天津智造:装上“大脑”的起重机“聪明又伶俐”

新闻动态 | 2018-12-10 03:03

“大吊车,真厉害,轻轻一抓就起来。”这首流行与上个世纪八九十年代的歌曲中唱的是那个时代起重机参与生产的场景。那时候,人们还在惊叹于机械对于社会发展的巨大推动力。然而今天,这种钢筋铁骨的庞然大物已经不仅仅停留在简单的抓物搬物,人工智能技术赋予了它更“聪明”的思维,让生产变得更安全、更高效。

运送效率提高20%以上,事故率降低50%左右,操作人员工作效率可以提高2至3倍!南开大学方勇纯博士团队自主研制出的32吨级智能起重机,拥有核心发明专利20余项。而让其拥有聪明思维的技术核心有三:智能高效“消摆”技术、无人系统安全保障技术、多种轨迹与智能控制技术。就是这三大“秘密武器”,让传统笨重庞大的机械设备变得“聪明细致”起来。

“对于普通起重机来说,当它调运重物的时候,吊绳与吊臂相连,这时候产生的摆动不能单独进行控制。当运输速度较快或发生意外碰撞的时候,引起的较大摆动很容易出现生产事故。因此‘消摆’就变得非常重要。”方勇纯教授介绍,智能高效消摆技术可以通过控制台车驱动电机的加减速来间接影响摆动角度,从而实现对摆动的抑制,消除掉运输重物过程中不利的摆动。

图注:消摆技术让起重机调运重物的速度更快,效率更高

天津起重设备有限公司于2015年年底开始使用这种智能起重机。摆动小、速度快显著特性让生产效率得到显著提升。“起重机吊重物通常需要等重物不晃动,停稳之后才能运输。普通起重机摆角在10度左右,我们在实际应用中测得,这种智能起重机最大摆角为0.65度,目测几乎没有明显摆动,到达指定位置后可以直接将重物放下。”方勇纯教授团队高级工程师张秀坤介绍。 

起重机系统广泛应用于港口、仓库、建筑工地等场所,目前仍普遍采用人工操作的方式。常规的人工操作存在着许多不足之处,同时也埋藏着安全隐患。比如在操作起重机时,工人需要凭经验,通过肉眼观测来估计台车的位置。这既要求工人接受专业培训并拥有丰富的经验,同时当人体疲劳时容易导致误操作。智能起重机的无人系统安全保障技术可基于机器视觉实现操作无人化,从而杜绝大多数的安全隐患。

此外,智能起重机还拥有多种轨迹与智能控制技术。通过系统设定什么时间以最优的状态运送到什么位置,不需要人工操作,可以让起重机系统自动沿着既定的轨迹,实现高效的运输。

天津拥有为我国北方第一大港——天津港。天津港作为我国重要的交通枢纽,是我国沿海功能最齐全的港口之一,是天津市最具优势的战略性资源,为天津市扩大对内、外开放和提升城市功能创造了重要条件。当下,天津正在重点筹划和推进港口建设,极力推动其成为中国北方最大的国际物流和资源配置的枢纽港。在来自青岛港、大连港等多方激烈竞争下,天津港迫切需要在港口吞吐量、基础设施、劳动效率等方面提高自身的竞争能力。起重机是港口最重要的生产运输组成部分之一,其效率直接决定着整个港口的吞吐效率。在这一点上,智能起重机大有可为,可以在一定程度上增加船用起重机系统的技术含量,提高船用起重机的工作效率和安全性能,进一步提高其运送精度,并扩大其货物装卸能力,增加港口的运输吞吐能力。

目前,天津港与方勇纯教授团队正在就智能起重机的应用与合作展开交流,未来其有望在智慧港口建设中发挥积极作用。