智能库区管理和行车定位系统的设计与实现

智能库区管理和行车定位系统的设计与实现

周 玲 刘晓景

（甘肃钢铁职业技术学院，嘉峪关 735100）

摘 要 本文根据实际需求从传统的库区管理模式存在的问题着手，为钢厂的冷轧中间库设计并建立了一个智能化的库区管理系统，以此来实现对库区的实时管理以及自动化控制，同时保证库区管理的最优控制，通过设置行车定位系统，采用激光测距设备，地面无人指挥天车，整个生产过程中无需物料统计人员，有效减少人力成本及降低库管人员的劳动强度。实际应用表明，该系统能够有效提升工作效率和企业的自动化程度，充分实现库区管理的精确化、简单化、自动化。

关键词 智能化；库区管理；行车定位传统的钢厂的冷轧中间库库区管理普遍采用人工管理模式，但

这种模式过于落后，存在很多不合理的缺陷，直接导致库区管理出现混乱、货物进出库的效率低下，严重制约着生产的顺畅和高效运转；天车是智能库区管理系统最重要的一环，作为自动化控制执行机构的起重机在系统中起着重要作用，利用天车定位系统，能够极大的优化库区管理，提高库区的智能自动化水平，对于提升库区管理智能管理水平，具有很高的价值和意义。1 研究背景及意义

钢铁行业库区环境相对比较恶劣，而其连续化生产的行业特点，使得前后工序紧密，上下工序间的信息传递要求必须准确、及时，而传统的人工管理模式成本高、难度大，极易出现错误，倘若信息传递不及时，就会导致连续性的生产产生连锁反应，管理效率与人员事故率都会受到负面影响。本文研究的智能库区管理和行车定位系统首先不需要太多的人力投入，只少量人工通过终端进行控制。采用最先进的无线通讯技术，保证信息传递高速准确协同作业，库区信息在终端显示分类清晰，定位精准，各个车辆协同作业，极大的提高了运输效率，降低了人工劳动强度，缩短了运送时间。2 传统库区管理模式下存在的弊端分析

尽管现代化的库区在硬件配置上与以往有了较大改善，装载能力也比之前提高不少，然而随着生产规模的扩大，传统的基于人工的库区管理模式已无法满足高效生产的需求，而这种传统模式下，库区管理人员现场指挥及手动抄录结果极易产生以下问题：

（1）库区货物存放混乱，信息登记错误甚至短缺。

（2）库区货物信息错误，导致装车时无法准确找到货物，甚至装错货物，这样进一步加大了库管人员的劳动强度，同时也拖延了时间，增加了运输和管理成本。

（3）库区作业统计数据出错，数据精准度不高。

（4）除了日常协调，还需值守，既造成人力浪费，又无形中加大了库区管理的压力。3 智能化库区管理系统的设计3.1 结构设计及技术特点分析

传送给天车，天车接收到指令后会进行相应的作业动作，服务器也会实时对作业结果进行监控处理，最后就是能够自动生成库房作业的不同时期的作业报表，便于进行大数据分析和接下来的计划制定。

该系统的硬件部分包括3部分：（1）中央控制部分：主要指的是服务器，通过与车上的PLC、客户端及数据采集器进行实时通讯和数据交换，并与企业的内部网络和无线局域网互通互联。（2）无线局域网：通过搭建无线基站完成，由多个无线AP构成，信号能够覆盖到整个库区。（3）天车定位和控制部分：包括车载终端，定位装置，用于接收、存储显示下达的计划指令，并实时回传结果。（4）在线测距传感器：作为高精度稳定测距设备，主要对天车进行实时的定位，并将相应的信息传输给服务器端。3.2 系统功能设计

本系统主要是为了完成原料入库直至成品出货的整个生产管理过程中的天车管理工作，通过库区管理及行车定位系统，完成库区的出入库及物料信息查询及实时更新同步等功能。3.3 子系统设计

该系统根据功能的不同可细分为四个子系统：

（1）显示系统。实时显示监控库房天车、起吊装置的数据处理及库存变化，并实现对作业指令及库存物料信息的实时增删改查的可视化操作，并与远程系统进行数据同步共享。

（2）数据管理系统。天车的定位信息录入，库区物料库存的数据录入，以及自动生成不同区段的操作汇总报表。

（3）定位系统。通过x、Y、z轴地址的采集和运算，判断其运行状态，并实时采集天车的精准的定位信息。

（4）数据共享系统

主要是完成不同终端的实时数据传输和共享配置。3.4 作业命令管理功能

3.4.1 作业命令的显示

主要是在车载终端实现，所有工作人员能够通过终端设备进行搜索及分类查询，显示顺序可依照作业的优先级、接收的时间顺序，以作业信息的属性进行分类，包括作业类型、卷号、作业状态、源位置、目的位置、行车号等。

3.4.2 作业命令的增、删、改、查

作业命令的增、删、改、查可以在车载终端实现，并实时同步于总服务器，库区管理人员会根据生产需要进行实时的决策，当需要做出删除作业命令时，为防止误操作，管理员需要再次确认，且作业命令需满足删除条件，吊车激光定位系统也会通过自行判断，做出相应动作。

3.4.3 作业命令的执行3.5 出库

图3-1 系统结构图

该系统采用了工业化无线局域网通信技术进行数据信息的传递和交换，利用感应无线编码电缆技术，实现天车行程自动化设计，并精准定位到库房的每个分区及物料的准确位置，在物料入库、出库、上线、下线等各项作业中利用无线数据采集器进行数据的采集，并将其同步到终端服务器，与此同时，系统会自动生成计划，并将其

车载终端接收到服务器的出库指令出示于天车操作工，天车操作工接收到指令后做出出库动作，出库完成后，在终端进行确认，向服务器反馈结果，同步库区物料实时库存。3.6 入库

车载终端接收到服务器的入库指令出示于天车操作工，天车操

272 军民两用技术与产品 2018·3（下）

Comprehensive forum综合论坛作工接收到指令后做出入库动作，出库完成后，在终端进行确认，向服务器反馈结果，同步库区物料实时库存。3.7 倒库

车载终端接收到服务器的入库指令出示于天车操作工，天车操作工接收到指令后做出倒库动作，倒库完成后，在终端进行确认，向服务器反馈结果，同步库区物料实时库存。3.8 远程监控功能

通过车载终端系统与服务器的实时传输，对天车进行实时跟踪监测，使管理人员能够实时掌握库存信息和操作运行实时情况以及车辆的实时状态。3.9 系统配置功能

通过网络互联共享功能，实现远程web端的整个库区管理及定位系统的维护和管理。并根据不同的岗位属性，通过超级管理员设置相应的权限。3.10 系统接口设计

为了保证系统的稳定，该系统实现了松耦合继承，即不同的终端之间即存在紧密的联系，也不相互依存，保证各自终端能够在突发状况发生时进行独立的操作运行，保证每个终端都能够覆盖所有的功能。4 结论

智能库区管理与行车定位系统的功能的实现能够极大的简化工作流程，有效降低工作强度，提高库区管理效率，及时掌握库区物料信息，智能调配天车作业，使人力成本和运输成本大大减少，为生产的高效稳定的运转提供了坚实的技术保障。

（上接199页）

清洁度控制标准体系框架。通过不断的改进和完善，目前在清洁度控制标准体系框架中，初步将清洁度控制分为设计体系、工艺体系和质量体系三部分。3.2 注重清洁度检验项目与标准

增加清洁度控制检查项目与标准。企业是产品质量监督的主体力量，有计划有目标的推进企业清洁度控制体系的建设与修订，增加清洁度检查项目与相关标准，在逐步适应中将标准要求贯彻到产品当中，成为日常检验检查的固定项目。增加清洁度控制验收项目与标准。在验收卡片中增加清洁度控制标准与检验方式项目，明确航空产品各部件清洁度控制等级和检查方法。3.3 注重产品防护检查及要求

为避免二次污染，必须加强对零件清洗后航空产品的防护检查，重视对航空产品的油封和包装。

油封工艺检查。主要以防锈油涂覆为主，包装一般为蜡质包装、（上接264页）

微裂纹。通过对裂纹进行检查分析，确定轮轴裂纹产生的根本原因是由于轮轴在镀铬磨削过程中磨削不当产生残余应力而导致轮轴氢致延迟开裂造成的。微裂纹的产生、长度及分布情况与使用的飞行小时、起落次数、日历年限无明显关系。在后续生产过程中，应严格控制轮轴制造各个阶段的程序，尤其是磨削工序。3.3 对飞机产品成品方面的改进

飞机的生产除了主机厂还有众多的成品厂家，他们的产品质量的提高也是飞机产品质量提高的一个重要方面。

某型机用户在飞机通电和空中使用过程中，发现272高度表高度显示值频繁跳跃，报故，经检测和更换收发机均无效。此问题反馈给设计人员，设计判定属于成品问题，最后由供应商管理室将此问题反馈给成品厂家。成品厂将收发机端高频插头由直式改为弯式，并更改了所有外场飞机，此问题得到解决。3.4 对飞机产品用户资料方面的改进

飞机用户资料是用户空勤、地勤、飞行人员对飞机使用维护、操作的重要技术文件，外场服务人员也以此为依据指导用户进行日常维护、检查、排故工作。飞机用户资料有数十种之多，涉及飞机

参考文献

1 郝俊宇，吕晓云，武征鹏.库区物流作业管理与控制一体化系统研究与实现[J].山西冶金，2008（1）：5-8.

2 沈瑜平.冷轧厂天车（行车）定位及智能导航系统[J].冶金自动化，2015，39（1）：80-84.

3 王爱虎.冶金企业库区天车定位系统设计与应用[J].数字技术与应用，2015（2）：148-148.

4 张红，ZHANGHong.智能天车物流管理系统的设计[J].湖南理工学院学报（自科版），2014，27（4）：28-32.

5 刘爱荣，赵丽敏，孙凯，等.炼钢厂天车物流跟踪系统中的应用[J].自动化应用，2015（7）：35-36.

6 颜晶.天车定位及物料跟踪系统在无人天车中的研究与应用[J].冶金自动化，2016（3）：11-14.

7 刘炳伟，蒋林森，张博文，等.智能天车控制系统[J].黑龙江科学，2015（9）：34-36.

8 郝俊宇，吕晓云，武征鹏.库区物流作业管理与控制一体化系统研究与实现[J].山西冶金，2008（1）：5-8.

9 袁亚兰.RFID天车定位炼钢区物流生产管理监控系统设计与实现[C].全国冶金自动化信息网2014年会论文集.2014.

10 何留杰，李静.基于计算机的天车物流管理系统设计[C].中国工业企业物流论坛.2012.作者简介

周玲（1970-），甘肃省酒泉人，甘肃钢铁职业技术学院副教授，东北大学计算机技术专业硕士研究生，研究方向为智能信息处理，软件开发。

中性纸包装、聚乙烯袋、铝塑布封套和气相防锈袋。

整机清洁度检查。一是所有和滑油、燃油系统相连的接口都应进行封口处理；二是整机外应使用油纸或铝塑布密封。3.4 注重优化清洁度标准和范围

不断优化清洁度控制标准。以设计单位清洁度控制要求为标准，制定适用于航空产品的清洁度控制标准；以厂内清洁度控制执行情况为依据，适当调整控制要求；以外场质量信息为考量，跟踪主机和外场产品的使用情况，收集因污染、多余物等方面故障信息，适时更改清洁度控制标准，择优固化在验收规程中。4 结束语

建立清洁度控制体系是实现清洁度控制的重要一步，部分企业已初步建立起完整的清洁度控制体系。为了不断夯实产品质量，企业应持续完善清洁度体系，对航空发动机整个过程，从零件制造、附件实验，整机装配和实验，进行全面应用，不断积累、不断改进，通过查漏补缺，总结经验，不断提高产品的质量安全水平。

的各个系统方方面面，通过外场飞机质量信息的反馈，飞机的用户资料也得到不断的完善。在编制用户资料时，外场收集到的腐蚀保持时间，平均维修时间等均常被常用。

某型飞机曾在使用过程中，出现观察窗玻璃裂纹的情况。为此，设计部门先后发出相关玻璃检查及结构补强两份技术通报，并派专业人员对该型号其它飞机依次进行排查。同时，据此完善了该型飞机维修大纲和相关结构修理技术文件。这说明信息收集为完善飞机维修大纲和相关修理技术文件提供了重要的依据。4 结束语

飞机是一个高精端、高科技产品，往往融入了最先进的设计理念，最前沿的制造工艺，最专业的航空团队。飞机产品质量的提高，离不开外场使用验证。外场飞机质量信息的收集，不仅为外场飞机的维修提供依据，更为飞机的设计、制造等提供了更加广泛的基础数据，通过对问题原因的调查分析，结论定性，再到规章制度的补充，设计数据的更改，并将薄弱点纳入制度文件，最终达到提高飞机产品的质量。参考文献

1 代永朝.郑立胜著.飞机结构检修.北京：航空工业出版社2006.12.

2018·3（下） 军民两用技术与产品 273