護具（PPE）に固有のPPE-Nコンポーネント30の名前を割り当てるタグ登録プロセス13を含んでよい。
PPE-Nコンポーネント30の名前は、数字とユーザー名の組み合わせとPPEの名前（例えば、123456789-JOHN-SMITH-VEST）としてよい。
PPE-Nコンポーネント30の名前をスマートタグ15に転送してよい。スマートタグ15は、当該技術分野で知られている任意の適切なスマートタグであってよい。例示的な一実施形態では、スマートタグ15をPPE-Nコンポーネント30に直接取り付けてよい。
PPE-Nコンポーネント30は、図８に示されるように、ハードハット50、安全長靴70、手袋80、安全ベスト60のような、１人の人間用の衣服および保護装着具を含んでよい。
本発明では、PPE-Nコンポーネント30片（pieces）は、図４から図６に示すように、様々な実施形態において、スマートタグ15およびスマートタグリーダー22と共にネットワーク接続されてよい。
スマートタグ15は、無線技術などの適切な方法によってアクセス可能なデータを搬送するデータキャリアとすることができ、データは、識別番号（例えば、シリアル番号）、ユーザー名、機器の名称などのタグ識別情報を含んでよい。一部の実施形態では、データは、ユーザーが必要とするその他の情報を含んでもよい。
スマートタグ15は、プログラム可能または書き換え可能であり、マイクロバッテリ、薄膜バッテリなどの独自の内部電源を搭載するRFIDスマートタグ15であってもよい。スマートタグ15は、限定されるものではないが、リーダーおよび／またはライタ、スキャナ、および／または無線受信機などのデータ受信機を含む、データ取得および／または送信装置とデータ情報を交換することができる。
RFIDスマートタグ15は、PPE-Nコンポーネント30のどの部分に取り付けられているかに応じてプログラムすることができる。例えば、RFIDスマートタグ15は、ハードハット-1234567として識別することができ、ここで、PPE-Nコンポーネント30はハードハット50として識別され、固有のハードハット識別子は1234567である。いくつかの実施形態では、スマートタグ15は受動的であり、動作するために電力を必要としないものであってよい。
いくつかの実施形態では、PPE-Nシステム100は、毎秒50個以上のスマートタグ15を読み取るようにプログラム可能な電池式RFIDリーダーを含んでいてよい。
（操作ステップ 20）
操作ステップ20は、図４から図６に示すように、PPE-Nコンポーネント30に取り付けられたスマートタグ15と通信することにより、PPE-Nコンポーネント30をスキャンして監視する工程を含んでよい。
操作ステップは、PPE-Nコンポーネント30に取り付けられたスマートタグ15に通信可能に接続されるスマートタグリーダー22を含んでよい。
スマートタグ15からのデータは、スマートタグリーダー－22によって取得される場合がある。スマートタグリーダー22は、スマートタグ15と通信するためのアンテナなどのデバイスを含んでよい。スマートタグリーダー22は、スマートタグ15と通信するために不可欠な場所に配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、スマートタグリーダー22はユーザーのコンピューティングデバイスにインストールされてよい。
一部の実施形態では、操作ステップ20はハブ21を含む場合がある。この場合、スマートタグリーダー22は、図４に示すように、ネットワークを介して遠隔でプログラム可能なハブ21にリンクされていてもよい。
ハブ21は、PPEコンポーネント30の使用または保守に関する権限付与などの機能を含むソフトウェアモジュールであってよい。例えば、作業場でのPPEコンポーネント30の曝露時間または品質が所定の時間や値を超えた場合、特定のプロファイルを有するユーザーは、その環境から離れるか、またはPPEコンポーネント30を交換すべきである。
一実施形態では、ハブ21は、PPE-Nコンポーネント30の所定の時間および品質に基づいてPPE-Nコンポーネント30の使用を承認し、スマートタグ15からの信号を比較して、PPE-Nコンポーネント30の健康状態の評価を支援するように構成されてよい。
いくつかの実施形態では、ハブ21は、PPE-Nコンポーネント 30 がPPE-Nシステム100に最初に接合されたときの信号と現在の信号レベルとを比較して、PPE-Nコンポーネント30の健康状態の評価を支援できる。PPE-Nコンポーネント30およびスマートタグ15が装着されると、スマートタグ15を読み取るハブの能力が低下する可能性がある。従って、このような健康チェックにより、スマートタグ15とスマートタグリーダー22間の適切な通信を確保することができる。
好ましい実施形態では、スマートタグリーダー22は常にスキャンを行う。スマートタグリーダー22が、予めプログラムされたスマートタグ15を割り当てられた時間以上認識できない場合、スマートタグ15とPPE-Nコンポーネント30が紛失しており、装着されていないか、所定のエリア（領域）（すなわち、本発明によって監視されるエリア内）から外れていると判断する。
PPE-Nコンポーネント30が紛失していると判断した後、スマートタグリーダー22は、聴覚および視覚アラームを作動させ、サイトコントローラーなどの現場環境の責任者に警告を送ってよい。
いくつかの実施形態では、スマートタグリーダー22は、スマートタグ15を持たないPPE-Nコンポーネント30を含む物体が所定の領域に入ると、アラーム音を発生するように構成されてよい。
いくつかの実施形態では、本発明は、RFID技術を使用してPPE-Nコンポーネント30をネットワーク化し、個々のPPE-Nコンポーネント30が非常に短い距離から互いに通信できるようにしてよい。
PPE-Nコンポーネント30が他の個々のPPE-Nコンポーネント30と通信できない場合、互いに圏外であり、何らかの問題が発生していると判断する。実際の例としては、安全ベスト60を着ている作業員と、一緒にネットワーク接続されている他のPPE-Nコンポーネント30が、作業員が安全ベスト60を外して立ち去った場合などである。作業員が安全ベスト60を外すと、作業員の他のPPE-Nコンポーネント30は、安全ベスト60がもはや作業範囲内（例えば、3フィート）にないことを確認し、アラームを作動させる。一例では、PPE-Nコンポーネント30は、図３に示すように、ハブ21とスターバストポロジーで配置されてよい。
いくつかの実施形態では、操作ステップ20は、機器が故障しているとき、または故障したときに作業者に通知するために、当該技術分野で知られているPPE-Nセンサーを含むことができる。例えば、衣類を構成するPPE-Nコンポーネント30が摩耗し始め、故障した場合、ハブは衣類への通信の変化を確認し、衣類をメンテナンスモードにする。
いくつかの実施形態では、操作ステップ20は、１つ以上の定置型リーダー（図２に示すように、ウェイポイント23（経由点）とも呼ばれる）を含むことができる。この場合、PPE-Nシステム100のハブ21は、図４に示すように、エリアワイドWi-Fiシステムおよび定置型リーダー23と通信することができる。定置型リーダー（ウェイポイント23）と通信する場合、PPE-Nシステム100は（ハブ21を介して）、PPEコンポーネント30を着用している人が必要な装備を着用していること、およびその人が、ウェイポイント23が配置されている領域に入る許可も持っていることを確認することができる。
ここで、ウェイポイント23は、固定ウェイポイント23と同様に通信可能な移動式であってもよい。一例として、図７に示すように、移動式ウェイポイント23をフォークリフト40に取り付けることができる。移動式ウェイポイント23は、ユーザーが必要なPPE-Nコンポーネント30、トレーニング、およびその周辺または上で操作する許可を有しているかどうかを確認することができる。移動式ウェイポイント23は、磁石またはクランプマウントを使用して、フォークリフト40などの物体に取り付けることができる。
本明細書に開示される実施形態に関連して説明されるステップおよびプロセスは、ハードウェアに直接、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールに、またはその２つの組み合わせに具体化することができる。ソフトウェアモジュールは、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、およびネットワークデバイス、または情報／データを記憶するために現在知られている、または後に開発される他のデータ記憶デバイスを含むことができるメモリユニットに常駐することができる。揮発性メモリは、スタティックまたはダイナミック、ランダムアクセスメモリ（SRAMまたはDRAM）を含むがこれらに限定されない任意のタイプの揮発性メモリであってよい。不揮発性メモリは、ROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、およびコンパクトディスク（CD）またはデジタルビデオディスク（DVD）、磁気テープ、ハードドライブなどの磁気的または光学的に読み取り可能なメモリまたはメモリデバイスを含むが、これらに限定されない任意の不揮発性メモリであってもよい。
コンピューティングデバイスは、ラップトップコンピュータ、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）、タブレットコンピュータ、および他のタイプのモバイルデバイスであってもよい。本明細書に開示されるシステムおよび方法における構成要素および／または装置間の通信は、有線または無線の構成またはネットワークを介した一方向または双方向の電子通信であってよい。例えば、１つの構成要素または装置は、構成要素または装置間の通信を可能にするために、別の構成要素または装置と、直接的または間接的に、第三者の仲介者を介して、インターネットを介して、またはその他の方法で、有線または無線でネットワーク接続されてもよい。無線通信の例としては、無線周波数（RF）、赤外線、ブルートゥース、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）（WiFiなど）、または、ロングタームエボリューション（LTE）ネットワーク、WiMAXネットワーク、3Gネットワーク、4Gネットワーク、および他の種類の通信ネットワークなどの無線通信ネットワークと通信可能な無線などの無線ネットワーク無線が挙げられるが、これらに限定されない。例示的な実施形態では、ネットワークは、5Gワイヤレスネットワーキングの特徴および機能性を提供し、採用するように構成することができる。
本発明をその好ましい実施形態に関連して説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の多くの可能な修正および変形を行うことができることを理解されたい。

Claims (27)

  1. 複数のPPEコンポーネントと、
    前記PPEコンポーネントに取り付けられた複数のスマートタグと、
    前記スマートタグに通信可能に接続された複数のスマートタグリーダーであって、
    前記スマートタグを常時スキャンし、
    前記スマートタグを割り当てられた時間以上検出できない場合にオーディオビジュアルアラームをトリガーし、
    所定の人物に警告を送信するように構成された複数のスマートタグリーダーと、
    前記スマートタグリーダーに通信可能にリンクされ、ネットワークを通じて遠隔からプログラム可能なハブであって、
    所定の時間と前記PPEコンポーネントの品質に基づいて、前記PPEコンポーネントの使用を許可し、
    前記スマートタグからの信号を比較し、PPE-Nコンポーネントの健康状態の評価を支援し、
    前記スマートタグを持たない物体が所定の領域に進入すると、アラーム音を発生させるように構成されたハブと、
    前記ハブに通信可能に接続された複数のウェイポイントであって、
    前記スマートタグとの通信により、前記スマートタグに取り付けられた前記PPEコンポーネントが前記PPEコンポーネントの要件に適合していることを確認し、
    前記スマートタグを検出し、
    前記PPEコンポーネントが前記所定の領域で許可されているかどうかを判断するように構成されたウェイポイントとを含む、
    PPE-Nシステム。
  2. 前記PPEコンポーネントがハードハットである、請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  3. 前記PPEコンポーネントが手袋である、請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  4. 前記PPEコンポーネントが安全ベストである、請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  5. 前記PPEコンポーネントが安全長靴である、請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  6. 前記複数のスマートタグがRFIDスマートタグである、請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  7. 前記ウェイポイントが移動ウェイポイントである、請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  8. 前記ウェイポイントが定置ウェイポイントである、請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  9. さらに、複数のセンサーであって、
    前記PPE-Nコンポーネントが所定の条件を満たさない場合に、センサーからの信号の分析に基づいて、１人または複数の所定の人々に通知するように構成された複数のセンサーを含む、
    請求項１に記載のPPE-Nシステム。
  10. 複数のPPEコンポーネントと、
    アンテナを有し、前記PPEコンポーネントに取り付けられた複数のスマートタグと、
    前記スマートタグに通信可能に接続された複数のスマートタグリーダーであって、
    スマートタグを常時スキャンし、
    前記スマートタグリーダーが前記スマートタグを割り当てられた時間以上検出できない場合、スマートタグリーダーがオーディオビジュアルアラームをトリガーし、所定の人物に警告を送信するように構成された
    複数のスマートタグリーダーと、
    前記スマートタグリーダーに通信可能にリンクされた、ネットワークを通じて遠隔からプログラム可能なハブであって、
    所定の時間と前記PPEコンポーネントの品質に基づいて前記PPEコンポーネントの使用を許可し、
    前記スマートタグからの信号を比較して前記PPE-Nコンポーネントの健康状態の評価を支援し、
    前記スマートタグを持たない物体が所定の領域に進入すると、アラーム音を発生させるように構成されたハブと、
    前記ハブに通信可能に接続された複数のウェイポイントであって、
    前記スマートタグとの通信により、前記スマートタグに取り付けられた前記PPEコンポーネントが前記PPEコンポーネントの要件に適合していることを確認し、
    前記スマートタグを検出し、
    PPEコンポーネントが前記所定の領域で許可されているかどうかを判断するよう構成されたウェイポイントとを含む
    PPE-Nシステム。
  11. 前記PPEコンポーネントがハードハットである、請求項１０に記載のPPE-Nシステム。
  12. 前記PPEコンポーネントが手袋である、請求項１０に記載のPPE-Nシステム。
  13. 前記PPEコンポーネントが安全ベストである、請求項10に記載のPPE-Nシステム。
  14. 前記PPEコンポーネントが安全長靴である、請求項１０に記載のPPE-Nシステム。
  15. 前記複数のスマートタグがRFIDスマートタグである、請求項１０に記載のPPE-Nシステム。
  16. 前記ウェイポイントが移動ウェイポイントである、請求項１０に記載のPPE-Nシステム。
  17. 前記ウェイポイントが定置ウェイポイントである、請求項１０に記載のPPE-Nシステム。
  18. さらに、複数のセンサーであって、
    前記PPE-Nコンポーネントが所定の条件を満たさない場合に、センサーからの信号の分析に基づいて、１人または複数の所定の人々に通知するように構成された複数のセンサーを含む、
    請求項１０に記載のPPE-Nシステム。
  19. 複数のPPEコンポーネントと、
    ユーザーのコンピューティングデバイスに設置され、前記PPEコンポーネントに通信可能に接続された複数のスマートタグと、
    前記スマートタグに通信可能に接続された複数のスマートタグリーダーであって、
    前記スマートタグを常時スキャンし、
    前記スマートタグを割り当てられた時間以上検出できない場合、
    オーディオビジュアルアラームをトリガーし、所定の人物に警告を送信するように構成された複数のスマートタグリーダーと、
    スマートタグリーダーに通信可能にリンクされ、ネットワークを通じて遠隔からプログラム可能なハブであって、
    所定の時間と前記PPEコンポーネントの品質に基づいて、前記PPEコンポーネントの使用を許可し、
    前記スマートタグからの信号を比較し、前記PPE-Nコンポーネントの健康状態の評価を支援し、
    前記スマートタグを持たない物体が所定の領域に進入すると、アラーム音を発生させるよう構成されたハブと、
    前記ハブに通信可能に接続された複数のウェイポイントであって、
    前記スマートタグとの通信により、前記スマートタグに取り付けられた前記PPEコンポーネントが前記PPEコンポーネントの要件に適合していることを確認し、
    前記スマートタグを検出し、
    前記PPEコンポーネントが前記所定の領域で許可されているかどうかを判断するよう構成されたウェイポイントとを含む
    PPE-Nシステム。
  20. 前記PPEコンポーネントがハードハットである、請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
  21. 前記PPEコンポーネントが手袋である、請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
  22. 前記PPEコンポーネントが安全ベストである、請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
  23. 前記PPEコンポーネントが安全長靴である、請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
  24. 前記複数のスマートタグがRFIDスマートタグである、請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
  25. 前記ウェイポイントが移動ウェイポイントである、請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
  26. 前記ウェイポイントが定置ウェイポイントである、請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
  27. さらに、複数のセンサーであって、
    前記PPE-Nコンポーネントが所定の条件を満たさない場合に、前記センサーからの信号の分析に基づいて、１人または複数の所定の人々に通知するように構成された複数のセンサーを含む、
    請求項１９に記載のPPE-Nシステム。
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