淺談視覺輔助工具在卷煙工廠中的應(yīng)用

劉開合 張強(qiáng) 張瑞騰

摘 要：在卷煙工廠生產(chǎn)中，由于高處作業(yè)、狹窄區(qū)域和卷接包設(shè)備復(fù)雜、不易觀察等客觀條件的限制，在一些設(shè)備維修過程中存在較大安全隱患。視頻監(jiān)控技術(shù)早已普及，在卷接包設(shè)備中也得到廣泛應(yīng)用。本文旨在探討將云臺(tái)攝像裝置和內(nèi)窺式視頻探頭等視覺輔助工具有效地應(yīng)用到卷煙工廠的設(shè)備維修過程中，降低維修過程的安全隱患風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和提高維修的速度、質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：云臺(tái)攝像頭;內(nèi)窺鏡;設(shè)備維修;安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.037

1 問題現(xiàn)狀

在卷煙工廠生產(chǎn)中，原輔材料庫、成品儲(chǔ)存庫等立庫區(qū)主要采用鋼結(jié)構(gòu)形式，高處作業(yè)、狹窄區(qū)域、不易觀察等客觀條件的限制，在設(shè)備維修過程中存在較大安全隱患。如成品庫區(qū)高達(dá)幾十米，鋼柵結(jié)構(gòu)和每層之間狹窄的空間不利于人員高空作業(yè)。一旦高層發(fā)生故障問題，維修工往往需要穿戴安全防護(hù)用具從梯子攀爬到故障區(qū)域位置，查找故障點(diǎn)并排除故障。長時(shí)間的高空作業(yè)，高空跌落風(fēng)險(xiǎn)較大。一旦發(fā)生意外，后果非常嚴(yán)重。根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)評(píng)估Lec法，查閱相關(guān)文件資料，維修立庫區(qū)人員高空墜落的危險(xiǎn)值D=126（D=L×E×C=3×6×7=126），屬于顯著風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，卷接包設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修人員不能直觀觀察設(shè)備內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件的異常變動(dòng)，只能憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行維修，給維修工作帶來較大困難。維修時(shí)如何安全、直觀、高效觀察到設(shè)備故障點(diǎn)，跟蹤檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，讓維修人員快速解決設(shè)備問題，是生產(chǎn)一線亟需解決的一大課題。視頻監(jiān)控技術(shù)早已普及，在卷接包設(shè)備中也得到廣泛應(yīng)用，如GDX2鋁紙折疊檢測(cè)、小盒外觀檢測(cè)等。如果能將視頻監(jiān)控有效地應(yīng)用到設(shè)備維修過程中，便能大大降低人員在高空維修時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，提高維修的速度和質(zhì)量。

2 提出方案

目前，主流視頻監(jiān)控技術(shù)主要是有線攝像頭，但隨著監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，無線云臺(tái)攝像頭在越來越多的場(chǎng)合得到廣泛運(yùn)用。通過對(duì)比兩種方案（如表1），無線云臺(tái)攝像技術(shù)更適合卷煙設(shè)備維修。

通過網(wǎng)上查閱資料，根據(jù)清晰度、穩(wěn)定性和價(jià)格進(jìn)行綜合對(duì)比，最終選擇某一品牌云平臺(tái)移動(dòng)攝像頭和某品牌內(nèi)窺式攝像頭，提供實(shí)時(shí)全方位的運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)可以保存設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控視頻，實(shí)現(xiàn)慢放功能，方便剖析故障原因。移動(dòng)式攝像頭對(duì)電源要求為DC-24V，AC-220V，為保證其靈活性，只需連接24V常規(guī)的便攜式電源。

卷煙工廠在生產(chǎn)區(qū)域一般都架構(gòu)有自己的無線AP網(wǎng)絡(luò)，用于AGV自動(dòng)送料車等場(chǎng)景。以筆者單位為例，車間內(nèi)TsPM的2.4G無線網(wǎng)絡(luò)全向覆蓋設(shè)備的主干網(wǎng)是1000M，多個(gè)AP無縫銜接，保證設(shè)備在移動(dòng)中也保持信號(hào)良好（如AGV運(yùn)行中觀察設(shè)備運(yùn)行情況）。為節(jié)約投資，提高效率，系統(tǒng)可以使用車間內(nèi)現(xiàn)有的無線AP網(wǎng)絡(luò)，確保使用中無信號(hào)死角，筆記本、WIFI相機(jī)均預(yù)設(shè)值網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)連接，即開即用。通過安裝有NVR軟件的PC或筆記本可對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)圖像同時(shí)瀏覽，同時(shí)可對(duì)前端攝像機(jī)進(jìn)行PTZ控制，實(shí)現(xiàn)鏡頭的左右、上下轉(zhuǎn)動(dòng)等。NVR軟件終端能實(shí)現(xiàn)視頻畫面的實(shí)時(shí)顯示和回放，可同時(shí)接收多路圖像，同時(shí)監(jiān)控多個(gè)角度的視頻。支持4/9/16等等分屏瀏覽方式。

3 方案驗(yàn)證

經(jīng)試驗(yàn)、在立庫區(qū)、設(shè)備內(nèi)部驗(yàn)證，能夠滿足設(shè)計(jì)之初的設(shè)想，如圖3所示。

從統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析來看，使用設(shè)備維修視覺輔助系統(tǒng)之前，維修成品立庫取故障平均每班72min/次，使用后降低到每班34min/次，立庫區(qū)維修提高效率η1=（72-34）/34=107%。維修人員在高空作業(yè)時(shí)間大大減少，人員高空跌落隱患源危險(xiǎn)值D=63（D=L×E×C=3×3×7=63），風(fēng)險(xiǎn)降低至一般危險(xiǎn)。

使用設(shè)備維修視覺輔助系統(tǒng)之前，維修包裝機(jī)煙包底部折疊不良故障平均每班20min/次，使用后降低到每班9min/次，維修提高效率η1=（20-9）/9=122%。