楊 飛 楊海東 劉 俊 鄭正國(guó) 高文義

1內(nèi)蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責(zé)任公司 霍林郭勒 029200 2貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司 貴陽(yáng) 550081 3株洲天橋起重機(jī)股份有限公司 株洲 412000 4云南神火鋁業(yè)有限公司 文山 663000

0 引言

目前國(guó)內(nèi)鋁用炭素企業(yè)在陽(yáng)極炭塊倉(cāng)儲(chǔ)的智能化方面相對(duì)落后，堆垛廠房由人工駕駛橋式起重機(jī)完成炭塊搬運(yùn)作業(yè)，倉(cāng)儲(chǔ)信息依靠工人記錄，炭塊庫(kù)區(qū)工作環(huán)境惡劣，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，操作機(jī)械枯燥，堆垛起重機(jī)缺乏科學(xué)合理調(diào)度，沒有精確的出入庫(kù)及庫(kù)存數(shù)據(jù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和炭塊信息跟蹤，因此，研究堆垛橋式起重機(jī)智能控制技術(shù)、調(diào)度模型，開發(fā)炭塊庫(kù)無(wú)人堆垛系統(tǒng)，對(duì)促進(jìn)鋁用炭素工廠向智能工廠的升級(jí)轉(zhuǎn)變，減少勞動(dòng)定員，提高生產(chǎn)管理水平，減少安全事故發(fā)生具有非常重要的意義。

1 炭塊倉(cāng)儲(chǔ)

1.1 炭塊倉(cāng)儲(chǔ)的智能化需求

炭塊庫(kù)是連接生陽(yáng)極和焙燒陽(yáng)極的中轉(zhuǎn)站，擔(dān)負(fù)著鋁用炭素企業(yè)成型、焙燒和組裝3大工序的橋梁紐帶，在炭塊庫(kù)車間中分布有地面輸送鏈板設(shè)備，通過鏈板將炭塊輸送到各個(gè)車間。炭素企業(yè)炭塊庫(kù)車間的典型布局如圖1所示。

圖1 炭塊庫(kù)車間典型布局

生產(chǎn)出的炭塊并非立即使用，需要在炭塊庫(kù)內(nèi)臨時(shí)存放，炭塊庫(kù)一般可分為2～3跨廠房，每一跨廠房配備有1～2臺(tái)堆垛橋式起重機(jī)，負(fù)責(zé)庫(kù)內(nèi)的炭塊搬運(yùn)作業(yè)，堆垛橋式起重機(jī)的工作任務(wù)如圖2所示。

圖2 堆垛橋式起重機(jī)工作任務(wù)

目前來(lái)看，大多數(shù)鋁用炭素企業(yè)炭塊庫(kù)中的堆垛橋式起重機(jī)自動(dòng)化、智能化程度較低，缺乏科學(xué)合理的調(diào)度，經(jīng)過對(duì)多家炭素企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，目前企業(yè)的炭塊轉(zhuǎn)運(yùn)站存在一些問題：1）堆垛橋式起重機(jī)設(shè)備智能化程度不高，還需要人工駕駛，設(shè)備故障率較高；2）堆垛橋式起重機(jī)的調(diào)度仍然是人工調(diào)度模式，作業(yè)效率較低；3）炭塊夾損率高，與起重機(jī)駕駛員責(zé)任心、操作技能及起重機(jī)性能密切相關(guān)；4）橋式起重機(jī)工人工作環(huán)境惡劣、操作機(jī)械枯燥，勞動(dòng)強(qiáng)度較大；5）庫(kù)房沒有嚴(yán)格合理的區(qū)域劃分，沒有精確的出入庫(kù)及庫(kù)存數(shù)據(jù)，無(wú)法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與炭塊信息跟蹤；6）存在搬運(yùn)中炭塊掉落及炭塊堆垛倒塌等較大的人身安全隱患。

開發(fā)鋁用陽(yáng)極炭塊庫(kù)無(wú)人堆垛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)堆垛橋式起重機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行、智能調(diào)度操作，優(yōu)化庫(kù)存管理，對(duì)提高庫(kù)房運(yùn)轉(zhuǎn)率意義重大，也是鋁用炭素企業(yè)智能制造發(fā)展的趨勢(shì)。

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外的炭塊倉(cāng)儲(chǔ)及堆垛機(jī)組的無(wú)人行車技術(shù)起源于21世紀(jì)初的韓國(guó)，1998年某制鐵集團(tuán)由于橋式起重機(jī)操作工不滿工作環(huán)境惡劣，需研發(fā)智能橋式起重機(jī)以減少操作人員。2002年，第一部無(wú)人值守橋式起重機(jī)研發(fā)成功。目前國(guó)外運(yùn)作模式已為半智能狀態(tài)，即作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)已實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化，堆垛機(jī)組已無(wú)需人工操作，但整個(gè)控制系統(tǒng)還需要人工操作，出現(xiàn)異常系統(tǒng)不能智能識(shí)別，需要靠人工識(shí)別、判斷、處理，缺少整套的炭塊庫(kù)自動(dòng)化管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)無(wú)人調(diào)度和倉(cāng)儲(chǔ)的智能管理。國(guó)外的理論研究也較多，He H N等[1]針對(duì)鋼鐵生產(chǎn)倉(cāng)庫(kù)智能化建設(shè)，完整概括了智能橋式起重機(jī)的快速自感知、精確定位、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、基于優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的夾具擺動(dòng)控制、基于激光雷達(dá)的車輛識(shí)別系統(tǒng)、基于多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)的橋式起重機(jī)調(diào)度方法，有很大的借鑒意義。Tasoglu G等[2]提出了一種考慮隨機(jī)處理時(shí)間的無(wú)沖突岸邊橋式集裝箱起重機(jī)調(diào)度算法，將基于模擬退火的優(yōu)化過程與參數(shù)化仿真模型相結(jié)合，解決泊位分配和碼頭吊車調(diào)度問題。

目前，國(guó)內(nèi)炭塊倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)及堆垛橋式起重機(jī)尚停留在人工配合設(shè)備完成簡(jiǎn)單的機(jī)械操作階段，由橋式起重機(jī)操作員在駕駛艙中手動(dòng)操作堆垛橋式起重機(jī)，實(shí)現(xiàn)堆垛和裝卸車等各種上下塊作業(yè)，生產(chǎn)效率低，自動(dòng)化水平有待提高。在無(wú)人駕駛技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)BG的鋼卷庫(kù)引進(jìn)了國(guó)外的技術(shù)，TG部分引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，研發(fā)都屬于起步階段。在理論研究方面，自2004年起向無(wú)人化、智能感知、最優(yōu)優(yōu)化等方向蓬勃發(fā)展；張燦[3]提出了一種通過劃分區(qū)域建立坐標(biāo)系、多軸定位等方法改進(jìn)橋式起重機(jī)的準(zhǔn)確識(shí)別和吊運(yùn)狀態(tài)識(shí)別方法；寇晨光[4]從生產(chǎn)調(diào)度的角度出發(fā)，研究訂單驅(qū)動(dòng)對(duì)車間生產(chǎn)方式的影響，以最小化機(jī)床等待時(shí)間和最小化最長(zhǎng)完工時(shí)間為目標(biāo)，采用遺傳算法進(jìn)行求解得到橋式起重機(jī)的最優(yōu)控制方法；孫立紅等[5]結(jié)合工業(yè)4.0概念，從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的角度提出了入網(wǎng)的智能化橋式起重機(jī)概念和待解決的問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享提高生產(chǎn)效率。

總體來(lái)看，除鋼鐵行業(yè)外，國(guó)內(nèi)外關(guān)于橋式起重機(jī)無(wú)人駕駛技術(shù)及自動(dòng)調(diào)度的研究集中在船舶碼頭集裝箱裝卸方面[6]，在陽(yáng)極炭塊倉(cāng)儲(chǔ)無(wú)人化方面的研究則相對(duì)比較滯后。

按今后的發(fā)展趨勢(shì)，需要一款先進(jìn)可靠的智能陽(yáng)極堆垛橋式起重機(jī)、地面設(shè)備及倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)。使用傳感器、變頻器、PLC、中央控制器及無(wú)線通訊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極堆垛機(jī)組的自動(dòng)定位、自動(dòng)夾取，自動(dòng)堆垛等。機(jī)組需具有遠(yuǎn)程控制和本地控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、車間防撞、故障報(bào)警、故障記錄功能，用以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，行走路線自學(xué)習(xí)、自定義等。研發(fā)無(wú)人炭塊倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，智能優(yōu)化運(yùn)行模式，完成精確、快速的位置定位和堆垛，無(wú)需反復(fù)確認(rèn)，節(jié)省操作時(shí)間，提高作業(yè)效率。機(jī)組重復(fù)定位精度高，可提高炭塊多層堆垛的穩(wěn)定性，降低安全隱患。根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，智能推薦出入庫(kù)位置，合理規(guī)劃，提高運(yùn)轉(zhuǎn)率；并自動(dòng)記錄每一批炭塊的時(shí)間和位置信息，自動(dòng)生成報(bào)表，提供信息查詢等實(shí)現(xiàn)車間的信息化管理。

1.3 炭塊無(wú)人堆垛系統(tǒng)的特點(diǎn)和難題

構(gòu)建炭塊無(wú)人堆垛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)堆垛橋式起重機(jī)的無(wú)人駕駛、智能調(diào)度，亟需解決的問題主要集中在硬件設(shè)備方面和在調(diào)度管理方面。

1.3.1 硬件設(shè)備

1）堆垛橋式起重機(jī)本體智能化改造 目前國(guó)內(nèi)的堆垛橋式起重機(jī)技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后，企業(yè)堆垛橋式起重機(jī)大多是人工駕駛的機(jī)械模式，僅部分新建工廠的堆垛橋式起重機(jī)配備了PLC控制系統(tǒng)，但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足自動(dòng)化控制和智能調(diào)度要求。

2）外購(gòu)炭塊卸車引導(dǎo) 受制于車輛型號(hào)、車廂尺寸、裝卸方式、炭塊規(guī)格、炭塊擺放整齊度等客觀因素，很難自動(dòng)精準(zhǔn)定位到炭塊位置，并進(jìn)行夾取作業(yè)，目前企業(yè)的卸車作業(yè)都是通過橋式起重機(jī)駕駛員+地面輔助人員協(xié)作完成，往往需要多次嘗試。

3）單個(gè)炭塊夾取精度 夾取精度是堆垛橋式起重機(jī)自動(dòng)控制的難點(diǎn)之一，不僅與控制方法有關(guān)，也和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)，目前企業(yè)的單塊作業(yè)都是通過橋式起重機(jī)駕駛員+地面輔助人員協(xié)作完成。

1.3.2 調(diào)度管理

1）任務(wù)的多樣性與復(fù)雜性 炭塊倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)中周期任務(wù)、循環(huán)任務(wù)、事件任務(wù)等多類型任務(wù)并存，需要綜合調(diào)度與資源分配，實(shí)現(xiàn)計(jì)算實(shí)時(shí)性和服務(wù)一體化。

2）設(shè)備的多樣性 炭塊庫(kù)中有堆垛橋式起重機(jī)、地面輸送鏈板、裝卸車輔助設(shè)備等多種多樣設(shè)備，任務(wù)的調(diào)度執(zhí)行既要考慮效率也要兼顧生產(chǎn)節(jié)拍。

3）橋式起重機(jī)調(diào)度算法優(yōu)化問題 該問題本質(zhì)是數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，目前橋式起重機(jī)作業(yè)的調(diào)度指令仍然需要人為操縱或預(yù)設(shè)，缺乏數(shù)學(xué)的統(tǒng)籌優(yōu)化方法，雖然已有多篇文獻(xiàn)給出了不同的橋式起重機(jī)調(diào)度問題優(yōu)化算法，但實(shí)際應(yīng)用可能遠(yuǎn)比數(shù)學(xué)建模的情景更加復(fù)雜，需要根據(jù)生產(chǎn)場(chǎng)景優(yōu)化和改進(jìn)。

2 堆垛橋式起重機(jī)智能化技術(shù)研究

堆垛橋式起重機(jī)智能化改造的目的使橋式起重機(jī)具備自動(dòng)精準(zhǔn)定位、大小車自動(dòng)行走功能，自動(dòng)接收調(diào)度系統(tǒng)指令，自動(dòng)完成炭塊搬運(yùn)作業(yè)，通過無(wú)人駕駛或遠(yuǎn)程操控堆垛橋式起重機(jī)，實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)一鍵自動(dòng)運(yùn)行和橋式起重機(jī)遠(yuǎn)程控制的目標(biāo)，一臺(tái)智能堆垛橋式起重機(jī)設(shè)備至少包括如下特征：自動(dòng)檢測(cè)裝置、遠(yuǎn)程通訊模塊、自動(dòng)控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能單夾具，如圖3所示。

圖3 智能堆垛橋式起重機(jī)設(shè)備的特征

1）自動(dòng)檢測(cè)裝置 自動(dòng)檢測(cè)裝置安裝在橋式起重機(jī)上，使橋式起重機(jī)能夠感知自身和環(huán)境狀態(tài)，當(dāng)與目標(biāo)出現(xiàn)偏差時(shí)，能夠自動(dòng)調(diào)整修正。自動(dòng)檢測(cè)裝置主要包括大小車方向定位裝置、夾具起升方向定位裝置、起重量檢測(cè)裝置、缺塊漏塊檢測(cè)裝置、斷繩檢測(cè)裝置、夾具組夾持狀態(tài)識(shí)別裝置、安全防撞距離檢測(cè)裝置等。大部分檢測(cè)裝置目前都有較為成熟的產(chǎn)品，如精準(zhǔn)定位可采用二維碼測(cè)距傳感器或激光定位器，炭塊檢測(cè)可采用超聲波傳感器，夾具狀態(tài)識(shí)別可采用力學(xué)傳感器或測(cè)距尺等方式，少部分檢測(cè)裝置在精度方面需要進(jìn)一步提高，或針對(duì)炭塊作業(yè)做定制設(shè)計(jì)。

2）遠(yuǎn)程通訊模塊 遠(yuǎn)程通訊模塊讓橋式起重機(jī)在快速移動(dòng)過程中仍然保持與地面控制系統(tǒng)穩(wěn)定的通訊，通常采用工業(yè)無(wú)線，在地面設(shè)置無(wú)線接入點(diǎn)AP，橋式起重機(jī)設(shè)備上設(shè)置無(wú)線客戶端，車間與中控室之間采用光纖傳輸，移動(dòng)終端采用工業(yè)WiFi，如果企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了5G網(wǎng)絡(luò)，也可以使用5G方式進(jìn)行通信。

3）自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制系統(tǒng)使橋式起重機(jī)設(shè)備具備按照預(yù)定邏輯連貫的完成一套復(fù)雜動(dòng)作的能力，例如自動(dòng)行走和夾取，通過對(duì)PLC進(jìn)行加裝或升級(jí)，對(duì)控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，由原來(lái)的本地控制模式升級(jí)為支持遠(yuǎn)程模式，由原來(lái)的只能執(zhí)行單個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，升級(jí)為能執(zhí)行一系列的原子操作。

4）視頻監(jiān)控系統(tǒng) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是無(wú)人化作業(yè)的重要安全保障措施之一，通過在橋式起重機(jī)合適的位置設(shè)置2～4個(gè)攝像頭，實(shí)時(shí)拍攝夾具和作業(yè)場(chǎng)景畫面，使維護(hù)人員能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看橋式起重機(jī)的工作狀況或操作橋式起重機(jī)。

5）智能單夾具 針對(duì)單個(gè)炭塊在取出和放入時(shí)對(duì)操作精度要求較高的問題，提出一種基于激光檢測(cè)、圖像識(shí)別技術(shù)的智能單夾具微動(dòng)平臺(tái)[7]，實(shí)現(xiàn)3自由度單夾具位置和姿態(tài)微動(dòng)調(diào)整，完成單個(gè)炭塊的自動(dòng)精準(zhǔn)夾取。

除了上述幾點(diǎn)，還需要進(jìn)行一些物理機(jī)械改裝、軌道打磨等，以及增加必要的安全保障措施。

智能堆垛橋式起重機(jī)設(shè)備的構(gòu)建，使無(wú)人堆垛系統(tǒng)有了基礎(chǔ)保障，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，不同的橋式起重機(jī)設(shè)備改造難度不同，新建的企業(yè)設(shè)備技術(shù)更新，能更快速地完成改造升級(jí)。

3 多任務(wù)多設(shè)備協(xié)調(diào)模型研究

多任務(wù)和多設(shè)備協(xié)調(diào)在金屬冶煉、加工鑄造、物流運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)普遍存在，是目前學(xué)術(shù)和工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，在越來(lái)越廣泛的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在鋁用陽(yáng)極炭塊倉(cāng)儲(chǔ)中，周期任務(wù)、循環(huán)任務(wù)、事件任務(wù)、衍生任務(wù)等多類型任務(wù)并存，這里的衍生任務(wù)，是指為了執(zhí)行正常任務(wù)而自動(dòng)增加的任務(wù)，例如橋式起重機(jī)設(shè)備有干擾時(shí)會(huì)增加避讓任務(wù)，生塊炭塊下線時(shí)增加自動(dòng)等待任務(wù)。針對(duì)上述特性，提出一種分級(jí)任務(wù)隊(duì)列模型，通過對(duì)優(yōu)先級(jí)、時(shí)序等要素的綜合計(jì)算實(shí)現(xiàn)多任務(wù)調(diào)度，模型結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 多任務(wù)調(diào)度模型

1）任務(wù)生成模塊 負(fù)責(zé)任務(wù)的生成、有效性檢測(cè)、初始化等，通過事件響應(yīng)、定時(shí)觸發(fā)、循環(huán)控制等生成對(duì)應(yīng)類型的任務(wù)，然后推送到分級(jí)隊(duì)列管理模塊。

2）分級(jí)隊(duì)列管理模塊 管理和維護(hù)分級(jí)隊(duì)列，監(jiān)控任務(wù)的入隊(duì)和出隊(duì)。

3）多任務(wù)調(diào)度模塊 根據(jù)綜合計(jì)算結(jié)果，將優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)推送到調(diào)度任務(wù)隊(duì)列，進(jìn)入設(shè)備調(diào)度環(huán)節(jié)。

在鋁用陽(yáng)極炭塊倉(cāng)儲(chǔ)中堆垛橋式起重機(jī)設(shè)備、地面輸送設(shè)備、裝卸車設(shè)備等多設(shè)備協(xié)同工作，涉及區(qū)域路徑、倉(cāng)儲(chǔ)資源、設(shè)備資源的競(jìng)爭(zhēng)和共享。針對(duì)這一特性，提出一種基于多Agent協(xié)調(diào)和局部尋優(yōu)的調(diào)度模型[8]，通過多Agent的協(xié)調(diào)尋找局部最優(yōu)解實(shí)現(xiàn)多設(shè)備調(diào)度，模型結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 多設(shè)備調(diào)度模型

整個(gè)調(diào)度模型分為3類Agent，第一類是基礎(chǔ)資源Agent，包括數(shù)據(jù)訪問控制Agent、任務(wù)管理Agent、庫(kù)位管理Agent，為調(diào)度分析提供基礎(chǔ)支持；第二類是設(shè)備資源Agent，包括輸送設(shè)備Agent、橋式起重機(jī)設(shè)備Agent，是任務(wù)的執(zhí)行主體；第三類是調(diào)度協(xié)調(diào)Agent，即分析處理Agent，通過對(duì)任務(wù)目標(biāo)、資源信息、設(shè)備狀態(tài)的綜合計(jì)算評(píng)估，得出需要執(zhí)行的任務(wù)、所需的基礎(chǔ)資源、執(zhí)行的設(shè)備，下發(fā)指令調(diào)度設(shè)備執(zhí)行。

多任務(wù)調(diào)度模型和多設(shè)備調(diào)度模型共同完成了任務(wù)創(chuàng)建、任務(wù)調(diào)度、任務(wù)執(zhí)行的整個(gè)流程，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)的有序調(diào)度執(zhí)行，為無(wú)人堆垛系統(tǒng)提供了核心和大腦。

4 無(wú)人堆垛系統(tǒng)應(yīng)用

針對(duì)炭塊倉(cāng)儲(chǔ)中設(shè)備數(shù)量多、地點(diǎn)分散的特點(diǎn)，研發(fā)無(wú)人堆垛系統(tǒng)，其核心思想是在設(shè)備智能化升級(jí)改造的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打通各分散的設(shè)備及邊緣終端與中央控制系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)通訊屏障，并采用科學(xué)的分析模型和調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人化作業(yè)，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)架構(gòu)如6圖所示。

圖6 系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)劃分為邊緣設(shè)備層、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層、融合計(jì)算層、應(yīng)用操作層，向上的數(shù)據(jù)流是狀態(tài)信息的傳輸，向下的數(shù)據(jù)流是控制指令的下發(fā)，加上貫穿整個(gè)系統(tǒng)的安全保障體系，形成了鋁用陽(yáng)極炭塊庫(kù)無(wú)人堆垛系統(tǒng)整體解決方案。邊緣設(shè)備層包括智能堆垛橋式起重機(jī)設(shè)備、智能地面輸送線設(shè)備、自動(dòng)卸車引導(dǎo)系統(tǒng)等，通過檢測(cè)裝置的加裝和升級(jí)改造，使設(shè)備具備自動(dòng)控制的基礎(chǔ)；物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層是采用工業(yè)無(wú)線、工業(yè)WiFi、光纖通信等構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)，使孤立的設(shè)備和系統(tǒng)之間可以互通互聯(lián)；融合計(jì)算層主要是橋式起重機(jī)調(diào)度和倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，將匯聚的數(shù)據(jù)融合計(jì)算，自動(dòng)控制各設(shè)備協(xié)同作業(yè)，是整個(gè)系統(tǒng)的核心和大腦；應(yīng)用操作層主要是操作維護(hù)終端，為維護(hù)人員提供豐富的遠(yuǎn)程操作模式和展示界面；安全保障體系包括數(shù)據(jù)安全、通信安全、設(shè)備安全、人員安全等，主要通過數(shù)據(jù)加密、權(quán)限控制、異常告警、信號(hào)隔離、運(yùn)動(dòng)防撞、物理圍欄等一系列安全措施，保障安全生產(chǎn)。

系統(tǒng)在某鋁用炭素企業(yè)應(yīng)用實(shí)施，取得了較好的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)了橋式起重機(jī)作業(yè)的無(wú)人化、炭塊倉(cāng)儲(chǔ)的智能管理，圖7為該應(yīng)用系統(tǒng)主界面示意圖。

圖7 系統(tǒng)主頁(yè)

系統(tǒng)的成功應(yīng)用顯著減少了企業(yè)的人力成本，炭塊庫(kù)車間從原來(lái)的5班3倒共12人減少到5人，同時(shí)也讓企業(yè)告別了紙質(zhì)化辦公模式，極大地提升了炭塊庫(kù)管理的整體水平。

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)堆垛橋式起重機(jī)和地面輸送線等硬件設(shè)備的智能化改造，建立多任務(wù)多設(shè)備協(xié)調(diào)的調(diào)度模型，開發(fā)出炭塊無(wú)人堆垛系統(tǒng)，解決了炭塊倉(cāng)儲(chǔ)中無(wú)人橋式起重機(jī)調(diào)度、炭塊自動(dòng)上下線、自動(dòng)裝卸車等問題，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿足了鋁用炭素企業(yè)生產(chǎn)無(wú)人化、智能化發(fā)展的需要，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，但國(guó)內(nèi)一些年限較長(zhǎng)的炭素企業(yè)，設(shè)備陳舊，廠房設(shè)施落后，改造成本較高，制約了整個(gè)行業(yè)邁向智能化的步伐。