一、應(yīng)用背景

對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)材料進(jìn)購(gòu)量、生產(chǎn)消耗量、出庫(kù)量的盤存管理是優(yōu)化管理和降低生產(chǎn)成本的重要環(huán)節(jié)。為了方便企業(yè)核算生產(chǎn)成本、評(píng)估企業(yè)效率并科學(xué)地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行管理，需要快速、精確地測(cè)量生產(chǎn)資料的存儲(chǔ)量和消耗量。庫(kù)存的準(zhǔn)確測(cè)量不僅能為核算生產(chǎn)消耗和生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)，也有助于企業(yè)管理資產(chǎn)，同時(shí)還能為企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益，從而避免無(wú)形中流失巨大資金成本。

二、業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

企業(yè)生產(chǎn)中用于生產(chǎn)的原材料堆料庫(kù)儲(chǔ)量控制需要恰到好處，儲(chǔ)備太少影響企業(yè)正常生產(chǎn)，儲(chǔ)備太多阻礙資金周轉(zhuǎn)，影響企業(yè)效益。

傳統(tǒng)堆料體積測(cè)量以人工測(cè)量為主，當(dāng)前的方式也面臨很多問(wèn)題：

（1）盤庫(kù)效率低：人工測(cè)量工作量大、時(shí)間長(zhǎng)。另外，部分場(chǎng)景環(huán)境惡劣，比如水泥熟料庫(kù)的高溫，煤堆庫(kù)、礦石庫(kù)的粉塵等，對(duì)工作人員會(huì)造成一定程度的損傷。

（2）測(cè)量精度低：人工測(cè)量中大型堆料庫(kù)的方式主要是人工操作機(jī)器將物料堆整理，形成規(guī)則的立體形狀，再結(jié)合人工測(cè)量的堆料參數(shù)，最后估算出煤堆的近似體積，所得的結(jié)果往往誤差很大。整個(gè)過(guò)程需要幾個(gè)工作人員花費(fèi)1到2天甚至更多時(shí)間才能完成測(cè)量。測(cè)量結(jié)果的精度還很依賴工作人員的操作是否到位，人工干擾因素過(guò)多，最后測(cè)量的物料堆體積不夠精準(zhǔn)。

（3）管理困難：人工測(cè)量數(shù)據(jù)只能通過(guò)手工記錄再導(dǎo)入到企業(yè)的庫(kù)存管理系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程中存在數(shù)據(jù)丟失和錄入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)據(jù)存檔困難，不易進(jìn)行在線數(shù)字化管理。

三、方案說(shuō)明

綜上所述，我們需要建立起數(shù)字化堆料體積測(cè)量盤庫(kù)系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的耗時(shí)耗力的人工測(cè)量方法。介可視的全景掃描系統(tǒng)正可以解決這個(gè)問(wèn)題。管理生產(chǎn)過(guò)程、模擬堆料外形、輔助預(yù)測(cè)生產(chǎn)消耗，最終達(dá)到優(yōu)化庫(kù)存量、減少成本支出、減少多余生產(chǎn)流程的目的。實(shí)現(xiàn)堆料測(cè)量的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和數(shù)字化盤點(diǎn)。

方案前端設(shè)備主要由介可視全景掃描系統(tǒng)和體積成像主機(jī)組成，全景掃描系統(tǒng)通過(guò)掃描獲得堆料數(shù)據(jù)，體積成像主機(jī)接收數(shù)據(jù)后計(jì)算獲得堆料體積。在粉塵相對(duì)較大的環(huán)境下，采用毫米波成像雷達(dá)，不受雨水、灰塵、光照等環(huán)境因素影響，成像效果較好。

全景掃描系統(tǒng)通過(guò)二維軸向360°旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)到空間范圍內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)掃描成像。全景掃描系統(tǒng)安裝在庫(kù)房頂部，在料堆上方吊裝；現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)房較大，也可以安裝多個(gè)全景掃描系統(tǒng)，最終數(shù)據(jù)匯總到平臺(tái)進(jìn)行整合拼接工作。

安裝示意圖如下：

全景掃描系統(tǒng)是由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、電機(jī)等基本組成，通過(guò)發(fā)射電磁波，電磁波經(jīng)過(guò)目標(biāo)物體進(jìn)行反射，雷達(dá)接收到目標(biāo)反射信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取目標(biāo)距全景掃描系統(tǒng)之間的方位和距離信息，通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)360°掃描，生成高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成像，輸出制定區(qū)域內(nèi)堆料體積信息。采用80GHz FMCW技術(shù)，具有較高的分辨率和可靠的環(huán)境適應(yīng)性和高精度探測(cè)能力，不受粉塵、光線、雨水等影響，可應(yīng)用水泥、煤炭、發(fā)電、鋼鐵、采礦、糧倉(cāng)等場(chǎng)景。

體積成像主機(jī)是一款高性能的堆料體積測(cè)量主機(jī)，負(fù)責(zé)讀取全景掃描系統(tǒng)探測(cè)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)并利用高性能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出堆料的體積和三維建模效果圖。