L'introduction détaillée des ponts roulants intelligents

Comparé aux grues classiques, ponts roulants intelligents L'intelligence artificielle remplace ou assiste le travail mental humain en se basant sur le remplacement du travail physique. L'intégration de capteurs, de logiciels de prise de décision intelligents et de grues permet d'assurer la perception, l'analyse, le raisonnement, la prise de décision et le contrôle.
Cette fonction permet l'interaction et l'intégration entre l'humain et les objets, remplaçant la perception, la prise de décision et l'exécution manuelles, et permettant ainsi à la grue de s'adapter aux changements de son environnement de travail. Son fonctionnement est identique à celui d'une grue classique, mais la commande intelligente intégrée peut se substituer à la vue, à l'ouïe et à l'odorat humains.
Les organes sensoriels, tels que les sens et les membres, remplacent le jugement de l'opérateur pour effectuer les actions correspondantes, assurant ainsi la reconnaissance, la perception, l'opération et la gestion lors du fonctionnement de la grue.

Technologies clés des grues intelligentes

Dans le processus de perception, de prise de décision et d'exécution pour le compte de l'opérateur, la grue doit détecter automatiquement la position des charges à soulever, les identifier et les vérifier, les saisir et les déposer automatiquement, sélectionner et optimiser automatiquement la trajectoire de levage, compenser les oscillations du système de levage flexible, démarrer et arrêter avec précision le positionnement des charges, enregistrer et surveiller l'état de fonctionnement de ses propres équipements pendant le fonctionnement automatique, diagnostiquer automatiquement les pannes et déclencher des alarmes. Par conséquent, l'intelligence artificielle des grues nécessite des avancées technologiques majeures.

Technologie d'identification, de vérification, de retour d'information et de stockage des informations

Selon leur forme, leur mode d'emballage, leur stockage et leur mode de transport, les articles à soulever comprennent généralement : des rouleaux (bobines d'acier, rouleaux de papier, rouleaux de film, etc.), des boîtes (conteneurs, caisses de matériaux, caisses de transfert, etc.), des blocs (plaques d'acier, ébauches d'acier, éléments de blindage, etc.), des paquets (tuyaux d'acier, barres d'armature, rails, profilés d'acier, etc.), des disques (câbles, fils machine, etc.), des pièces (seaux, sacs, etc.), des racines (rails, poutres en I, profilés d'acier en H, etc.), etc.

L'identification, l'inspection et le retour d'information automatiques sur les articles à différents stades constituent des moyens normalisés d'encodage, de collecte, de gestion et de transmission des données, et sont à la base du fonctionnement des grues intelligentes. Cette technologie englobe l'encodage, la collecte, l'identification, la gestion et la transmission des données d'information relatives aux articles. Elle inclut la reconnaissance de codes-barres, la reconnaissance par radiofréquence RFID, la reconnaissance vocale, la reconnaissance optique de caractères, la reconnaissance magnétique et d'autres technologies de reconnaissance d'informations spécifiques, ainsi que la reconnaissance d'images, de graphiques, la reconnaissance biométrique et d'autres technologies de reconnaissance d'informations sous forme d'images et de graphiques. Les informations relatives aux articles, stockées après identification et inspection, doivent être universelles, uniques, stables et non reproductibles.

Technologie de positionnement spatial

Bien que certains produits domestiques haut de gamme utilisent la technologie de positionnement tridimensionnel, la précision de ce positionnement reste limitée par l'erreur cumulée de l'ensemble du système et ne peut atteindre une haute précision. Actuellement, deux méthodes de positionnement sont couramment utilisées : l'adressage relatif, généralement mis en œuvre par des codeurs rotatifs, la télémétrie laser ou radar, la reconnaissance visuelle, etc. ; et l'adressage absolu, généralement mis en œuvre par des capteurs de position, des câbles de codage (bus Gray), des codeurs linéaires, des codes-barres BPS, des chaînes porte-pignons, ainsi que par des systèmes d'adressage absolu en temps réel tels que la radio, l'infrarouge, la radiofréquence sans fil et le GPS. Grâce aux progrès des technologies de communication sans fil, la précision du positionnement cellulaire et des technologies de positionnement sans fil d'intérieur, comme le Wi-Fi, le Bluetooth, l'infrarouge, l'ultra-large bande, la RFID et les ultrasons, s'est considérablement améliorée, et ces technologies sont de plus en plus utilisées pour le positionnement des équipements mécaniques.

La technologie de positionnement des grues implique non seulement la surveillance de l'apparence, la détection des espaces vacants et les méthodes d'identification et de positionnement unidimensionnelles, bidimensionnelles et tridimensionnelles de l'emplacement de stockage réel des articles soulevés, mais aussi pont roulant dispositifs de récupération (crochets, supports de chargement, ventouses, pinces, etc.) seau de récupération, etc.) méthodes de reconnaissance et de positionnement d'adresses unidimensionnelles, bidimensionnelles et tridimensionnelles.

Du fait de la grande portée de la grue, il est difficile d'atteindre la précision de positionnement requise avec une seule méthode. C'est pourquoi la technologie de positionnement complète « adressage par approche relative + positionnement absolu » est souvent utilisée pour un positionnement précis sur de vastes zones et dans des environnements complexes. Comparée aux méthodes de simple reconnaissance d'adresse absolue ou relative et de positionnement, elle est plus précise, plus stable, plus économique, moins exigeante en termes de qualité pour les projets de génie civil et mieux adaptée aux environnements difficiles où travaillent des engins de levage.

dispositif intelligent de récupération d'objets

Plus de 951 000 tonnes de dispositifs de levage pour grues utilisent des crochets, qui ne peuvent être levés que manuellement pour certains types d'objets. Leur faible polyvalence limite l'automatisation des équipements de levage et de manutention. Pour le levage et le transport de divers articles tels que des matériaux en vrac, des caisses, des paquets, des rouleaux, etc., les grues intelligentes doivent être équipées de dispositifs de prélèvement automatiques ou d'écarteurs intelligents, notamment des crochets de levage automatiques, des crochets en C, des ventouses électromagnétiques, des ventouses à vide, des pinces, des poutres de suspension, des réservoirs d'écartement de caisses, des bennes preneuses, des grappins, etc. En fonction de la nature des objets levés, le développement de dispositifs de prélèvement automatiques ou d'écarteurs intelligents adaptés aux applications de grue, permettant un accès automatique à la grue, est essentiel pour rendre les grues intelligentes.

Technologie anti-balancement électronique pour la planification de trajectoire et les systèmes de levage flexibles

La planification de la trajectoire et le contrôle de positionnement anti-balancement du système de levage flexible sont indispensables au fonctionnement d'une grue. Lors de son utilisation, les accélérations et décélérations des camions, de différentes tailles, ainsi que le levage de la charge, engendrent des balancements de cette dernière, affectant l'efficacité de la grue et pouvant provoquer des accidents. Actuellement, les technologies de contrôle en boucle ouverte et en boucle fermée sont couramment employées pour la planification de la trajectoire et le contrôle anti-balancement. La méthode de contrôle en boucle ouverte comprend principalement le contrôle anti-balancement basé sur la mise en forme des entrées et celui basé sur la planification de trajectoire. Parmi les nombreuses méthodes de contrôle en boucle fermée, on peut citer la linéarisation par retour d'état, le contrôle à gain variable, le contrôle par modes glissants, le contrôle prédictif, le contrôle flou, le contrôle par réseau de neurones, le contrôle passif, etc.

Pour les opérations de levage et de manutention en présence d'obstacles fixes, la planification de trajectoire statique est suffisante. Cependant, lorsque les obstacles sont imprévisibles ou lorsque plusieurs grues fonctionnent simultanément, une méthode de planification de trajectoire dynamique est nécessaire pour obtenir en temps réel une trajectoire sûre. Ces dernières années, des chercheurs ont proposé des algorithmes de planification efficaces pour les trajectoires de grues, tels que la méthode du champ de potentiel artificiel, l'algorithme de repères probabilistes, l'algorithme d'arbre couvrant aléatoire rapide, l'algorithme génétique et l'algorithme des colonies de fourmis.

Avec le développement des technologies de communication mobile sans fil, des capteurs (gyroscopes, accéléromètres, capteurs d'orientation, etc.) sont installés sur les palans ou les dispositifs de levage pour assurer le positionnement tridimensionnel, la planification de trajectoire et le contrôle anti-balancement des objets soulevés. Leur utilisation se généralise.

Technologie de détection d'état et de diagnostic automatique des pannes

La surveillance de l'état consiste à comprendre et à maîtriser le fonctionnement des équipements via différents canaux. Le diagnostic des pannes s'appuie sur les informations issues de cette surveillance, combinées au principe de fonctionnement, aux caractéristiques structurelles, aux paramètres de fonctionnement et à l'historique de l'équipement, afin d'analyser les pannes potentielles, de prévoir, d'analyser et de diagnostiquer les pannes survenues ou en cours, et d'en déterminer la nature, la catégorie, l'étendue, la localisation et l'évolution. La surveillance de l'état et le diagnostic des pannes permettent de limiter efficacement les pertes dues aux pannes et les coûts de maintenance des équipements.

Les paramètres de surveillance courants à contrôler lors du fonctionnement d'un appareil de levage comprennent la charge soulevée, le moment de gravité, la hauteur de levage/la profondeur de descente, la course, l'amplitude et la déflexion du chariot élévateur, le niveau, la vitesse du vent, l'angle de rotation, la distance de sécurité du mécanisme de roulement, la verticalité des stabilisateurs, le temps de fonctionnement, le temps de fonctionnement cumulé et la durée de chaque cycle. Les indicateurs d'état couramment surveillés incluent l'état du moteur, des freins, du convertisseur de fréquence, de la résistance au vent et des dispositifs antidérapants, des limites de sécurité des portes de protection et des verrouillages entre les mécanismes, des paramètres de fonctionnement, de l'enrouleur du câble d'alimentation et des trous de passage. Un système d'acquisition vidéo permet de contrôler la rigidité du pont, le système d'autodétection en temps réel de la résistance, etc.

Technologie de surveillance en ligne en temps réel et de diagnostic à distance

Le système comprend la surveillance par capteurs, la transmission sans fil en temps réel, la gestion des données, l'interrogation d'informations, l'analyse des causes profondes des pannes, l'analyse des tendances, le diagnostic expert, la prédiction et la prévision d'état, la surveillance à distance via l'Internet des objets et d'autres technologies. L'installation de passerelles de surveillance sur les équipements existants permet la transmission de données via les réseaux Wi-Fi ou 3G afin de collecter les données relatives à l'état de fonctionnement et aux pannes, permettant ainsi la surveillance à distance et la gestion visuelle. L'intégration du système de gestion à distance fourni avec les nouveaux équipements permet d'établir une plateforme de gestion unifiée. L'intégration du système de gestion de la maintenance des actifs améliore l'efficacité de la maintenance et les performances des équipements. Le système fournit un mécanisme de coordination et de coopération pour la maintenance d'urgence en réseau, obtient l'état des équipements en temps réel grâce à la relève des compteurs sans fil, génère automatiquement des plans de maintenance et d'inspection et met progressivement en œuvre une maintenance prédictive basée sur l'analyse des données.

La maintenance prédictive, mise en œuvre via un réseau informatique, repose sur la surveillance de l'état et le diagnostic des pannes. Elle s'appuie sur l'état réel des équipements et un système de maintenance qui élabore des plans de maintenance prédictive en fonction des besoins de production. L'objectif est d'assurer en temps réel l'immobilisation, le remplacement des pièces concernées et la maintenance des équipements dont l'état est confirmé. À partir de la maintenance corrective et planifiée, il est possible d'anticiper les pannes, d'identifier leur origine, leur type, leur degré et leur localisation précise, et d'en prédire l'évolution. La détection précoce des défaillances permet de prendre les mesures appropriées pour éviter, ralentir et réduire la fréquence des incidents majeurs. En cas de panne, les informations complètes relatives à son déroulement sont automatiquement enregistrées pour une analyse ultérieure des causes, afin d'éviter toute récidive. L'analyse des anomalies de fonctionnement des équipements permet de déterminer la cause, le degré, la localisation et l'évolution de la panne, fournissant ainsi une base scientifique pour la maintenance préventive et corrective, prolongeant le cycle de vie des équipements et limitant efficacement les pertes et les coûts de maintenance. En fonction de l'état, les informations obtenues grâce à la surveillance sont combinées au principe de fonctionnement, aux caractéristiques structurelles, aux paramètres de fonctionnement et aux conditions historiques de l'équipement afin d'analyser et de prédire les pannes possibles, ce qui permet de comprendre pleinement les performances de l'équipement et de fournir des preuves solides pour améliorer les niveaux de conception, de fabrication et de maintenance.

Suivi et gestion d'ensembles complets de ponts roulants

En fonction des modes d'empilage et des exigences de stockage de différents articles tels que les matériaux en vrac, les caisses, les paquets, les rouleaux, etc., un système de surveillance et de gestion (MWS) pour grues intelligentes a été développé. Ce système repose sur des technologies clés telles que l'identification, le positionnement, l'accès et la surveillance, et comprend des sous-systèmes d'interface et d'inventaire de l'espace de chargement. Le système inclut également un sous-système de gestion, un sous-système d'identification des articles, un sous-système de répartition et d'opération de la grue, ainsi qu'un sous-système de positionnement spatial. Ce système permet un fonctionnement intelligent, efficace et sûr de la grue.

En conclusion

La demande en grues intelligentes dans les secteurs de la fabrication intelligente, de la logistique intelligente, de la maintenance intelligente et autres est en constante augmentation, offrant de vastes perspectives d'application. Les technologies clés mentionnées ci-dessus seront intégrées à des solutions d'application pour grues intelligentes (logiciels, nouveaux produits, nouvelles technologies, etc.) afin de constituer un ensemble complet d'équipements pour l'ingénierie. Ces solutions pourront être utilisées pour le transfert de marchandises dans les industries métallurgiques, papetières, automobiles et autres secteurs de la fabrication intelligente, ainsi que pour l'entreposage et la manutention dans le domaine de la logistique. La grue intelligente automatise le flux de processus et surveille et enregistre en temps réel son état de fonctionnement, optimisant ainsi la productivité et réduisant les coûts d'exploitation. Le système intelligent de surveillance et d'exploitation assure la maintenance intelligente des engins de levage en service. Grâce à la détection à distance et à l'analyse statistique des données massives, la maintenance prédictive et l'estimation de la durée de vie restante sont réalisées. Les données accumulées serviront de base à la conception de la grue, améliorant ainsi sa conception globale et optimisant de manière ciblée sa sécurité intrinsèque et ses performances.