智能無人起重機設(shè)備發(fā)展及相關(guān)問題闡述

林承剛

六安市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗中心，安徽，六安，237000

0 引言

在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，諸多企業(yè)對起重設(shè)備的要求也有所提升，特別是在起重機的安全性能、工作質(zhì)量、工作效率等方面提出了進一步的要求。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的環(huán)境下，無線通信技術(shù)、檢查與傳感技術(shù)等基礎(chǔ)性、自動化技術(shù)得以廣泛應(yīng)用與創(chuàng)新，為現(xiàn)代化起重機設(shè)備進一步完善與應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支持，并對智能無人起重機設(shè)備發(fā)展起到了積極的推動作用。從當(dāng)前工業(yè)發(fā)展情況來看，人工操作已經(jīng)難以滿足企業(yè)發(fā)展需求，特別是一些企業(yè)所處生產(chǎn)環(huán)境較差，難以在施工作業(yè)過程中保證人員的安全性。因此做好人員生命財產(chǎn)安全的保護工作至關(guān)重要，也進一步推動了技術(shù)發(fā)展，而應(yīng)用智能無人起重機設(shè)備可以有效解決這些問題，同時提高企業(yè)整體運行效率。但在具體應(yīng)用發(fā)展過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國智能無人起重機設(shè)備的智能化水平有待進一步深入開發(fā)，因此有必要探究智能無人起重設(shè)備的發(fā)展方向。

1 智能無人起重機設(shè)備的發(fā)展

1.1 智能無人起重機設(shè)備概述

起重機在作業(yè)運行過程中需要依據(jù)固定的軌道進行操作作業(yè)，不論是啟動方式還是力度，都存在一定的特殊性，常被應(yīng)用在碼頭水電站、大型龍門吊建筑物、施工現(xiàn)場塔吊等工程作業(yè)中，在應(yīng)用以上設(shè)備時都需要人工進行操作，要求相關(guān)工作人員具有一定的技術(shù)水平并考取上崗操作證書。另外，由于起重機工作環(huán)境較差，人工操作難度較大，所以企業(yè)在此方面也需要投入一定的成本。智能無人起重機械設(shè)備是智能化系統(tǒng)與機械化作業(yè)方式有機結(jié)合后的設(shè)備，可以根據(jù)用戶的需求進行自動操作與智能系統(tǒng)管理，能夠?qū)θ斯ぷ鳂I(yè)情況進行模擬，并在發(fā)展過程中不斷改進與拓展，智能無人起重機設(shè)備的發(fā)展前景一片大好。

1.2 應(yīng)用智能無人起重機械設(shè)備的優(yōu)勢

在傳統(tǒng)作業(yè)環(huán)境下，起重機械需要依靠人工操作進行，并不具備智能自動化技術(shù)，而智能無人起重機械設(shè)備的誕生與應(yīng)用有效解決了這一問題，實現(xiàn)了人工作業(yè)向自動化作業(yè)方向的轉(zhuǎn)變。另外，與傳統(tǒng)起重機械相比，智能無人起重機械設(shè)備為相關(guān)領(lǐng)域帶來了便利。（1）在智能計算機自動化技術(shù)的支持下對人工操作進行了全面改革，特別是在作業(yè)環(huán)境惡劣需要連續(xù)施工作業(yè)的情況下，智能無人起重機設(shè)備能夠始終保持平穩(wěn)運行，并且無需外界能源對其進行維護與檢測。同時可以應(yīng)用完整的網(wǎng)絡(luò)管理模式，對多臺起重機械設(shè)備輸出指令進行指導(dǎo)操作。如此一來，可以有效降低企業(yè)的成本投入。（2）起重機在應(yīng)用智能無人操作技術(shù)后與精確的網(wǎng)絡(luò)指令相結(jié)合，能夠提高多目標作業(yè)的準確性，保證吊鉤的穩(wěn)定性，同時能夠提高吊鉤定位的精準性。另外，智能無人起重機設(shè)備更適合應(yīng)用到對安裝及定位要求更精準的廠家。（3）相比于傳統(tǒng)起重機械設(shè)備，在具體操作過程中智能無人起重機設(shè)備更具優(yōu)勢，在能耗方面要求更低，機器自身自我保護能力較強，能夠大幅度節(jié)約電能，相比之下對噪聲的抑制能力也較強。（4）在實際運行過程中，諸多因素都會對傳統(tǒng)起重機械帶來影響，而應(yīng)用智能無人起重機械設(shè)備可以有效避免隱患發(fā)生，能夠有效避免由于人工作業(yè)而帶來的安全風(fēng)險。總而言之，智能無人起重設(shè)備對相關(guān)領(lǐng)域的自動化操作與發(fā)展起到了積極的推動作用[1]。

1.3 智能無人起重設(shè)備技術(shù)難點

（1）需要對工藝技術(shù)的過程進行系統(tǒng)分析與理解。智能無人起重機是當(dāng)今現(xiàn)代化企業(yè)進行物流運轉(zhuǎn)過程中的一項重要設(shè)備，要充分考慮到設(shè)計的技術(shù)特點與工藝要求開展具體的設(shè)計工作，確保最終智能無人起重設(shè)備能夠達到控制要求與標準。（2）多樣化的機械結(jié)構(gòu)。每臺智能無人起重機都要經(jīng)過技術(shù)與工藝的詳細設(shè)計，此項工作難度較大，樣式與種類較多，當(dāng)前可供借鑒的資料并不多。（3）吊具的多樣性。吊具是實現(xiàn)起重機自動化運行的重要因素，可供選擇的吊具種類較多，且涉及諸多領(lǐng)域，并且要充分結(jié)合的實際需求進行實踐驗證與調(diào)試。（4）控制系統(tǒng)復(fù)雜程度不同。行業(yè)內(nèi)在此方面已經(jīng)達成了共識，一致認為機械結(jié)構(gòu)與吊具越是簡單，起重機的控制系統(tǒng)則越復(fù)雜，對技術(shù)要求越簡單的設(shè)備其風(fēng)險程度也隨之增加。即便是同一客戶，其對每臺起重機的吊裝物目標、安裝的位置、使用的環(huán)境等需求都存在差異，所以起重機的控制系統(tǒng)需要根據(jù)工藝需求進行變化，沒有標準化的自動起重機[2]。

1.4 智能無人起重機發(fā)展過程中面臨的風(fēng)險與機遇

（1）從風(fēng)險方面來看，智能無人起重機需要進行定制研發(fā)，面對的工作環(huán)境、設(shè)備、工藝技術(shù)都存在差異，因此智能起重機并沒有完全相同的；除此之外，智能無人起重機在設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試方面相比于普通的起重機，要花費更多的時間，成本也更高一些。（2）從機遇方面來看，智能無人起重機的生產(chǎn)效率較高，能夠有效減小勞動強度，與工程設(shè)備匹配性較高，在提升作業(yè)效率的同時，能夠降低企業(yè)運行成本[3]。

2 智能無人起重機械設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 我國智能無人起重機應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國生活生產(chǎn)過程中智能化機械設(shè)備的應(yīng)用范圍較為廣泛，實施自動化作業(yè)的模式有很多，但并沒有完全實現(xiàn)智能化管理。由于操作環(huán)境及現(xiàn)場電磁場影響等因素，起重機械需要具備較強的安全系數(shù)，并且能夠進行實時監(jiān)測，但是現(xiàn)場工作環(huán)境難以滿足監(jiān)測工作運行需求，無法使檢測工作有序進行，從而導(dǎo)致機械質(zhì)量不穩(wěn)定，起重機對周圍環(huán)境的熟悉能力相對較差，在庫房管理工作過程中存在一定的滯后性，導(dǎo)致我國自動化檢測管理模式的發(fā)展受到一定的阻礙。雖然存在一系列問題，但在不斷發(fā)展過程中，智能化無人起重機設(shè)備在我國的技術(shù)水平也愈發(fā)成熟，并已形成硬件設(shè)備完善與倉庫管理同步智能化模式。另外，企業(yè)還要衍生出更多的智能化技術(shù)用于無人操作的起重機設(shè)備上，確保在實際應(yīng)用過程中能夠更快更好地適應(yīng)工作環(huán)境。為了滿足客戶不斷變化的需求，企業(yè)與相關(guān)部門都投入了大量的資源，用于新產(chǎn)品與新技術(shù)的開發(fā)，并積極拓展更為廣闊的市場。從當(dāng)前自動化碼頭的發(fā)展情況來看，軌道小火車門市起重機設(shè)備等被廣泛應(yīng)用，而且很多港口都應(yīng)用了智能起重機；從整體發(fā)展角度來看，我國港口機械設(shè)備包括自動卸船、堆取機等都可以通過遠程監(jiān)控踐行管理工作，并以此促進技術(shù)水平趨向自動化智能化方向發(fā)展。當(dāng)前我國很多大型物流倉庫也會應(yīng)用無人起重機對貨物進行自動存取，在具體實踐過程中能夠有效降低企業(yè)對操作人員的依賴，以及庫存管理人員的聘用數(shù)量，并且還可以有效提高整體工作效率，達到節(jié)約成本的目的。從當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展情況來看，橋式起重機受到了廣泛應(yīng)用，其自動化操作功能較多，但無法與智能化相比較。其主要因素在于在實際生產(chǎn)過程中，橋式起重機對環(huán)境及安全系統(tǒng)有更高的要求，并且整體質(zhì)量尚未達到最佳標準；在實際施工作業(yè)環(huán)境中容易受到電磁干擾等影響因素，導(dǎo)致在具體監(jiān)測時難以發(fā)揮出有效的作用與優(yōu)勢。并且起重機對周圍環(huán)境進行認識了解，對整體路線進行自動規(guī)劃等工作內(nèi)容也存在一定的復(fù)雜性，在實際作業(yè)過程中依舊存在一些問題，給實踐工作帶來了一定的影響[4]。

2.2 國外智能無人起重機應(yīng)用現(xiàn)狀

相比于我國的智能起重機，國外智能無人起重機研究工作開展較早，因此其自動化能力也相對較強，最具代表性的便是西門子、ABB等公司。他們在發(fā)展過程中都研究了智能無人起重機設(shè)備，并且取得了顯著的成績，但未進行廣泛推廣使用，由于此項核心技術(shù)并沒有獲得充分發(fā)展，在具體實踐過程中依舊會碰到諸多問題與困擾。但在全球科技與經(jīng)濟不斷發(fā)展的環(huán)境下，用戶對起重機的工作效率、穩(wěn)定性和可靠性提出了進一步的要求。近年來傳感技術(shù)與人工自動化智能技術(shù)也隨之誕生，新技術(shù)的出現(xiàn)解決了以往人工作業(yè)無法完成的任務(wù)，充分滿足了當(dāng)前高速發(fā)展的社會與企業(yè)需求，有效降低了企業(yè)運營成本。因此，智能無人起重機設(shè)備具有廣泛的應(yīng)用前景[5]。

3 智能無人啟動機設(shè)備的相關(guān)研究與發(fā)展方向

3.1 智能化水平有待提升

在日常生產(chǎn)活動中，起重機是經(jīng)常被應(yīng)用到的調(diào)運設(shè)備，且在各個領(lǐng)域均發(fā)揮了重要的作用，加之起重機類型多種多樣，各行業(yè)對應(yīng)用要求也有所不同。從各行業(yè)對起重機的需求分析來看，港口作業(yè)過程中對起重機的精準度要求較高，但是智能無人起重機在實際運行過程中并未達到高度精準，其智能化水平更接近于自動化，從當(dāng)前智能化技術(shù)發(fā)展程度來看，需要結(jié)合軟件編程技術(shù)，未達到像人工作業(yè)一樣的應(yīng)變能力，因此若脫離人工控制則會做出一些與智能無關(guān)的表現(xiàn)。在港口領(lǐng)域的智能無人起重機依舊需要依賴人工控制，而在冶金行業(yè)中對起重機的要求相對低一些，達到自動化水平即可。在此之前，大多數(shù)冶金行業(yè)都應(yīng)用人工操作起重機，工作效率難以滿足發(fā)展需要。可見，智能無人起重機的智能水平也是相對而言的，并非要達到一個絕對的高度，需要對智能無人起重機的智能化水平進行進一步開發(fā)，可以延伸到工作量較大的生產(chǎn)作業(yè)領(lǐng)域中[6]。

3.2 智能無人啟動機的研究方向

對智能無人啟動機進行分析能夠發(fā)現(xiàn)智能化操作系統(tǒng)由傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、通信技術(shù)等共同組成，而自動化技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，ERP信息技術(shù)處于不斷變革與優(yōu)化中。在實際運行過程中，智能無人起重機技術(shù)有待進一步發(fā)展，雖然智能生產(chǎn)時代已經(jīng)到來，但當(dāng)前所指的智能通常是說人工智能，而不是全自動化的智能，智能無人起重機在運行過程中主要依靠事先編制的程序與自身的結(jié)構(gòu)完成智能化操作，這也是當(dāng)前起重機生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。但智能起重機并非完全不具備智能能力，其具備一部分智能能力，如生產(chǎn)操作學(xué)習(xí)能力、判斷能力等，在日后發(fā)展過程中智能無人起重機也會進一步趨向智能化方向發(fā)展，在作業(yè)運行過程中會不斷積累工作經(jīng)驗與技巧，最終在技術(shù)的創(chuàng)新與升級下完全取代人工操作實現(xiàn)真正的智能[7]。

3.3 進一步優(yōu)化智能操作系統(tǒng)

在人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用的背景下，對智能無人起重機進行進一步研究與發(fā)展時要在提高改善局部性能技術(shù)方面加大投入力度，使其在運行過程中具備防止碰撞、智能防搖擺、準確三維立體定位、故障診斷、自動切換內(nèi)容等功能，這些都是對智能無人起重機功能性的進一步開發(fā)與改進。對在生產(chǎn)過程中廣受應(yīng)用的設(shè)備進行功能性開發(fā)與改進是促進其發(fā)展的重要基礎(chǔ)，但也要融入人性化設(shè)計，因此需要對智能操作系統(tǒng)進行進一步優(yōu)化。需要進一步發(fā)展人工智能技術(shù)，讓信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與人工智能技術(shù)有機相連，有效落實以網(wǎng)絡(luò)資源為載體，構(gòu)建更加全面智能的操作系統(tǒng)[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，科學(xué)技術(shù)也在不斷革新與優(yōu)化，智能無人起重機當(dāng)前在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，其作用與功能也逐漸受到人們的重視。從整體上來看，我國在智能起重機技術(shù)方面的研究離世界先進水平標準依舊存在一定的差距，還有很大的提升空間，但當(dāng)前不論是智能無人起重機的生產(chǎn)還是各領(lǐng)域的用戶，都認識到了智能無人起重機在生產(chǎn)作業(yè)過程中能夠發(fā)揮的作用與優(yōu)勢，智能無人起重機在車間工廠等大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境中的發(fā)展?jié)摿τ写M一步深入開發(fā)。因此，要對智能無人起重機進行進一步的研究，還要重視對智能技術(shù)的深入探究，并將人工智能技術(shù)運用到實踐工作中，提升智能無人起重機的智能水平，使其在工作中發(fā)揮出更大的作用與優(yōu)勢。