文/李學勇 彭毅

近年來，煙草行業(yè)開始進行大規(guī)模的技術(shù)改造，其中一輪技術(shù)改造就是現(xiàn)代化物流系統(tǒng)建設(shè)。衡陽煙草物流中心技術(shù)改造于2015年4月完成，采用全自動作業(yè)模式完成倉儲、分揀作業(yè)。與國內(nèi)多家先進的煙草物流中心對比，衡陽煙草在流程上最大的不同是采用了高速穿梭車形式的高速緩存區(qū)，如圖1。

然而，隨著自動化高速緩存區(qū)的投入使用，按照實際作業(yè)流程以及財務、審計實行的盤點制度，由于設(shè)備集中度高、作業(yè)環(huán)境狹?。ㄒ妶D2），使得巡檢和盤點工作都極為不便。因此，如何利用一些新技術(shù)、新方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的巡檢和盤點并能及時發(fā)現(xiàn)高速緩存區(qū)中的相關(guān)問題，是衡陽煙草物流中心運營中需要面臨的重要問題。

圖1：高層卷煙高速緩存區(qū)

圖2：日常目視檢查

一、方案介紹

本文研究的智能巡檢機器人基于位置及成像檢測裝置，進行圖像識別以辨別卷煙品規(guī)，另外引入無線導航定位技術(shù)，采用軌道式運行方式，通過搜索和識別感應預埋點實現(xiàn)定位、路徑規(guī)劃和雙向行走功能。同時，智能巡檢機器人系統(tǒng)與倉儲系統(tǒng)、備貨系統(tǒng)及分揀系統(tǒng)等物流設(shè)備的自動控制系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)對接，以發(fā)揮智能巡檢作用。

圖3：系統(tǒng)架構(gòu)

圖4：機器人軌道機構(gòu)

二、系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計

本文研究的卷煙高速緩存區(qū)智能巡檢機器人系統(tǒng)，采用分層式控制式系統(tǒng)構(gòu)架，如圖3。系統(tǒng)架構(gòu)主要由控制系統(tǒng)層和移動作業(yè)系統(tǒng)層組成，其中的控制系統(tǒng)層與一般的控制層類似，主要有上位系統(tǒng)、交換機以及通訊設(shè)備。具體到作業(yè)系統(tǒng)及移動式機器人作業(yè)系統(tǒng)，則由巡檢設(shè)備本體、各光電信息采集設(shè)備、檢測設(shè)備、電源、通信、控制及走行模塊等組成，完成設(shè)備本體的定位、信息采集處理以及走行歸位等功能，并具備報警和停機功能。

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三、應用設(shè)計

該裝置主要功能是代替現(xiàn)有的審計、財務及物流中心相關(guān)人員進行卷煙高速緩存區(qū)的卷煙及設(shè)備部分功能的目視檢查，支撐現(xiàn)場各主站、子站關(guān)于緩存區(qū)故障的目視查看，做到非必要時不需要人工來到狹窄環(huán)境進行現(xiàn)場目視檢查，減輕工作量，降低風險。

常規(guī)巡檢：物流中心在每天的開工、完工時，都必須對緩存區(qū)內(nèi)卷煙品規(guī)及相關(guān)重點、關(guān)鍵位置進行抽查。該智能巡檢系統(tǒng)則可以根據(jù)事先任務下發(fā)、實時任務下發(fā)或者遙控方式來進行工作，內(nèi)容包括各件煙包裝箱形態(tài)、運行軌道是否有異物，以及貨架本體的承載等工作狀態(tài)，實時將數(shù)據(jù)、影像等信息提供給上位或者現(xiàn)場管理人員，以供決策。這樣就能有效克服傳統(tǒng)的人工巡檢中強度大、效率低、易出差錯等缺點。機器人軌道機構(gòu)，如圖4。

特殊巡檢（盤點）：該盤點主要是應對現(xiàn)場關(guān)于件煙卡塞、多煙、少煙、取貨報空以及月度、年度審計財務盤點等情況，能夠代替或輔助人工完成卷煙高速緩存區(qū)內(nèi)的巡視，有效降低人員安全風險。

與底層設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動：該智能巡檢系統(tǒng)采集的信息均通過現(xiàn)場緩存區(qū)主控主站PLC與底層設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，可有效將相關(guān)信息以三維動態(tài)形式展現(xiàn)在監(jiān)控中心，便于設(shè)備管理和維護人員及時安排相關(guān)工作。

管理層的視頻巡視和工作指導：由于該系統(tǒng)具有遠程控制模塊，并與視頻系統(tǒng)聯(lián)動，管理層可通過遠程功能，巡視基層作業(yè)情況，以更快、更有效地處理現(xiàn)場管理問題。

圖5：卷煙高速緩存區(qū)平面圖

圖6：系統(tǒng)地圖顯示

四、系統(tǒng)功能

1.任務制定及下發(fā)

設(shè)備管理人員或者信息管理人員可創(chuàng)建日檢、周檢、月檢和年檢等巡檢任務，并支持任務的下發(fā)、退回、故障保留和信息記錄，并及時向監(jiān)控系統(tǒng)推送信息。

2.巡檢地圖任務顯示

設(shè)備管理人員和信息管理人員可以利用CAD格式平面圖進行地圖跟蹤，在相關(guān)節(jié)點添加信息采集設(shè)備并設(shè)置動態(tài)控制功能，如此即可在地圖上實施觀測任務完成情況，并能聯(lián)動上、下層設(shè)備進行跟蹤觀察。卷煙高速緩存區(qū)平面圖，如圖5；系統(tǒng)地圖顯示，如圖6。

3.信息上傳

建立大數(shù)據(jù)庫和進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析是系統(tǒng)的一項重要功能，該系統(tǒng)在作業(yè)過程中可以將任務信息、圖片信息、甚至視頻保存?zhèn)浞葜帘镜胤掌?。在緊急情況下，系統(tǒng)可以自動備份相關(guān)信息至設(shè)備本體存儲器中，以供斷點續(xù)傳。

4.狀態(tài)監(jiān)控聯(lián)動配合

機器人智能巡檢系統(tǒng)可與現(xiàn)有維修控制中心的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動配合，以將平面設(shè)備和任務信息以三維動態(tài)實時形式展現(xiàn)?？商砑泳頍煾咚倬彺鎱^(qū)內(nèi)固定攝像機，并在巡檢地圖上顯示。通過聯(lián)動卷煙高速緩存區(qū)內(nèi)原有云臺攝像機、球機等設(shè)備，當某區(qū)域巡檢任務觸發(fā)時，攝像機轉(zhuǎn)動到設(shè)定預置位，實時監(jiān)控跟蹤巡檢人員。

五、總結(jié)

本文研究了一種基于尋址定位、信息檢測、圖像識別等技術(shù)的卷煙緩存機器人智能巡檢系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)人工作業(yè)模式，該系統(tǒng)實現(xiàn)了任務的定制化、可視化、智能化，使得現(xiàn)場卷煙日常巡檢、特殊檢查變得更加便捷，在各卷煙類及非卷煙類商品倉庫具有較好的應用前景。