起重機(jī)智能化技術(shù)的應(yīng)用

摘? ? 要：起重機(jī)智能化就是把一些人工智能技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)及無線通訊、ERP技術(shù)結(jié)合并應(yīng)用于起重機(jī)上，使起重機(jī)具有自動(dòng)識(shí)別周圍環(huán)境能力，模擬人的操作、自動(dòng)起吊運(yùn)送物料。發(fā)展起重機(jī)智能化不僅可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高起重機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性和設(shè)備工效;而且能擴(kuò)大起重機(jī)應(yīng)用范圍。目前研究開發(fā)新型的專用或通用的工廠車間用起重機(jī)產(chǎn)品，使其具有起重操作工的眼睛和大腦，能自動(dòng)安全可靠的完成物料運(yùn)輸任務(wù)，是智能起重機(jī)需要研究的內(nèi)容和方向。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)智能化;無線通訊;防搖擺;自動(dòng)定位;自動(dòng)識(shí)別吊裝運(yùn)輸

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，在冶金、機(jī)械、交通運(yùn)輸、電力、建筑、采礦、化工、造船、港口和國(guó)防等工業(yè)部門中起重機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。它不僅只在生產(chǎn)過程中起輔助作用，而且已成為大批生產(chǎn)和流水作業(yè)不可缺少的組成部分;它是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕體力勞動(dòng)的重要工具。起重機(jī)是在一定范圍內(nèi)垂直起升和水平移動(dòng)物品，是一種空間物料運(yùn)輸?shù)墓こ虣C(jī)械，其工作的特點(diǎn)是動(dòng)作間歇性和作業(yè)循環(huán)性。按構(gòu)造分為橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、門座起重機(jī)、塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、桅桿起重機(jī)，纜索起重機(jī)等等。

隨著社會(huì)發(fā)展，用戶對(duì)起重機(jī)械的安全性、可靠性、準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性等要求越來越高。同時(shí)科技也在不斷進(jìn)步，無線通訊技術(shù)、檢測(cè)及傳感器技術(shù)、人工智能、PLC及變頻器等基礎(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)以及信息技術(shù)的發(fā)展，智能制造時(shí)代已經(jīng)到來。傳統(tǒng)的人工手動(dòng)操作起重機(jī)已經(jīng)逐漸不適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)需要。大多數(shù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)存在環(huán)境較差、高溫、粉塵、工人勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、安全可靠性差、人身傷害事故多發(fā)等問題，因此企業(yè)人工成本很高。起重機(jī)智能化技術(shù)可以解決以上問題。

所謂起重機(jī)智能化就是把一些智能技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)上，使起重機(jī)能夠自動(dòng)完成起重任務(wù)，具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能、可編程、具有人機(jī)交互功能和自診斷功能，能自動(dòng)識(shí)別周圍環(huán)境，模擬人的操作、自動(dòng)起吊運(yùn)送物料。不再需要專業(yè)的操作工，只需1名工作人員在中央控制室內(nèi)就能監(jiān)控?cái)?shù)臺(tái)起重機(jī)按生產(chǎn)需求有效作業(yè)。它能夠大幅降低人力需求，提高工作效率。它是人工智能技術(shù)與基礎(chǔ)自動(dòng)化及無線通訊、ERP信息技術(shù)結(jié)合并在起重機(jī)上應(yīng)用的產(chǎn)物。

一、智能起重機(jī)的應(yīng)用

自動(dòng)化碼頭主要應(yīng)用集裝箱門式起重機(jī)，輪胎式起重機(jī)等。時(shí)至今日，幾乎在全球各地港口都可以看到起重機(jī)智能化的應(yīng)用。具體來看，港口裝設(shè)有全自動(dòng)卸船機(jī)、全自動(dòng)堆取料機(jī)和全自動(dòng)裝船機(jī)等，皆可透過遠(yuǎn)程中控室進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)無人化、自動(dòng)化。在大型物流倉庫也有無人起重機(jī)自動(dòng)存取貨物。

國(guó)內(nèi)各大鋼廠在工廠成品庫房，生產(chǎn)車間等，橋式起重機(jī)自動(dòng)化技術(shù)也有大量應(yīng)用，智能化基本談不上。這是由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜、環(huán)境惡劣，安全要求高。受現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾等條件限制，檢測(cè)功能不好實(shí)現(xiàn)，起重機(jī)識(shí)別周圍復(fù)雜環(huán)境存在困難，自動(dòng)規(guī)劃行走路線等實(shí)現(xiàn)起來存在困難。大多數(shù)的自動(dòng)化起重機(jī)都是需要工作在整齊有序的工業(yè)環(huán)境中，起重機(jī)只是按照固定的程序進(jìn)行操作，目標(biāo)的初始位置和終止位置都是事先規(guī)定的。每臺(tái)起重機(jī)吊具與所吊的物料都是單一固定的，目前還不能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

國(guó)外起重機(jī)智能化技術(shù)研究起步較早，自動(dòng)控制水平較高。國(guó)內(nèi)外著名的自動(dòng)化公司西門子、ABB也在研發(fā)工廠起重機(jī)智能化技術(shù)，取得了一些成果，如西門子專家系統(tǒng)等，但還不夠成熟、完善，尚未大量推廣應(yīng)用。

二、智能起重機(jī)研究?jī)?nèi)容及方向

1.起重機(jī)智能化在不同行業(yè)間發(fā)展不平衡由于起重機(jī)種類很多，應(yīng)用廣泛，不同行業(yè)智能技術(shù)應(yīng)用水平差距較大。比如港口用起重機(jī)智能化水平較高。冶金用起重機(jī)智能化水平較低，大部分僅僅采用自動(dòng)化技術(shù)，甚至是更為傳統(tǒng)的繼電器控制的人工操作起重機(jī)，效率低、安全可靠性差。因此，開發(fā)新型的專用或通用的工廠車間用起重機(jī)智能化產(chǎn)品，是目前起重機(jī)智能化需要解決的問題。

2.起重機(jī)智能化技術(shù)是多學(xué)科交叉結(jié)合的技術(shù)。包含傳動(dòng)及基礎(chǔ)自動(dòng)化、通訊、檢測(cè)及傳感器技術(shù)、人工智能及傳統(tǒng)的PID自動(dòng)控制技術(shù)、ERP信息技術(shù)等。目前，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用已較為普遍，變頻器、PLC已在各種起重機(jī)上廣泛的應(yīng)用。ERP信息技術(shù)應(yīng)用也很廣泛。但是完全能模仿人、代替人的起重機(jī)還沒有成熟的產(chǎn)品。因此機(jī)器人技術(shù)是起重機(jī)智能化研究開發(fā)的最重要的內(nèi)容之一。機(jī)器人技術(shù)就是使機(jī)器具備一些人的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、學(xué)習(xí)能力以及決策控制能力。只有這樣才可以稱為智能起重機(jī)。也就是起重機(jī)具有起重操作工的眼睛、大腦。具有操作基本技能、豐富經(jīng)驗(yàn)，能自動(dòng)完成各種不同物料識(shí)別、吊裝、運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)。只有這樣機(jī)器才能代替人工作。

3.建全完善起重機(jī)智能技術(shù)體系

目前，起重機(jī)的智能化技術(shù)研究大都是為提高或改進(jìn)局部性能的技術(shù)，如：智能防搖擺、防碰撞、精確三位立體定位技術(shù)、故障診斷及監(jiān)測(cè)技術(shù)、遙控技術(shù)、自動(dòng)取料等等，研究應(yīng)用也很多。目前發(fā)展及需要研究解決的是系統(tǒng)化、規(guī)范化、通用化。真正的成熟的起重機(jī)智能化應(yīng)該由軟件、硬件構(gòu)成一完善的體系。

總之，起重機(jī)智能化研究就是要隨著科技的進(jìn)步，應(yīng)用最先進(jìn)的技術(shù)，使起重機(jī)具有完善的人工智能，并與信息系統(tǒng)結(jié)合，成為信息工廠、智能工廠的重要組成部分。

三、結(jié)束語

盡管我國(guó)起重機(jī)智能化技術(shù)應(yīng)用總體水平還不高，但無論是制造廠商還是用戶都逐漸認(rèn)識(shí)到應(yīng)用起重機(jī)智能化的優(yōu)勢(shì)所在。智能起重機(jī)工廠車間應(yīng)用潛力非常巨大，前景也十分廣闊。國(guó)內(nèi)一些高校、科研院所也在進(jìn)行一些研究。但僅僅限于局部、理論研究。一些起重機(jī)生產(chǎn)制造商，也在研究開發(fā)智能起重機(jī)，但也尚未有非常成熟產(chǎn)品大量應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

起重機(jī)智能化優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用前景廣闊，基礎(chǔ)技術(shù)理論也已成熟，應(yīng)用研究推廣勢(shì)在必行。尤其是在鋼鐵、化工等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)、環(huán)境惡劣的場(chǎng)所，有非常大推廣應(yīng)用空間。目前，國(guó)家已發(fā)布2025智能制造規(guī)劃，我國(guó)起重機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)化、信息化、智能化改造升級(jí)，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成熟的工廠用智能起重機(jī)產(chǎn)品具有重大意義。

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作者簡(jiǎn)介：譚慶雄，男，大連遼南起重機(jī)器有限公司，本科。