起重機智能化技術的應用

摘? ? 要：起重機智能化就是把一些人工智能技術與自動化技術及無線通訊、ERP技術結合并應用于起重機上，使起重機具有自動識別周圍環境能力，模擬人的操作、自動起吊運送物料。發展起重機智能化不僅可以減輕工人的勞動強度，提高起重機的穩定性、可靠性和設備工效;而且能擴大起重機應用范圍。目前研究開發新型的專用或通用的工廠車間用起重機產品，使其具有起重操作工的眼睛和大腦，能自動安全可靠的完成物料運輸任務，是智能起重機需要研究的內容和方向。

關鍵詞：起重機智能化;無線通訊;防搖擺;自動定位;自動識別吊裝運輸

隨著現代工業的快速發展，在冶金、機械、交通運輸、電力、建筑、采礦、化工、造船、港口和國防等工業部門中起重機的應用越來越廣泛。它不僅只在生產過程中起輔助作用，而且已成為大批生產和流水作業不可缺少的組成部分;它是實現機械化、自動化，提高勞動生產率，減輕體力勞動的重要工具。起重機是在一定范圍內垂直起升和水平移動物品，是一種空間物料運輸的工程機械，其工作的特點是動作間歇性和作業循環性。按構造分為橋式起重機、門式起重機、門座起重機、塔式起重機、汽車起重機、桅桿起重機，纜索起重機等等。

隨著社會發展，用戶對起重機械的安全性、可靠性、準確性、平穩性等要求越來越高。同時科技也在不斷進步，無線通訊技術、檢測及傳感器技術、人工智能、PLC及變頻器等基礎自動化技術以及信息技術的發展，智能制造時代已經到來。傳統的人工手動操作起重機已經逐漸不適應現代企業高效運轉需要。大多數生產現場存在環境較差、高溫、粉塵、工人勞動強度高、效率低、安全可靠性差、人身傷害事故多發等問題，因此企業人工成本很高。起重機智能化技術可以解決以上問題。

所謂起重機智能化就是把一些智能技術應用于起重機上，使起重機能夠自動完成起重任務，具有自動控制的操作和移動功能、可編程、具有人機交互功能和自診斷功能，能自動識別周圍環境，模擬人的操作、自動起吊運送物料。不再需要專業的操作工，只需1名工作人員在中央控制室內就能監控數臺起重機按生產需求有效作業。它能夠大幅降低人力需求，提高工作效率。它是人工智能技術與基礎自動化及無線通訊、ERP信息技術結合并在起重機上應用的產物。

一、智能起重機的應用

自動化碼頭主要應用集裝箱門式起重機，輪胎式起重機等。時至今日，幾乎在全球各地港口都可以看到起重機智能化的應用。具體來看，港口裝設有全自動卸船機、全自動堆取料機和全自動裝船機等，皆可透過遠程中控室進行監控，實現無人化、自動化。在大型物流倉庫也有無人起重機自動存取貨物。

國內各大鋼廠在工廠成品庫房，生產車間等，橋式起重機自動化技術也有大量應用，智能化基本談不上。這是由于生產現場復雜、環境惡劣，安全要求高。受現場電磁干擾等條件限制，檢測功能不好實現，起重機識別周圍復雜環境存在困難，自動規劃行走路線等實現起來存在困難。大多數的自動化起重機都是需要工作在整齊有序的工業環境中，起重機只是按照固定的程序進行操作，目標的初始位置和終止位置都是事先規定的。每臺起重機吊具與所吊的物料都是單一固定的，目前還不能實現一機多用。

國外起重機智能化技術研究起步較早，自動控制水平較高。國內外著名的自動化公司西門子、ABB也在研發工廠起重機智能化技術，取得了一些成果，如西門子專家系統等，但還不夠成熟、完善，尚未大量推廣應用。

二、智能起重機研究內容及方向

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

2.起重機智能化技術是多學科交叉結合的技術。包含傳動及基礎自動化、通訊、檢測及傳感器技術、人工智能及傳統的PID自動控制技術、ERP信息技術等。目前，自動化技術應用已較為普遍，變頻器、PLC已在各種起重機上廣泛的應用。ERP信息技術應用也很廣泛。但是完全能模仿人、代替人的起重機還沒有成熟的產品。因此機器人技術是起重機智能化研究開發的最重要的內容之一。機器人技術就是使機器具備一些人的智能能力，如感知能力、規劃能力、學習能力以及決策控制能力。只有這樣才可以稱為智能起重機。也就是起重機具有起重操作工的眼睛、大腦。具有操作基本技能、豐富經驗，能自動完成各種不同物料識別、吊裝、運輸等任務。只有這樣機器才能代替人工作。

3.建全完善起重機智能技術體系

目前，起重機的智能化技術研究大都是為提高或改進局部性能的技術，如：智能防搖擺、防碰撞、精確三位立體定位技術、故障診斷及監測技術、遙控技術、自動取料等等，研究應用也很多。目前發展及需要研究解決的是系統化、規范化、通用化。真正的成熟的起重機智能化應該由軟件、硬件構成一完善的體系。

總之，起重機智能化研究就是要隨著科技的進步，應用最先進的技術，使起重機具有完善的人工智能，并與信息系統結合，成為信息工廠、智能工廠的重要組成部分。

三、結束語

盡管我國起重機智能化技術應用總體水平還不高，但無論是制造廠商還是用戶都逐漸認識到應用起重機智能化的優勢所在。智能起重機工廠車間應用潛力非常巨大，前景也十分廣闊。國內一些高校、科研院所也在進行一些研究。但僅僅限于局部、理論研究。一些起重機生產制造商，也在研究開發智能起重機，但也尚未有非常成熟產品大量應用于生產實踐。

起重機智能化優勢明顯，應用前景廣闊，基礎技術理論也已成熟，應用研究推廣勢在必行。尤其是在鋼鐵、化工等生產現場危險、環境惡劣的場所，有非常大推廣應用空間。目前，國家已發布2025智能制造規劃，我國起重機械產品進行自動化、信息化、智能化改造升級，開發具有自主知識產權的成熟的工廠用智能起重機產品具有重大意義。

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作者簡介：譚慶雄，男，大連遼南起重機器有限公司，本科。