摘 要：隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，監(jiān)控攝像機(jī)的生產(chǎn)經(jīng)歷了躍式發(fā)展。由于需求的不同，監(jiān)控攝像機(jī)成為多產(chǎn)品小批量的產(chǎn)品，使得在通常的生產(chǎn)模式下效率低下、質(zhì)量不能得到很好的控制。通過對監(jiān)控攝像機(jī)生產(chǎn)流程的分析，在組裝、調(diào)整、檢查、包裝、產(chǎn)品生產(chǎn)切替領(lǐng)域進(jìn)行大量的自動化、通用化的開發(fā)，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量控制能力，大幅降低了生產(chǎn)的成本、提高了效率。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控攝像機(jī)；生產(chǎn)方式；生產(chǎn)效率；質(zhì)量；組裝；調(diào)整；檢查；包裝；產(chǎn)品切替；自動化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.033

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時間，已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。為安防技術(shù)的進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)。監(jiān)控攝像機(jī)做為其中的核心設(shè)備，也經(jīng)歷了飛躍式的發(fā)展。主要經(jīng)歷了三個階段。第一階段是七十年代末到九十年代中期，這個階段以閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）為主，也就是第一代模擬監(jiān)控攝像機(jī)。其傳輸媒介為視頻線纜。由控制主機(jī)進(jìn)行模擬處理。主要應(yīng)用于銀行、政府機(jī)關(guān)等高檔場所。其傳輸媒介為視頻線纜。由控制主機(jī)進(jìn)行模擬處理。主要應(yīng)用于銀行、政府機(jī)關(guān)等高檔場所。第二階段是九十年代中期至九十年代末，以基于PC機(jī)插卡式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)為主，我們通常認(rèn)為這是過渡階段的半數(shù)字時代。記錄的媒體由傳統(tǒng)的盒式磁帶進(jìn)化為硬盤錄像，故常常被稱為硬盤錄像機(jī)。第三階段是九十年代末至今，以嵌入式技術(shù)為依托，以網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)為平臺，以智能圖像分析為特色的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)為主，自此，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展也進(jìn)入了數(shù)字時代。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的應(yīng)用不再局限于安全防護(hù)，逐漸也被用于遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)等領(lǐng)域。到第三代——網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)視系統(tǒng)，又稱為IP監(jiān)視系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機(jī)也迎來了大規(guī)模應(yīng)用階段，生產(chǎn)量得到了大幅提升。即使經(jīng)過2013年～2015年超過100%的增長后，2016年后每年還有30%左右的增幅，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機(jī)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升成為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機(jī)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

1 目前的生產(chǎn)方式面臨的課題

由于經(jīng)歷了三次大的飛躍，在新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)的同時，監(jiān)控攝像機(jī)積累了大量的老機(jī)種。布線等諸多因素造成不是所有顧客都能跟隨產(chǎn)品的升級換代使用新產(chǎn)品，所以老機(jī)種還是有需求。這樣勢必新老機(jī)種必須同時開展生產(chǎn)，以滿足不同顧客的需求。

不止于此，由于監(jiān)控攝像機(jī)是專業(yè)性很強(qiáng)的產(chǎn)品，不同場合需要不同性能的產(chǎn)品。按畫質(zhì)要求可以分成標(biāo)清、高清、4K三種；根據(jù)使用場景可以分為室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)兩種；根據(jù)固定的位置可以分為槍式、半球式、PTZ式三種等等。不同的顧客，可以根據(jù)不同的使用場合，可以選擇不同的產(chǎn)品。但是這樣一來就產(chǎn)生了巨量的產(chǎn)品種類，而且由于用途更加細(xì)分，每個產(chǎn)品每次的批量都不大，這對生產(chǎn)來說是個巨大的挑戰(zhàn)。給生產(chǎn)的效率和質(zhì)量的控制帶來了很大的考驗。

2 目前生產(chǎn)方式的分析

目前大部分監(jiān)控攝像機(jī)的生產(chǎn)廠商都是從民用攝像機(jī)的生產(chǎn)廠商發(fā)展而來，大部分都沿用了民用攝像機(jī)的生產(chǎn)模式。但是，民用攝像機(jī)的是產(chǎn)品種類單一、批量相對較大的模式進(jìn)行生產(chǎn)的。顯然，這種模式對于監(jiān)控攝像機(jī)的生產(chǎn)不是最高效率的生產(chǎn)模式。目前的生產(chǎn)流程如下：

（1）組裝線進(jìn)行焊接、組裝，

（2）調(diào)整線體進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)置及圖像等的參數(shù)調(diào)整，

（3）對產(chǎn)品進(jìn)行性能檢查，

（4）包裝，

（5）切換下一個生產(chǎn)的產(chǎn)品。

在這工程中，除調(diào)整項目通過軟件進(jìn)行自動調(diào)整外，其他工位基本上都是人工作業(yè)，生產(chǎn)效率和質(zhì)量很難進(jìn)行有效控制。

下面就這五個流程進(jìn)行逐一分析。

（1）組裝線。組裝線上的作業(yè)基本是焊接、涂布、插導(dǎo)線、打螺絲四種?；旧隙际侨斯ぷ鳂I(yè)。

（2）調(diào)整線。調(diào)整線上大部分的項目都是自動的，但是各種線材的接續(xù)、軟件的選擇打開、整機(jī)上電的等待都花費大量的人工工時。

（3）檢查線。檢查線上的項目基本是通過目視、手動作業(yè)來實現(xiàn)圖像、聲音等的檢查，這個階段是最耗費工時的項目。

（4）包裝線。包裝線上根據(jù)不同國家、不同產(chǎn)品的需要進(jìn)行包裝箱、說明書、標(biāo)簽的選擇、檢查后包裝作業(yè)。

（5）產(chǎn)品切替。由于產(chǎn)品種類多，一條生產(chǎn)線上要對應(yīng)多種機(jī)種，為減少固定資產(chǎn)投資，一般廠家需要在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)二十幾種產(chǎn)品，機(jī)種切換生產(chǎn)時都需要人工操作。

只有將上述五個流程 中的人工作業(yè)部分最大程度的進(jìn)行自動化，才能最大程度的提高生產(chǎn)效率及降低作業(yè)中的差異提升產(chǎn)品品質(zhì)。

3 自動化生產(chǎn)的開發(fā)

通過實踐和多年摸索，我們發(fā)現(xiàn)，在多機(jī)種少批量生產(chǎn)的形勢下，原本依賴人工作業(yè)的方式不僅效率上不高，而且一致性差。在各個問題解決的探究中發(fā)現(xiàn)，自動化是最有效的手段。

為了提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本以及減少人員，使人工作業(yè)的部分盡可能實現(xiàn)監(jiān)控攝像機(jī)自動化生產(chǎn)，在盡可能提高自動化的情況下改善了原先手動線生產(chǎn)效率低的不足，消滅或者降低有風(fēng)險的檢查項目，更好的提高了生產(chǎn)效率，大幅降低漏檢誤檢的可能。

針對上述五個流程中的作業(yè)，需要進(jìn)行逐一分析、設(shè)計自動化的方案，將可靠性高、效果顯著的方案付諸實施。

首先，組裝線上的焊接、涂布、插導(dǎo)線、打螺絲作業(yè)。其中焊接作業(yè)對象基本是各類端子，自動化的課題是焊點的自動移動及自動送焊錫絲。自動移動可以通過現(xiàn)有的六軸機(jī)器手臂進(jìn)行改造，在六軸機(jī)器手臂的前端固定電烙鐵，按照需要的焊接位置，對機(jī)器手臂進(jìn)行編程后按預(yù)設(shè)軌跡進(jìn)行移動。自動送焊接絲可以通過電機(jī)來控制，取得每次焊接長度的經(jīng)驗值后可以和機(jī)器手臂一起進(jìn)行自動焊接。其次是涂布作業(yè)，涂布作業(yè)的具體內(nèi)容是在螺絲、旋轉(zhuǎn)軸承等部位進(jìn)行封漆、油脂等的涂布，由于操作的對象零部件很小，涂布的都是液體狀的材料，操作時間很長、而且涂布的質(zhì)量完全靠人工控制，質(zhì)量風(fēng)險較高。這一工序的自動化，最主要是要實現(xiàn)涂布量的控制及，涂布過程的自動監(jiān)控，以實現(xiàn)效率和質(zhì)量的提升。這一設(shè)備完全是需要根據(jù)特定的作業(yè)內(nèi)容開發(fā)特定的自動化設(shè)備，沒有通用的平臺可以借鑒。自動涂布得部分是通過固定并自動旋轉(zhuǎn)被涂布零部件，同時控制氣壓使涂布機(jī)內(nèi)液體在旋轉(zhuǎn)體上均勻涂布；自動監(jiān)控部分是通過攝像頭取得涂布過程中的影像，通過被涂布零部件上的顏色變化來判斷涂布的過程是否滿足要求并記錄。最后關(guān)于插導(dǎo)線及打螺絲作業(yè)，通過探討和研究，目前的技術(shù)對成功率的控制不成熟，今后將繼續(xù)探討。這樣，在整個組裝作業(yè)過程中，通過焊接和涂布作業(yè)的自動化，實現(xiàn)了將近50%的效率提高、也提升了作業(yè)一致性、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

其次，調(diào)整線的手動各種線材的接續(xù)、軟件選擇打開、整機(jī)上電等待作業(yè)的自動化。其中各種線材的接續(xù)是必不可少的作業(yè)，怎么樣做到成本低、效果好呢？在每個工位上完全自動化接續(xù)電源、信號線是可以做到的，但是需要投入大量設(shè)備投資，每條線至少需要26萬元左右。為控制投資，開發(fā)了監(jiān)控攝像機(jī)底座，在第一個工位上把監(jiān)控攝像機(jī)接續(xù)到底座上，后續(xù)工位只要把底座放到相應(yīng)的連接底座就能完成連接，這樣把線材的連接次數(shù)從20幾次，減少成1次，大幅提高了作業(yè)效率。手動選擇軟件，可以通過開發(fā)軟件，從LAN通信端口讀取整機(jī)信息，然后軟件自動打開相應(yīng)的軟件。這樣可以完全自動打開軟件不需要手動操作。最后是整機(jī)上電的等待時間削減，分析LAN上電時序發(fā)現(xiàn)監(jiān)控攝像機(jī)通電后為分配網(wǎng)絡(luò)地址等流程，等待時間約2.5分鐘能正常進(jìn)行和電腦通信，降低了等待整個上電時間，設(shè)計了多種解決方案，最后運用POE通電通信協(xié)議，即先給監(jiān)控攝像機(jī)通電，不連接通信信號，再開發(fā)了雙受臺輪轉(zhuǎn)治具。實現(xiàn)了前臺機(jī)器在調(diào)整檢查過程中，下臺機(jī)器實行預(yù)通電待機(jī)，在前一臺整機(jī)完成調(diào)整后，切換通信信號，這樣完全減去了第二臺以后的等待時間。每天節(jié)省等待時間根據(jù)生產(chǎn)臺數(shù)不同約5～6小時，大幅降低了上電的等待時間，提升了生產(chǎn)效率。

再次，是檢查線體的圖像目視檢查和手動操作部分。圖像檢查的內(nèi)容是對標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行目視檢查，如檢查聚焦的十字圖、檢查顏色還原的彩條圖。通過開發(fā)邊緣判斷軟件實現(xiàn)聚焦自動判斷，通過機(jī)械臂來實現(xiàn)各種開關(guān)的自動檢查。

第四，包裝線上各種外箱、說明書及標(biāo)簽等的目視檢查。由于機(jī)種眾多，外箱、說明書及標(biāo)簽也有上百種，為防止誤使用，要花費大量工時進(jìn)行檢查，由于完全依賴人工，發(fā)生失誤的可能性大。通過開發(fā)軟件自動檢查這些包裝品上的條形碼，或者用稱重的方式自動檢查。這樣可以大幅削減檢查工時、也百分之百保證了正確。

最后，產(chǎn)品的切替。每次產(chǎn)品生產(chǎn)的切替，切替的主要對象是治工具和軟件。在上述自動化的過程中，開發(fā)了共同通電底座及自動識別機(jī)種來切替軟件，通過上述的自動化，也實現(xiàn)了產(chǎn)品切替的自動化。

在上述五個領(lǐng)域完成自動化后，整個監(jiān)控攝像機(jī)的生產(chǎn)實現(xiàn)了最大程度的自動化，提高了生產(chǎn)效率及生產(chǎn)的可靠性。

4 前景

監(jiān)控攝像機(jī)自動化生產(chǎn)的研究與實踐，為多機(jī)種少批量生產(chǎn)的生產(chǎn)模式提供了可以借鑒的實例，也為以后更多的生產(chǎn)自動化改善積累了豐富的經(jīng)驗。隨著供給側(cè)改革的進(jìn)一步深入，不僅僅是監(jiān)控攝像機(jī)是機(jī)種少批量生產(chǎn)，大量個性化產(chǎn)品的生產(chǎn)勢必使這樣的趨勢越來越明顯，這樣的生產(chǎn)模式將能應(yīng)用于各個生產(chǎn)的領(lǐng)域，為我國的產(chǎn)業(yè)升級提供改革的經(jīng)驗。

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作者簡介：高德鈞（1974-），男，上海人，本科。