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去年9月，國務(wù)院正式發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)海運(yùn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》，同時(shí)工業(yè)和信息化部公布符合《船舶行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)名單，這些利好消息，都在很大程度上提振了飽受“產(chǎn)能過剩"之困、仍未走出低谷的造船行業(yè)的信心。然而，僅有政策支持和引導(dǎo)還不夠，對于造船企業(yè)來說，至重要的是抓住轉(zhuǎn)型升級的機(jī)遇，苦練內(nèi)功，切實(shí)增強(qiáng)競爭力。

船企要練好“內(nèi)功"，不容忽視的一點(diǎn)，便是生產(chǎn)能力的提升。船塢是船企至緊俏的生產(chǎn)資源，搭載作業(yè)的安全與效率一直是造船企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，也是其能力的體現(xiàn)。作為造船業(yè)等傳統(tǒng)工業(yè)和制造業(yè)不可或缺的大型基礎(chǔ)設(shè)施之一，起重機(jī)械面臨著安全管理和智能化升級的雙重需求。如何高效、有序地滿足這樣的需求？業(yè)內(nèi)對此指出，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云平臺等新興技術(shù)的應(yīng)用或許能夠給出令人滿意的答案。

數(shù)字協(xié)同，示范工程翻開智能化新篇

“智能"如今是個(gè)熱門詞匯，在激烈的市場競爭中，甚至有言必稱“智能"之勢。在此背景下，北京中船信息科技有限公司正在為中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司下屬某船企實(shí)施建設(shè)的起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)目示范工程應(yīng)勢而生，目前已經(jīng)進(jìn)入收尾階段，有望在船企乃至其他工業(yè)企業(yè)中得到推廣。

據(jù)中船信息相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“船信"起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)基于高精度衛(wèi)星定位、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等支撐技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械智能吊裝，在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了三個(gè)，即對起重機(jī)械上分散的運(yùn)動控制系統(tǒng)及姿態(tài)測量系統(tǒng)統(tǒng)一集成和集中顯示預(yù)警；支持滿足國 家信息安全保密等級保護(hù)要求的起重機(jī)械安全監(jiān)控?zé)o線移動應(yīng)用；實(shí)現(xiàn)基于地理位置信息、運(yùn)動信息和姿態(tài)信息吊機(jī)群實(shí)時(shí)三維立體顯示。

因此，“船信"起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)可具備起重機(jī)全吊姿態(tài)測量、起重機(jī)群遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控、三維碰撞預(yù)警、數(shù)字化協(xié)同吊裝和運(yùn)行維護(hù)管理等功能。其中，不得不說的當(dāng)屬體現(xiàn)物聯(lián)與智能的數(shù)字協(xié)同吊裝。面對造船生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)時(shí)效雙重高要求，多臺起重機(jī)械協(xié)同作業(yè)將是造船行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。如何進(jìn)行起重機(jī)群協(xié)同工作管理，也將是造船企業(yè)不得不面對的一道難題?！按?quot;起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)正是要著手解決這一難題，通過應(yīng)用時(shí)下技術(shù)，實(shí)現(xiàn)正在作業(yè)的多臺起重機(jī)械精準(zhǔn)位置定位和姿態(tài)測量，獲取機(jī)群單機(jī)實(shí)時(shí)位置和工作姿態(tài)，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程指揮調(diào)整作業(yè)操作程序和操作狀態(tài)。

這些功能和優(yōu)勢足以證明，“船信"起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)完全可以被貼上“智能"標(biāo)簽?！拔覀兯鶑?qiáng)調(diào)的就是智能吊裝。對船企來說，安全與效率都是重要的，在保證安全的基礎(chǔ)上，我們認(rèn)為吊裝應(yīng)該朝著智能化方向進(jìn)一步發(fā)展，以便提高工作效率，節(jié)省成本，包括人力成本、物力成本。下一步，我們會將吊裝作業(yè)與生產(chǎn)計(jì)劃相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)吊裝作業(yè)路徑規(guī)劃，促進(jìn)我國造船行業(yè)信息化、智能化水平的提高，為實(shí)現(xiàn)“智慧造船"提供技術(shù)支撐。"中船信息相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

無線物聯(lián)，基于新技術(shù)打造信控平臺

時(shí)下，物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)已滲透至各行各業(yè)，包括造船行業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，實(shí)現(xiàn)對象之間互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，將破除傳統(tǒng)造船行業(yè)的種種弊端，大大提高生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益和安全性。

由于造船企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，如辦公樓、廠房、船塢、碼頭等呈現(xiàn)水平和垂直生產(chǎn)空間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，特別是在一些老廠區(qū)，有線網(wǎng)絡(luò)部署困難，難以實(shí)現(xiàn)通訊。相較而言，無線網(wǎng)安裝便捷、使用靈活、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、易于擴(kuò)展的優(yōu)勢尤為明顯。將無線網(wǎng)等新興技術(shù)引入船企已成為其打造現(xiàn)代造船模式的必然選擇之一，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將有力推動船企的智能化、數(shù)字化和信息化，有力保障生產(chǎn)安全，加強(qiáng)生產(chǎn)協(xié)作，提升生產(chǎn)效率。

中船信息在項(xiàng)目建設(shè)中依據(jù)船廠廠區(qū)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)施了無線組網(wǎng)安全方案，在保證網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械與安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的“無線連接"，為吊裝作業(yè)的安全監(jiān)控與智能管理奠定了重要基礎(chǔ)。

“事實(shí)上，起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)建設(shè)的核心是我們自研的信控平臺。"中船信息相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，在整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，信控平臺是基礎(chǔ)，并且非常重要。那么這個(gè)“信控平臺"的核心作用體現(xiàn)在哪里？該負(fù)責(zé)人介紹說：“對下，信控平臺聯(lián)通傳感器、衛(wèi)星天線和接收機(jī)等現(xiàn)場設(shè)備，采集起重機(jī)械運(yùn)行參數(shù)和衛(wèi)星參數(shù)，獲取視頻圖像。對上，信控平臺面向起重作業(yè)人員、安全管理人員和生產(chǎn)管理人員，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化精準(zhǔn)吊裝、全吊姿態(tài)測量、故障預(yù)警和生產(chǎn)調(diào)度指揮等。我們通過云計(jì)算技術(shù)來解析采集數(shù)據(jù)，將靜態(tài)測量精度控制在毫米級，動態(tài)測量精度控制在厘米級，為系統(tǒng)面向的三類工作人員實(shí)時(shí)輸出有價(jià)值的信息。"

當(dāng)然，信控平臺的價(jià)值不僅僅在于此。“通用管理平臺"的定位充分說明了它在造船行業(yè)未來的應(yīng)用潛力。作為離散制造業(yè)的典型，造船作業(yè)涉及的生產(chǎn)面非常廣，除起重機(jī)吊裝作業(yè)，還包括運(yùn)輸作業(yè)、焊接作業(yè)等。而信控平臺可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)管理需求，定制開發(fā)上層應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平臺化管理，避免系統(tǒng)部署繁雜重復(fù)、管理操作不便，從根本上提升工作管理效率。

據(jù)了解，在圍繞“信控平臺"這一核心建設(shè)的“船信"起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)上，中船信息已獲得了五項(xiàng)相關(guān)技術(shù)，同時(shí)，正在進(jìn)行其他作業(yè)管理系統(tǒng)的開發(fā)與建設(shè)，努力將這一技術(shù)的成功模式向能源管理、焊接管理等領(lǐng)域復(fù)制升級。

打破傳統(tǒng)，實(shí)施三維建模與精準(zhǔn)定位

曾有造船行業(yè)安全說過：“如果船企能把起重作業(yè)的安全工作做好，那么這個(gè)企業(yè)的安全工作就做好了一半"。對于起重作業(yè)安全，船企自然不敢懈怠，并為此采取了多重保障措施。一些船企在起重作業(yè)中從“制度、人員、機(jī)（設(shè)備）、方法、環(huán)境"等多方面著手，來預(yù)防控制起重作業(yè)事故風(fēng)險(xiǎn)。不過整體而言，這些措施比較傳統(tǒng)，也存在一些不足。

以起重作業(yè)中的碰撞事故預(yù)警和監(jiān)控為例，一些船企以往采取的是較為原始的方式，如設(shè)置一個(gè)木樁作為障礙物，來防止碰撞。但是依靠這種方式，操作人員只有在設(shè)備碰上障礙物時(shí)才能確定危險(xiǎn)距離，在此之前難以對此形成準(zhǔn)確判斷。另一種方式稍微高 級一些，那就是紅外距離感應(yīng)。不過在室外的環(huán)境下，由于光線的原因，這種方式很多時(shí)候并不靈敏，從而會存在一些潛在的危險(xiǎn)。

可以說，在過去的起重作業(yè)中，安全監(jiān)控方面是存在一定空白的，不過在起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)派上用場之后，情況將有所不同。該系統(tǒng)的一大功能，就是三維碰撞預(yù)警。通過建立廠區(qū)船塢、起重機(jī)、吊物的三維模型，計(jì)算空間距離，該系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)動狀態(tài)下實(shí)時(shí)報(bào)警，避免碰撞事故發(fā)生。

“如果通過三維技術(shù)對起重機(jī)械精準(zhǔn)建模，配合衛(wèi)星的精準(zhǔn)定位，理論上確實(shí)可以360度無死角地定位起重作業(yè)場景，隨著技術(shù)的發(fā)展，這也將是未來深入研究的一個(gè)方向。"中船信息相關(guān)技術(shù)人員介紹說，目前其研發(fā)的起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)龍門吊與龍門吊之間、龍門吊與門座吊之間、兩座門座吊之間的三維碰撞預(yù)警。

　　不難發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)做法，起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的一大進(jìn)步，就是充分利用了現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等時(shí)下新技術(shù)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，起重機(jī)械安全監(jiān)控僅是造船企業(yè)信息化過程中的一部分，但卻極其重要。對造船企業(yè)而言，建設(shè)有行業(yè)特色的造船企業(yè)信息化系統(tǒng)，將更好地促進(jìn)企業(yè)自身及整個(gè)行業(yè)持續(xù)、健康、快速發(fā)展。

　　迎合需求，以行業(yè)發(fā)展及政策為導(dǎo)向

　　眾所周知，在造船企業(yè)以及其他工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場，大型龍門吊等起重機(jī)械是不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。這些起重機(jī)械實(shí)現(xiàn)了過去無法實(shí)現(xiàn)的大型物件的吊裝和移動，如重型船舶的分段組裝，化工反應(yīng)塔的整體吊裝、體育場館鋼屋架的整體吊裝等，在現(xiàn)代化生產(chǎn)當(dāng)中正扮演著相當(dāng)重要的角色。不過由于起重機(jī)械往往具有結(jié)構(gòu)龐大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜，所吊運(yùn)的重物多種多樣，運(yùn)行空間范圍較大，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，一些問題也相伴而來，其中主要的，便是作業(yè)安全問題。

我國船舶工業(yè)典型事故統(tǒng)計(jì)表明，起重傷害事故數(shù)量位居前列。盡管近年來，起重機(jī)械生產(chǎn)安全事故逐年下降，安全生產(chǎn)狀況總體保持穩(wěn)定甚至趨于好轉(zhuǎn)，但形勢依然十分嚴(yán)峻，諸多問題仍然存在，如操控精度與操作度低、協(xié)同性差、事故頻發(fā)、無法溯源、維護(hù)效率低下、工序復(fù)雜等。對造船企業(yè)及其他工業(yè)企業(yè)來說，安全生產(chǎn)事關(guān)重大，一旦發(fā)生事故，一方面會造成人員的傷亡，另一方面則會導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失。為此，對起重機(jī)械這一國 家重點(diǎn)監(jiān)管的大型特種設(shè)備，通過完善、成熟的技術(shù)手段保障其安全高效運(yùn)行的需求十分迫切。

目前在國 家層面，相關(guān)的政策措施已經(jīng)出臺。國 家質(zhì)檢總局和國 家安全監(jiān)管總局先后聯(lián)合印發(fā)《大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)施方案》和《關(guān)于在部分大型起重機(jī)械推廣應(yīng)用安全監(jiān)控管理系統(tǒng)及繼續(xù)深入開展示范試點(diǎn)工作的通知》等通知，要求以生產(chǎn)單位和使用單位為主體，提高大型起重機(jī)械本質(zhì)安全性能，促進(jìn)產(chǎn)品升級換代，防范事故發(fā)生，保障從業(yè)人員和公眾的生命安全。根據(jù)大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)時(shí)間推進(jìn)表，截至2015年年底，所有大型設(shè)備都必須安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。

正是早早地看到了這樣的需求，中船信息從2009年便開始研發(fā)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)?！巴ㄟ^起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，我們將完成三項(xiàng)重要工作。"中船信息相關(guān)技術(shù)人員介紹說，是完成龍門吊安全監(jiān)控管理系統(tǒng)升級，包括電氣改造、監(jiān)控軟件升級、起重機(jī)運(yùn)行安全測控機(jī)安裝；其次，進(jìn)行門座吊定位和測姿設(shè)備安裝；至后，建設(shè)地面遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

據(jù)了解，中船信息研發(fā)的“船信"起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)將北斗/GPS衛(wèi)星定位與成熟的自動化、信息化技術(shù)相結(jié)合，通過分布式數(shù)據(jù)采集，對起重機(jī)運(yùn)行安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)不僅覆蓋了《起重機(jī)械安全管理系統(tǒng) GB/T28264-2012 》定義的監(jiān)控管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，還具備遠(yuǎn)程集中監(jiān)控、碰撞預(yù)警、協(xié)同吊裝等功能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)保障設(shè)備運(yùn)行安全、提高吊裝作業(yè)效率、降低設(shè)備用能消耗等預(yù)期目標(biāo)。