智能無人起重機設備發展及相關問題闡述

林承剛

六安市特種設備監督檢驗中心，安徽，六安，237000

0 引言

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

1 智能無人起重機設備的發展

1.1 智能無人起重機設備概述

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

1.2 應用智能無人起重機械設備的優勢

在傳統作業環境下，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，而智能無人起重機械設備的誕生與應用有效解決了這一問題，實現了人工作業向自動化作業方向的轉變。另外，與傳統起重機械相比，智能無人起重機械設備為相關領域帶來了便利。（1）在智能計算機自動化技術的支持下對人工操作進行了全面改革，特別是在作業環境惡劣需要連續施工作業的情況下，智能無人起重機設備能夠始終保持平穩運行，并且無需外界能源對其進行維護與檢測。同時可以應用完整的網絡管理模式，對多臺起重機械設備輸出指令進行指導操作。如此一來，可以有效降低企業的成本投入。（2）起重機在應用智能無人操作技術后與精確的網絡指令相結合，能夠提高多目標作業的準確性，保證吊鉤的穩定性，同時能夠提高吊鉤定位的精準性。另外，智能無人起重機設備更適合應用到對安裝及定位要求更精準的廠家。（3）相比于傳統起重機械設備，在具體操作過程中智能無人起重機設備更具優勢，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起重機械帶來影響，而應用智能無人起重機械設備可以有效避免隱患發生，能夠有效避免由于人工作業而帶來的安全風險。總而言之，智能無人起重設備對相關領域的自動化操作與發展起到了積極的推動作用[1]。

1.3 智能無人起重設備技術難點

（1）需要對工藝技術的過程進行系統分析與理解。智能無人起重機是當今現代化企業進行物流運轉過程中的一項重要設備，要充分考慮到設計的技術特點與工藝要求開展具體的設計工作，確保最終智能無人起重設備能夠達到控制要求與標準。（2）多樣化的機械結構。每臺智能無人起重機都要經過技術與工藝的詳細設計，此項工作難度較大，樣式與種類較多，當前可供借鑒的資料并不多。（3）吊具的多樣性。吊具是實現起重機自動化運行的重要因素，可供選擇的吊具種類較多，且涉及諸多領域，并且要充分結合的實際需求進行實踐驗證與調試。（4）控制系統復雜程度不同。行業內在此方面已經達成了共識，一致認為機械結構與吊具越是簡單，起重機的控制系統則越復雜，對技術要求越簡單的設備其風險程度也隨之增加。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、使用的環境等需求都存在差異，所以起重機的控制系統需要根據工藝需求進行變化，沒有標準化的自動起重機[2]。

1.4 智能無人起重機發展過程中面臨的風險與機遇

（1）從風險方面來看，智能無人起重機需要進行定制研發，面對的工作環境、設備、工藝技術都存在差異，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計、生產、調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效率較高，能夠有效減小勞動強度，與工程設備匹配性較高，在提升作業效率的同時，能夠降低企業運行成本[3]。

2 智能無人起重機械設備的應用現狀

2.1 我國智能無人起重機應用現狀

在我國生活生產過程中智能化機械設備的應用范圍較為廣泛，實施自動化作業的模式有很多，但并沒有完全實現智能化管理。由于操作環境及現場電磁場影響等因素，起重機械需要具備較強的安全系數，并且能夠進行實時監測，但是現場工作環境難以滿足監測工作運行需求，無法使檢測工作有序進行，從而導致機械質量不穩定，起重機對周圍環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，導致我國自動化檢測管理模式的發展受到一定的阻礙。雖然存在一系列問題，但在不斷發展過程中，智能化無人起重機設備在我國的技術水平也愈發成熟，并已形成硬件設備完善與倉庫管理同步智能化模式。另外，企業還要衍生出更多的智能化技術用于無人操作的起重機設備上，確保在實際應用過程中能夠更快更好地適應工作環境。為了滿足客戶不斷變化的需求，企業與相關部門都投入了大量的資源，用于新產品與新技術的開發，并積極拓展更為廣闊的市場。從當前自動化碼頭的發展情況來看，軌道小火車門市起重機設備等被廣泛應用，而且很多港口都應用了智能起重機；從整體發展角度來看，我國港口機械設備包括自動卸船、堆取機等都可以通過遠程監控踐行管理工作，并以此促進技術水平趨向自動化智能化方向發展。當前我國很多大型物流倉庫也會應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對操作人員的依賴，以及庫存管理人員的聘用數量，并且還可以有效提高整體工作效率，達到節約成本的目的。從當前企業生產與發展情況來看，橋式起重機受到了廣泛應用，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過程中，橋式起重機對環境及安全系統有更高的要求，并且整體質量尚未達到最佳標準；在實際施工作業環境中容易受到電磁干擾等影響因素，導致在具體監測時難以發揮出有效的作用與優勢。并且起重機對周圍環境進行認識了解，對整體路線進行自動規劃等工作內容也存在一定的復雜性，在實際作業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用現狀

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。他們在發展過程中都研究了智能無人起重機設備，并且取得了顯著的成績，但未進行廣泛推廣使用，由于此項核心技術并沒有獲得充分發展，在具體實踐過程中依舊會碰到諸多問題與困擾。但在全球科技與經濟不斷發展的環境下，用戶對起重機的工作效率、穩定性和可靠性提出了進一步的要求。近年來傳感技術與人工自動化智能技術也隨之誕生，新技術的出現解決了以往人工作業無法完成的任務，充分滿足了當前高速發展的社會與企業需求，有效降低了企業運營成本。因此，智能無人起重機設備具有廣泛的應用前景[5]。

3 智能無人啟動機設備的相關研究與發展方向

3.1 智能化水平有待提升

在日常生產活動中，起重機是經常被應用到的調運設備，且在各個領域均發揮了重要的作用，加之起重機類型多種多樣，各行業對應用要求也有所不同。從各行業對起重機的需求分析來看，港口作業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，從當前智能化技術發展程度來看，需要結合軟件編程技術，未達到像人工作業一樣的應變能力，因此若脫離人工控制則會做出一些與智能無關的表現。在港口領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，大多數冶金行業都應用人工操作起重機，工作效率難以滿足發展需要。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，可以延伸到工作量較大的生產作業領域中[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現智能化操作系統由傳感技術、信息技術、自動化技術、通信技術等共同組成，而自動化技術是應用最為廣泛的技術，ERP信息技術處于不斷變革與優化中。在實際運行過程中，智能無人起重機技術有待進一步發展，雖然智能生產時代已經到來，但當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構完成智能化操作，這也是當前起重機生產行業發展的主要趨勢。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，如生產操作學習能力、判斷能力等，在日后發展過程中智能無人起重機也會進一步趨向智能化方向發展，在作業運行過程中會不斷積累工作經驗與技巧，最終在技術的創新與升級下完全取代人工操作實現真正的智能[7]。

3.3 進一步優化智能操作系統

在人工智能技術廣泛應用的背景下，對智能無人起重機進行進一步研究與發展時要在提高改善局部性能技術方面加大投入力度，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與改進。對在生產過程中廣受應用的設備進行功能性開發與改進是促進其發展的重要基礎，但也要融入人性化設計，因此需要對智能操作系統進行進一步優化。需要進一步發展人工智能技術，讓信息系統、大數據技術與人工智能技術有機相連，有效落實以網絡資源為載體，構建更加全面智能的操作系統[8]。

4 結語

綜上所述，在社會經濟高速發展的背景下，科學技術也在不斷革新與優化，智能無人起重機當前在諸多領域中得到廣泛應用，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，但當前不論是智能無人起重機的生產還是各領域的用戶，都認識到了智能無人起重機在生產作業過程中能夠發揮的作用與優勢，智能無人起重機在車間工廠等大規模生產作業環境中的發展潛力有待進一步深入開發。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的深入探究，并將人工智能技術運用到實踐工作中，提升智能無人起重機的智能水平，使其在工作中發揮出更大的作用與優勢。