唐艷同 余煥偉 陳仙鳳 任緒凱 杜錫勇

1紹興市特種設(shè)備檢測院 紹興 312071 2紹興市特種設(shè)備智能檢測與評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 紹興 312071

0 引言

當(dāng)前我國制造業(yè)正在向轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，加快推進(jìn)智能制造，提升我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)。2021年5月發(fā)布的《關(guān)于支持浙江高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)共同富裕示范區(qū)的意見》支持浙江高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)共同富裕示范區(qū)，其中高質(zhì)量發(fā)展包含發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級與設(shè)備更新改造，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展，夯實(shí)共同富裕的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。

實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、數(shù)字化示范工程建設(shè)是智能制造的重要方向。起重機(jī)械是制造業(yè)中物料運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)、存儲(chǔ)的關(guān)鍵物流設(shè)備，其智能化程度決定了智能制造領(lǐng)域中智能工廠或智能車間應(yīng)用場景的成熟度。近年來隨著德國工業(yè)4.0、《中國制造2025》、英國工業(yè)2050等戰(zhàn)略實(shí)施以來，特種設(shè)備自動(dòng)化、智能化、無人化應(yīng)用越來越普遍，例如某發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄造車間應(yīng)用金屬加配料自動(dòng)化起重機(jī)，某銅加工車間應(yīng)用銅材運(yùn)輸自動(dòng)化起重機(jī)，還有更多行業(yè)與應(yīng)用場景的自動(dòng)化、智能化特種設(shè)備隨著智能制造場景的成熟應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，但同時(shí)也產(chǎn)生了特種設(shè)備智能化進(jìn)程中的一些問題亟需解決。

1 智能起重機(jī)存在的問題

1.1 智能化要求不明

起重機(jī)自動(dòng)配料與銅加工車間物料運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)用，作為物料運(yùn)輸與轉(zhuǎn)運(yùn)裝備的自動(dòng)化應(yīng)用場景與常規(guī)情況下人工操作相比，經(jīng)常被誤認(rèn)為是智能化應(yīng)用。而這些場景僅是新出廠或升級改造后增加了自動(dòng)配方、自動(dòng)執(zhí)行、自動(dòng)定位、網(wǎng)絡(luò)與視頻監(jiān)控等自動(dòng)化功能，還不能完全實(shí)現(xiàn)智能化與無人化。2021年11月，工業(yè)和信息化部與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)印發(fā)《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021版）》中明確：智能制造是基于先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征[2]。當(dāng)起重機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行過程中發(fā)生人為操作不當(dāng)、通訊故障、機(jī)械故障等各種情況后，該類設(shè)備起不到自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的功能，不能及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)與消除自動(dòng)化運(yùn)行帶來的安全隱患。故目前起重機(jī)械行業(yè)缺少起重機(jī)智能化的相關(guān)安全要求。

1.2 缺少國家規(guī)范與國家標(biāo)準(zhǔn)

目前，起重機(jī)械作為特種設(shè)備被市場監(jiān)管部門監(jiān)管，但尚未對起重機(jī)的自動(dòng)化、智能化、無人化以及遠(yuǎn)程控制制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，其自動(dòng)化、智能化、無人化與遠(yuǎn)程控制性能是否安全可靠，無設(shè)計(jì)、制造、安裝、驗(yàn)收、檢驗(yàn)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，更沒有與各行業(yè)、各企業(yè)內(nèi)部的ERP、MES等上級管理系統(tǒng)連接的相關(guān)安全要求及標(biāo)準(zhǔn)，這將嚴(yán)重阻礙起重運(yùn)輸機(jī)械助力制造業(yè)向智能制造發(fā)展[3]。

2 智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南

《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021版）》給出了包括建材、鋼鐵、有色金屬等多個(gè)細(xì)分行業(yè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)方向。其中鋼鐵行業(yè)明確提出，針對鋼鐵生產(chǎn)流程連續(xù)、工藝體系復(fù)雜、產(chǎn)品中間態(tài)多樣化的流程制造業(yè)特點(diǎn)，圍繞生產(chǎn)場景的智能化技術(shù)應(yīng)用，制定5G應(yīng)用、無人行車、特種機(jī)器人應(yīng)用等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，有色金屬等多個(gè)行業(yè)也提出智能裝備與物流標(biāo)準(zhǔn)化重點(diǎn)建設(shè)方向，其中智能化起重機(jī)也作為智能裝備與智能物流設(shè)備在相關(guān)行業(yè)中的應(yīng)用比例也越來越大，各行業(yè)同時(shí)也在研究起重機(jī)械智能化方向的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3 起重機(jī)智能化領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

為了解決自動(dòng)化、智能化起重機(jī)安全技術(shù)問題，全國已經(jīng)有相關(guān)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)文件相繼發(fā)布。2018年中國港口協(xié)會(huì)發(fā)布了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CPHA 1—2018《岸邊集裝箱起重機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)技術(shù)條件》和T/CPHA 2—2018《集裝箱門式起重機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)技術(shù)條件》，該標(biāo)準(zhǔn)包括集裝箱起重機(jī)視頻監(jiān)控、圖像傳輸、吊具姿態(tài)，定位精度等內(nèi)容[4]；2018年5月，深圳市市場監(jiān)督管理局發(fā)布了深圳市標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件《集裝箱門式起重機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)范》,對集裝箱門式起重機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢驗(yàn)要求進(jìn)行了規(guī)范[5]；2019年河北省市場監(jiān)督管理局相繼發(fā)布了河北省地方標(biāo)準(zhǔn)《無人值守起重機(jī)控制系統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)則》與《無人值守橋（門）式起重機(jī)通用技術(shù)條件》，前者規(guī)定了無人值守起重機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求和檢驗(yàn)項(xiàng)目，后者規(guī)定了無人值守橋（門）式起重機(jī)的運(yùn)行模式與基本參數(shù)、技術(shù)要求、主要性能及控制指標(biāo)和試驗(yàn)方法[6,7]；2022年4月，河南省市場監(jiān)督管理局發(fā)布了《智能起重機(jī)通用技術(shù)要求》及《橋架型起重機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)分級》2個(gè)地方標(biāo)準(zhǔn)，前者規(guī)定了智能起重機(jī)的術(shù)語、安全、功能、標(biāo)識、和說明要求以及智能起重機(jī)評價(jià)，后者規(guī)定了橋架型起重機(jī)自動(dòng)化程度的術(shù)語、定義與分級劃分[8,9]。

各行業(yè)在推進(jìn)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中也在大力推進(jìn)智能化起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化工作。在鋼鐵行業(yè)智能制造領(lǐng)域正在起草《高溫熔融金屬吊運(yùn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測》等4項(xiàng)關(guān)于吊運(yùn)熔融金屬設(shè)備安全相關(guān)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)；在有色金屬行業(yè)智能制造領(lǐng)域，2021年11月，全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作組成立，此前在籌備會(huì)上論證了《有色企業(yè)散碎料智能化橋式抓斗起重機(jī)技術(shù)規(guī)范》等關(guān)于智能起重機(jī)的安全技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

在起重機(jī)械行業(yè)，全國起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)分別于2019～2021年舉辦了2屆中國起重機(jī)械安全、綠色、智能高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)，會(huì)上討論了起重機(jī)械智能制造核心技術(shù)及創(chuàng)新發(fā)展的思路，起重機(jī)智能化應(yīng)用與安全風(fēng)險(xiǎn)防控等起重機(jī)安全、綠色、智能發(fā)展技術(shù)要求[10,11]。2021年11月，全國起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)決定組建全國起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電氣與智能化分技術(shù)委員會(huì)（編號SAC/TC227/SC7），從而適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，提升起重機(jī)械電氣與智能標(biāo)準(zhǔn)化水平，服務(wù)國家戰(zhàn)略發(fā)展，支撐產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，配合特種設(shè)備監(jiān)管，優(yōu)化標(biāo)委會(huì)組織建設(shè)，引領(lǐng)起重機(jī)械行業(yè)朝自動(dòng)化、智能化方向高質(zhì)量發(fā)展[12]。

4 智能起重機(jī)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

《智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021版）》的發(fā)布為智能制造各行業(yè)智能起重機(jī)的應(yīng)用，管理及安全要求的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)提供了建設(shè)指南。前期已發(fā)布相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)與團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)也為特定區(qū)域和特定行業(yè)的智能化起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)研究與實(shí)施提供了依據(jù)。但是，從總體上看還缺乏全國范圍內(nèi)通用的起重機(jī)智能化標(biāo)準(zhǔn)體系，更缺少基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)作為支撐。故建議智能起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)應(yīng)從以下幾點(diǎn)規(guī)劃與切入。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)

智能起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)研制需根據(jù)《智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021版）》確立標(biāo)準(zhǔn)化體系框架，研究基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)研究該領(lǐng)域內(nèi)的通用技術(shù)、安全技術(shù)、可靠性技術(shù)、檢測技術(shù)等內(nèi)容；關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究應(yīng)用在各細(xì)分行業(yè)的智能化起重機(jī)的通用性技術(shù)內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)、產(chǎn)生、安裝、管理、運(yùn)維、風(fēng)險(xiǎn)評估等內(nèi)容，同時(shí)也要考慮起重作為智能工廠、數(shù)字車間內(nèi)自動(dòng)化執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一部分，要制定起重機(jī)接收ERP、MES、MIS、SAP、WMS等上級管理系統(tǒng)的預(yù)設(shè)工作指令交互的數(shù)據(jù)與通訊安全性標(biāo)準(zhǔn)[13]。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)化的途徑與類型

標(biāo)準(zhǔn)化文件起草有2種途徑：1）在遵守GB/T 1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的基礎(chǔ)上自主研制標(biāo)準(zhǔn)化文件，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化對象與研制目的確定標(biāo)準(zhǔn)化文件的功能類型：術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)例如自動(dòng)化控制系統(tǒng)術(shù)語，自動(dòng)化專用吊具術(shù)語等；符號標(biāo)準(zhǔn)例如自動(dòng)化、智能化操作或運(yùn)行的警示與安全標(biāo)志等；分類標(biāo)準(zhǔn)例如智能物流、智能轉(zhuǎn)運(yùn)、智能加工等各類起重機(jī)的分類；試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)例如機(jī)械電氣安全試驗(yàn)，各類載荷試驗(yàn)等；規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)例如安裝規(guī)范，檢驗(yàn)規(guī)范等；規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)例如操作規(guī)程，維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程等。2）在遵守GB/T 1.1及GB/T 1.2《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第2部分：以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件起草規(guī)則》的原則上以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)起草國家標(biāo)準(zhǔn)化文件[14]。隨著國際市場對起重機(jī)械安全技術(shù)要求的提高，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)對減少技術(shù)性貿(mào)易壁壘、適應(yīng)國際貿(mào)易的需求具有非常重要的作用。因此，在遵守ISO/IEC相關(guān)版權(quán)與專利規(guī)則政策，結(jié)合國情等同或修改采用以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)起草我國的標(biāo)準(zhǔn)化文件，使我國生產(chǎn)的智能起重機(jī)與國際接軌，有助于提升我國智能起重機(jī)的技術(shù)水平。

4.3 各行業(yè)間標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)

目前，鋼鐵、有色金屬等行業(yè)正根據(jù)國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南制定包括無人起重機(jī)在內(nèi)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)。該類行業(yè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員主要由其行業(yè)內(nèi)專家構(gòu)成，業(yè)內(nèi)專家對鋼鐵、有色金屬行業(yè)的開采、冶煉、加工、物流運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)精通，但對起重機(jī)械作為特種設(shè)備的法律法規(guī)及安全技術(shù)要求并不專業(yè)，甚至制定的標(biāo)準(zhǔn)化文件可能會(huì)與起重機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)監(jiān)管政策或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不匹配。因此，各行業(yè)起草智能起重機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化文件時(shí)應(yīng)廣泛吸收起重機(jī)械行業(yè)專家，同時(shí)加強(qiáng)與起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的協(xié)調(diào)與溝通，使相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化文件與起重機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)政策標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。

5 結(jié)語

智能制造正在向制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、數(shù)字化示范工程建設(shè)發(fā)展。起重機(jī)械作為物料吊運(yùn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、倉儲(chǔ)的關(guān)鍵物流裝備，是打通智能制造各個(gè)環(huán)節(jié)的橋梁，應(yīng)加快智能起重機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)程，同時(shí)建議各行業(yè)與各社會(huì)團(tuán)體緊密圍繞新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式的發(fā)展制定各行業(yè)與各種類型智能起重機(jī)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到充分釋放市場主體標(biāo)準(zhǔn)化活力，提高產(chǎn)品和服務(wù)競爭力，助推高質(zhì)量發(fā)展。