智能起重機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)分析

馬文波

河南省礦山起重機(jī)有限公司 河南 新鄉(xiāng) 453400

引言

信息技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)制造行業(yè)產(chǎn)生了較大的影響，隨著我國(guó)發(fā)布了《中國(guó)制造2025》，對(duì)制造業(yè)的智能化發(fā)展提供了大力支持，推進(jìn)我國(guó)智能化設(shè)備更新與升級(jí)，制造業(yè)具有了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，為了促使智能起重機(jī)可以有更廣闊的發(fā)展空間與更高的智能水平，就應(yīng)細(xì)致分析其自動(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)階段擁有優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而讓其得到更好的發(fā)展。

1 較強(qiáng)的監(jiān)測(cè)感知能力

與傳統(tǒng)起重機(jī)相比，智能起重機(jī)具有較強(qiáng)的感知能力與自我監(jiān)測(cè)能力，而決定智能起重機(jī)水平的關(guān)鍵就是起重機(jī)的整體控制系統(tǒng)，現(xiàn)階段在運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，一方面，其能夠通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)感知到自己目前進(jìn)行的作業(yè)，由數(shù)據(jù)交互層、中央控制中心、人機(jī)交互管理層以及感知層等多種層次組成，使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)更加精準(zhǔn)的感知到起重機(jī)狀態(tài)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)系統(tǒng)上的管控，讓系統(tǒng)可以為起重機(jī)發(fā)送更加具有針對(duì)性的作業(yè)質(zhì)量，同時(shí)通過(guò)借助人機(jī)交互管理層來(lái)實(shí)現(xiàn)作業(yè)管理，進(jìn)而保證起重機(jī)后期管控效果。另一方面，智能起重機(jī)在運(yùn)行自動(dòng)化管理系統(tǒng)時(shí)，內(nèi)部會(huì)建立起供所有子系統(tǒng)進(jìn)行共享與數(shù)據(jù)交換的機(jī)制，通過(guò)對(duì)外運(yùn)用廣域智能系統(tǒng)，使得信息實(shí)時(shí)共享和數(shù)據(jù)互聯(lián)，此時(shí)則可以通過(guò)協(xié)同互動(dòng)，使得起重機(jī)在精準(zhǔn)感知與監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)所有子系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)控制。除此以外，智能起重機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)還具有交換處理能力，在獲取信息的基礎(chǔ)上運(yùn)用學(xué)習(xí)能力以解決問(wèn)題的能力，自動(dòng)生成智能化作業(yè)指令，該指令能夠更好地滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)與感知需求，讓起重機(jī)真正實(shí)現(xiàn)理性化作業(yè)與自主化作業(yè)提高[1]。

2 數(shù)據(jù)感知的交互性與關(guān)聯(lián)性

通過(guò)對(duì)起重機(jī)的詳細(xì)分析，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在工程施工處會(huì)運(yùn)用到多臺(tái)起重機(jī)，在具體運(yùn)用起重機(jī)進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，會(huì)受到相關(guān)因素以及相鄰起重機(jī)的影響，在較為復(fù)雜的環(huán)境之中，起重機(jī)無(wú)法運(yùn)用到固定模式，此時(shí)也無(wú)法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，影響起重機(jī)操作精準(zhǔn)度。

智能起重機(jī)由于運(yùn)用到了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中可以在感知周?chē)h(huán)境的基礎(chǔ)上具有更強(qiáng)的交互性與關(guān)聯(lián)性，通過(guò)實(shí)現(xiàn)起重機(jī)智能化作業(yè)，使得起重機(jī)具有更高的確定性與模式性，此時(shí)起重機(jī)可以在作業(yè)全過(guò)程獲取到相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，更致意識(shí)到各影響因素之間存在的相互關(guān)聯(lián)，在全面找出影響起重機(jī)裝卸作業(yè)的因素之后，此時(shí)起重機(jī)操作精準(zhǔn)性更強(qiáng)。但這也要求智能起重機(jī)在運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，既需要保存大量的內(nèi)置數(shù)據(jù)，同時(shí)也需要收集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)讓起重機(jī)可以實(shí)現(xiàn)分析、決策、執(zhí)行以及自適應(yīng)等環(huán)節(jié)。基于智能起重機(jī)執(zhí)行決策分析等數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性與交互性，因此智能啟動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中就需要保證數(shù)據(jù)輸出的準(zhǔn)確性，通過(guò)保證數(shù)據(jù)流始終實(shí)現(xiàn)雙向或多項(xiàng)貫穿與傳輸，進(jìn)而提高廣智智能系統(tǒng)數(shù)據(jù)的推理預(yù)測(cè)能力，為起重機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)提供支持[2]。

3 具有優(yōu)化的人工智能特征

在21世紀(jì)后期，隨著云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)等多方面技術(shù)的快速應(yīng)用與發(fā)展，智能算法、視覺(jué)識(shí)別以及智能感知等人工智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到制造業(yè)中，在一定程度上推動(dòng)了制造業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)精細(xì)化與智能化方向發(fā)展。

智能起重機(jī)就是在當(dāng)前科技快速發(fā)展背景下所呈現(xiàn)的智能設(shè)備，其具有優(yōu)化的人工智能特征，一方面其具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力，智能判斷能力以及行動(dòng)決策能力。智能起重機(jī)在借助自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，具有更強(qiáng)的自決策、自學(xué)習(xí)以及自適應(yīng)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)廣域智能系統(tǒng)與起重機(jī)之間的交互，同時(shí)該交互具有實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而使得起重機(jī)與起重機(jī)之間能夠完成精準(zhǔn)配合，進(jìn)而在協(xié)同作業(yè)的基礎(chǔ)上提高作業(yè)效率。除此以外，智能起重機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)還可以通過(guò)對(duì)起重機(jī)進(jìn)行作業(yè)能力、損壞程度、疲勞程度、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)的感知，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的實(shí)施分析，借助精準(zhǔn)分析數(shù)據(jù)來(lái)為起重機(jī)保養(yǎng)和維護(hù)提供指令，讓起重機(jī)在具有更強(qiáng)作業(yè)能力的基礎(chǔ)上，保證起重機(jī)壽命與工作狀態(tài)，促使起獲得更高的生產(chǎn)效率[3]。

4 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能分析決策

對(duì)于智能起重機(jī)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)中分析決策模塊是其核心，在智能分析決策模塊中包含到4個(gè)子系統(tǒng)，分別是環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)以及作業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)，借助系統(tǒng)之間的配合，使得智能起重機(jī)實(shí)現(xiàn)智能分析決策。

在數(shù)據(jù)處理與分析子系統(tǒng)中，需要處理與分析所有上傳到系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)要求，將數(shù)據(jù)與相應(yīng)的圖像信息輸送至人際交互管理層，此后的數(shù)據(jù)分析與智能規(guī)劃可以滿(mǎn)足智能起重機(jī)運(yùn)行需求。智能起重機(jī)依賴(lài)環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)移動(dòng)物體大小、形狀、位置以及距離等因素的確定，并在提取其作業(yè)環(huán)境的基礎(chǔ)上，使得智能起重機(jī)擁有和人類(lèi)視覺(jué)相類(lèi)似的功能。對(duì)于智能起重機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)是分析決策的核心系統(tǒng)，其通過(guò)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)等多方面因素的分析，使得貨物搬運(yùn)順序，搬運(yùn)路徑等多方面內(nèi)容能夠得到最優(yōu)化處理，并在依賴(lài)人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)上完成新任務(wù)的匹配以及作業(yè)方案的優(yōu)化，經(jīng)過(guò)智能起重機(jī)一系列的自我處理，最終會(huì)形成完整與準(zhǔn)確的執(zhí)行方案。而通過(guò)作業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)，則可以發(fā)布出最終的作業(yè)決策指令，通過(guò)進(jìn)行評(píng)價(jià)與比較決策指令，會(huì)進(jìn)行自動(dòng)化修正，保證最終所輸出的作業(yè)規(guī)劃方案精確度更高，讓起重機(jī)具有更高的運(yùn)作靈活性。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文在分析智能起重機(jī)目前使用情況的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了其自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，其不僅具有較強(qiáng)的監(jiān)測(cè)感知能力、數(shù)據(jù)感知的交互性與關(guān)聯(lián)性，同時(shí)也具有優(yōu)化的人工智能特征，最終實(shí)現(xiàn)高水平的智能分析與決策。希望科技工作人員能夠與制造業(yè)工作人員共同研究，推動(dòng)起重機(jī)產(chǎn)品智能發(fā)展，盡早讓我國(guó)起重機(jī)行業(yè)處于智能化時(shí)代之中。