淺談視覺輔助工具在卷煙工廠中的應(yīng)用

劉開合 張強 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)險系數(shù)和提高維修的速度、質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：云臺攝像頭;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用具從梯子攀爬到故障區(qū)域位置，查找故障點并排除故障。長時間的高空作業(yè)，高空跌落風(fēng)險較大。一旦發(fā)生意外，后果非常嚴(yán)重。根據(jù)安全風(fēng)險系數(shù)評估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值D=126（D=L×E×C=3×6×7=126），屬于顯著風(fēng)險。

同時，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)部運動部件的異常變動，只能憑經(jīng)驗進行維修，給維修工作帶來較大困難。維修時如何安全、直觀、高效觀察到設(shè)備故障點，跟蹤檢查設(shè)備的運行狀態(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、小盒外觀檢測等。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的安全風(fēng)險系數(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，無線云臺攝像頭在越來越多的場合得到廣泛運用。通過對比兩種方案（如表1），無線云臺攝像技術(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)定性和價格進行綜合對比，最終選擇某一品牌云平臺移動攝像頭和某品牌內(nèi)窺式攝像頭，提供實時全方位的運行監(jiān)控平臺，同時可以保存設(shè)備運行監(jiān)控視頻，實現(xiàn)慢放功能，方便剖析故障原因。移動式攝像頭對電源要求為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自動送料車等場景。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AP無縫銜接，保證設(shè)備在移動中也保持信號良好（如AGV運行中觀察設(shè)備運行情況）。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)，確保使用中無信號死角，筆記本、WIFI相機均預(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或筆記本可對生產(chǎn)現(xiàn)場多個圖像同時瀏覽，同時可對前端攝像機進行PTZ控制，實現(xiàn)鏡頭的左右、上下轉(zhuǎn)動等。NVR軟件終端能實現(xiàn)視頻畫面的實時顯示和回放，可同時接收多路圖像，同時監(jiān)控多個角度的視頻。支持4/9/16等等分屏瀏覽方式。

3 方案驗證

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

從統(tǒng)計的數(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)時間大大減少，人員高空跌落隱患源危險值D=63（D=L×E×C=3×3×7=63），風(fēng)險降低至一般危險。

使用設(shè)備維修視覺輔助系統(tǒng)之前，維修包裝機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%。