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引 言

——綜述選題背景

  現(xiàn)如今，生產(chǎn)、制造、加工等多種領(lǐng)域會(huì)用到大量散裝物料、生產(chǎn)物料、加工物料、產(chǎn)品無(wú)料或燃料等物料，而這些物料的存儲(chǔ)、管理、監(jiān)控等方面也成為了首要難題。

  由于庫(kù)存物料的數(shù)據(jù)直接關(guān)系到企業(yè)的財(cái)務(wù)核算，因此面對(duì)堆積如山的物料，人們雖然沒(méi)有好的計(jì)量方法，也都執(zhí)著于百年的傳統(tǒng)一一人工盤(pán)庫(kù)。

  所謂人工盤(pán)庫(kù)，就是每月底，企業(yè)的相關(guān)人員(往往是幾個(gè)部門(mén))先對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行推土機(jī)整形、人工拉皮尺，再利用數(shù)學(xué)模型搞個(gè)接近數(shù)。這種方法與實(shí)際的誤差往在7%以上。長(zhǎng)久下來(lái)，更多的企業(yè)只是憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y(cè)一下料場(chǎng)，估計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)直接填寫(xiě)報(bào)表，實(shí)際誤差往往更大?？梢哉f(shuō)，有的企業(yè)很少盤(pán)料場(chǎng)，有些企業(yè)的料場(chǎng)幾十年都沒(méi)有弄清楚過(guò)。

  如今料倉(cāng)、堆場(chǎng)種類(lèi)繁多、堆放零散、形狀不規(guī)則、地面觀看有盲區(qū)等情況。料倉(cāng)、堆場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，可能有大量粉塵、溫度過(guò)高、堆場(chǎng)坍塌危及人員人身安全等問(wèn)題。人工盤(pán)庫(kù)也逐漸成為歷史，隨著庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)進(jìn)入常態(tài)化狀態(tài)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)散裝物料的高效管控是料重要挑戰(zhàn)之一。

  我們探訪(fǎng)的企業(yè)以往為了加強(qiáng)料倉(cāng)與堆場(chǎng)的管理，掌握料倉(cāng)與堆場(chǎng)的實(shí)際信息，規(guī)避產(chǎn)品存儲(chǔ)質(zhì)量與數(shù)目風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)企業(yè)利益不受損失，企業(yè)會(huì)定期組織各班組對(duì)產(chǎn)品盤(pán)庫(kù)。因?yàn)榱蟼}(cāng)、堆場(chǎng)環(huán)境分布不均，而且料高，測(cè)量與計(jì)算需要依憑著師傅的經(jīng)驗(yàn)，盤(pán)庫(kù)難度系數(shù)很大，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)又高，盤(pán)庫(kù)程序復(fù)雜，普通的盤(pán)庫(kù)方法所需參與盤(pán)庫(kù)人員較多，盤(pán)庫(kù)所用時(shí)間長(zhǎng)，而采用智能設(shè)備盤(pán)庫(kù)可以大大降低盤(pán)庫(kù)時(shí)間和人力、物力和財(cái)力。

探尋料倉(cāng)概況

1.1 料倉(cāng)概況 ：

——?dú)w納、總結(jié)我們走訪(fǎng)多家企業(yè)的料倉(cāng)概況

料倉(cāng)的分類(lèi)包括以下幾種：

? 按物料級(jí)配數(shù)分為單斗、二斗、三斗、四斗、多斗；

? 按配料計(jì)量方式分為各物料累積計(jì)量和各物料單獨(dú)計(jì)量；

? 按配料操控方式分為皮帶式、升降式；

? 按用途可分為原料倉(cāng)、配料倉(cāng)和成品倉(cāng)；

? 按倉(cāng)形可分為筒倉(cāng)、棚倉(cāng)、罐倉(cāng)和房式倉(cāng)；

? 按料倉(cāng)的截面形式可分為圓形、方形、矩形和六角形等多種樣式；

1.2 盤(pán)庫(kù)方案 ：

——?dú)w納、總結(jié)我們走訪(fǎng)多家企業(yè)的盤(pán)庫(kù)流程 

（1）時(shí)間及人員安排：

? 時(shí)間安排：按照廠(chǎng)部和車(chē)間安排；

? 人員安排：車(chē)間成立盤(pán)庫(kù)領(lǐng)導(dǎo)小組；小組成員由車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)、安全監(jiān)督、設(shè)備運(yùn)行保障、數(shù)

據(jù)維護(hù)、內(nèi)外操作人員組成；

（2）盤(pán)庫(kù)內(nèi)容： 

? 核對(duì)計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)與物料信息的一致性；

? 核對(duì)計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)物料的出（入）庫(kù)與實(shí)際剩余的一致性；

（3）操作方法：

? 將料倉(cāng)、物料信息打印出來(lái)；

? 人工拉皮尺(設(shè)備)，再利用數(shù)學(xué)模型預(yù)估出重量；

? 核對(duì)檢查；

（4）盤(pán)庫(kù)處理：

? 每個(gè)庫(kù)房盤(pán)庫(kù)結(jié)束后，將計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)中與實(shí)際不符之處，按照實(shí)際情況在計(jì)算機(jī)

（5）管理信息系統(tǒng)中修改；

? 所有庫(kù)房盤(pán)庫(kù)完成后，將信息、情況向廠(chǎng)部匯報(bào)；

（6）最后再由操作工排查監(jiān)控系統(tǒng)，再將需要料倉(cāng)、物料信息與出（入）庫(kù)信息錄入計(jì)算機(jī)。

系統(tǒng)詳情、安裝方案

1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介：

  根據(jù)上述的總結(jié)的料倉(cāng)概況與盤(pán)庫(kù)安排，也為了解決盤(pán)庫(kù)難題，介可視迎難而上推出雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)人工盤(pán)庫(kù)、激光盤(pán)庫(kù)等盤(pán)庫(kù)技術(shù)我們提出了掃描成像理念，通過(guò)安裝機(jī)械軸的射頻天線(xiàn)發(fā)射80GHz毫米波，使其能夠?qū)崿F(xiàn)三維數(shù)據(jù)測(cè)量，在配以后臺(tái)點(diǎn)云計(jì)算實(shí)現(xiàn)空間范圍內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)檢測(cè)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)輸出、空間掃描成像、體積與重量計(jì)算輸出等功能。80GHz毫米波相較于激光更能適應(yīng)環(huán)境，在惡劣環(huán)境下不受雨水、灰塵、光照等影響，并且通過(guò)天線(xiàn)所測(cè)量的點(diǎn)位數(shù)據(jù)更多、更全面。還可以多臺(tái)組合使用，通過(guò)系統(tǒng)測(cè)算來(lái)達(dá)到無(wú)死角測(cè)量。

介可視·雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)測(cè)試輪廓（點(diǎn)云）示意圖

1.2  產(chǎn)品特點(diǎn) ：

介可視·雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)主要產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

? 二維軸向360°掃描，進(jìn)行目標(biāo)高精度成像；

? 天線(xiàn)波束角度小，測(cè)量更精準(zhǔn)，檢測(cè)距離更遠(yuǎn)；

? 最遠(yuǎn)探測(cè)距離50米，覆蓋大型庫(kù)房；

? 可多臺(tái)雷達(dá)共同部署，區(qū)域自由劃分；

? 支持網(wǎng)口輸出點(diǎn)云信息；

? 全天候工作，不受天氣、光線(xiàn)、溫度、粉塵等環(huán)境影響；

1.3  產(chǎn)品參數(shù)：

1.4  接口定義：

二線(xiàn)制接口定義

  介可視·雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)對(duì)外輸出一根線(xiàn)，線(xiàn)束一分為二，分為電源部分、網(wǎng)絡(luò)部分。雷達(dá)標(biāo)配一個(gè)配電箱，配電箱內(nèi)部有220VAC轉(zhuǎn)24VDC適配器，并且有接口板，可以擴(kuò)展不同接口功能，建議配電箱距離雷達(dá)小于50m。

電源部分：包含24VDC電源輸入、RS485對(duì)外接口。

以太網(wǎng)接口：為百兆以太網(wǎng)RJ45接頭，可通過(guò)以太網(wǎng)接口連接上位機(jī)，輸出實(shí)時(shí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)

行點(diǎn)云成像。

1.5 安裝環(huán)境 ： 

  介可視·雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)通過(guò)2維軸向旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)到空間掃描成像的效果，用戶(hù)可根據(jù)掃描成像雷達(dá)呈現(xiàn)出來(lái)的效果進(jìn)行盤(pán)庫(kù)、目標(biāo)識(shí)別體積測(cè)量其安裝示意圖如下所示。

介可視·雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)安裝示意圖 

  介可視·雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)僅作為前端掃描設(shè)備，需搭配邊緣智能終端方可完成最終成像。而邊緣智能終端是一款高性能的堆料體積測(cè)量主機(jī)，可最多同時(shí)連接8臺(tái)成像雷達(dá)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)讀取成像雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并利用高性能算法進(jìn)行點(diǎn)云拼接、填充、去噪、柵格化等數(shù)據(jù)處理，最終輸出堆料的體積和三維建模效果圖，并具有生成報(bào)表、繪制歷史曲線(xiàn)，配置掃描計(jì)劃等功能。

介可視·雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)組成圖示

1.6 安裝注意事項(xiàng) ：

目前散裝物料庫(kù)存管理系統(tǒng)上的雷達(dá)配備兩種安裝支架：抱箍支架、標(biāo)準(zhǔn)法蘭。

抱箍支架：通過(guò)3個(gè)抱箍把支架固定在橫桿上，一般應(yīng)用在料棚；

標(biāo)準(zhǔn)法蘭：可直接適配DN250法蘭孔，一般應(yīng)用在筒倉(cāng)、罐體、與堆場(chǎng)中；

  雷達(dá)備有延長(zhǎng)支架，支架長(zhǎng)度0.5m，當(dāng)筒倉(cāng)頂部有承重梁或者金屬架遮擋的情況下，可以安裝延長(zhǎng)支架把雷達(dá)下探，達(dá)到更好的測(cè)試效果。

  掃描成像雷達(dá)最佳安裝位置為料堆正上方，雷達(dá)架設(shè)高度與有效掃描面積相關(guān)，若料堆面積超過(guò)雷達(dá)有效掃描區(qū)域，需安裝兩臺(tái)或多臺(tái)雷達(dá)進(jìn)行拼接，以達(dá)到全覆蓋的效果。掃描成像雷達(dá)。

工作場(chǎng)景如下圖所示。

內(nèi)部討論

內(nèi)部討論我司與一些常見(jiàn)的盤(pán)庫(kù)方式對(duì)比：

現(xiàn)場(chǎng)案例

解決問(wèn)題

  根據(jù)對(duì)比之前的盤(pán)庫(kù)方案，可以看出測(cè)繪與計(jì)算是占用時(shí)間久的主要原因。如果在改進(jìn)后的盤(pán)庫(kù)方案基礎(chǔ)上，用智能設(shè)備代替人工，會(huì)大大降低盤(pán)庫(kù)時(shí)間，而且能確保安全，減少支出的人力和物力。

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

  介可視·散裝物料庫(kù)存管理雷達(dá)全景掃描系統(tǒng)可以進(jìn)行二維 360°掃描，實(shí)現(xiàn)空間范圍內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)檢測(cè)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)輸出、空間掃描成像、體積與重量計(jì)算輸出等功能，且不受雨水、灰塵、光照等惡劣環(huán)境影響?？蓱?yīng)用在煤炭、水泥、砂石等場(chǎng)景進(jìn)行體積檢測(cè)、重量評(píng)估、輪廓掃描等，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化、數(shù)字化，為后續(xù)打造智慧生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

結(jié)論

  綜上所述，庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)已進(jìn)入新的歷史階段，抓住機(jī)遇、向內(nèi)挖潛，全面提高經(jīng)濟(jì)效益已是大勢(shì)所趨，納入信息化管理，對(duì)料倉(cāng)、料場(chǎng)進(jìn)行科學(xué)、快速、準(zhǔn)確的盤(pán)點(diǎn)是企業(yè)向縱深發(fā)展的必然要求，用新技術(shù)替代人工盤(pán)庫(kù)的必要性也就顯而易見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)： 

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[2] 料倉(cāng)制造施工技術(shù)及過(guò)程管理 

[3] 智能設(shè)備在料倉(cāng)盤(pán)庫(kù)中的應(yīng)用與研究

[4]《科技進(jìn)步與對(duì)策》