“半盲猜”的筒倉庫位

兩年前的一個(gè)深夜，雷電交加，暴雨如注，張華聰還記得，他爬上50米高的筒倉倉頂，一遍一遍將皮尺伸入測(cè)量孔，確認(rèn)庫位的場(chǎng)景。

他所在的寶武環(huán)科湛江基地，主要生產(chǎn)流程是將鐵礦渣經(jīng)過篩選、粉磨成白色的超細(xì)礦粉。這種礦粉作為摻合料廣泛用于混凝土等建筑材料中，不僅能解決固體廢料占地、環(huán)境污染問題，還能提高混凝土品質(zhì)，將礦渣“變廢為寶”。

但爆庫（礦粉輸入量超過庫容）是一個(gè)嚴(yán)重且極端的風(fēng)險(xiǎn)，特別是雨天，下游需求量減少，但產(chǎn)線24小時(shí)不能停，礦粉源源不斷入庫時(shí)，為了保證不會(huì)爆庫，需要不斷確認(rèn)庫位。即使狂風(fēng)暴雨，張華聰也需要及時(shí)了解庫位，甚至每十分鐘都得確認(rèn)一遍。

庫位測(cè)量中，讓張華聰最頭疼的事，就是測(cè)不準(zhǔn)。湛江寶武環(huán)科儲(chǔ)存礦粉的圓形筒倉高50米、直徑18米，總庫容達(dá)8000噸， “平均1米的庫位誤差，就會(huì)帶來200-250噸礦粉的誤差?！睆埲A聰說。

在這個(gè)倉庫，他們采用的是“機(jī)械料位計(jì)+人工”雙重測(cè)量，但無論人工測(cè)還是機(jī)械測(cè)，都屬于單點(diǎn)測(cè)量，測(cè)量的數(shù)據(jù)只能代表局部的庫位，誤差不可避免。由于物料不停進(jìn)出和流動(dòng)，分布凹凸不均，經(jīng)常三次測(cè)量的數(shù)據(jù)都不一致，根本無法確定哪一次誤差更小，也無法準(zhǔn)確反映庫內(nèi)容積，只能根據(jù)手感和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)估。

這也是目前國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)倉儲(chǔ)，如水泥熟料庫這樣的設(shè)施庫位測(cè)量方式。

長(zhǎng)期以來，這種場(chǎng)景下，現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)倉庫庫位的認(rèn)知，都處于一半靠測(cè)，一半靠猜的“半盲猜”中。

然而，庫位數(shù)據(jù)是產(chǎn)能價(jià)值，精確的庫位測(cè)量是生產(chǎn)的指導(dǎo)手冊(cè)?！昂侠砜刂茙煳魂P(guān)乎整體產(chǎn)銷平衡，包括生產(chǎn)排產(chǎn)、對(duì)外銷售和安全管理?！睂毼洵h(huán)科湛江公司礦粉作業(yè)區(qū)作業(yè)長(zhǎng)周平介紹道。當(dāng)庫位過低而未及時(shí)加快生產(chǎn)時(shí)，便會(huì)無足夠的礦粉滿足客戶需求；庫位過高則存在爆庫風(fēng)險(xiǎn)，一旦礦粉外溢造成揚(yáng)塵污染，就是嚴(yán)重的環(huán)保事故。

轉(zhuǎn)變發(fā)生自2024年3月，湛江寶武環(huán)科將海康威視的三維掃描成像雷達(dá)裝入筒倉之后。

三維掃描成像雷達(dá)利用毫米波信號(hào)進(jìn)行非接觸測(cè)量，有很強(qiáng)的抗干擾性，能夠穿透粉塵、水霧，具有強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性。通過24小時(shí)360°連續(xù)高精度掃描，每5分鐘就能更新一次數(shù)據(jù)，還能實(shí)時(shí)展示筒倉內(nèi)礦粉3D形貌，讓湛江寶武環(huán)科對(duì)礦粉的高度、體積，終于實(shí)現(xiàn)了精確呈現(xiàn)和高效監(jiān)測(cè)，幫助解決測(cè)不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)不及時(shí)的難題。

從“半盲猜”到“心中有數(shù)“，湛江寶武環(huán)科庫位測(cè)量問題的解決，是?？道走_(dá)產(chǎn)品推進(jìn)工業(yè)場(chǎng)景數(shù)字化的一個(gè)縮影。如今，從水泥熟料庫、骨料庫、養(yǎng)殖飼料倉，到冶金原料倉、原料棚庫、火力發(fā)電煤倉、煤礦選煤廠筒倉等場(chǎng)景，都有海康工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品的應(yīng)用。

一維到四維全覆蓋，走向更多工業(yè)場(chǎng)景

“?？低曇沧隼走_(dá)？”

今年8月的中國國際測(cè)量控制與儀器儀表展上，海康威視雷達(dá)事業(yè)部帶去的幾百冊(cè)產(chǎn)品手冊(cè)以及名片，很快發(fā)放一空。

上面這個(gè)問題，是海康威視工業(yè)雷達(dá)行銷技術(shù)負(fù)責(zé)人金海善及其團(tuán)隊(duì)在展會(huì)上被問及最多的問題。

其實(shí)，?？翟诶走_(dá)領(lǐng)域已經(jīng)有10多年的積累，其工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品覆蓋了從一維物位測(cè)量到二維截面成像、三維體積成像、4D避障，并落地了不少應(yīng)用案例。

工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品體系的形成，是一個(gè)水到渠成的過程。

海康威視的雷達(dá)產(chǎn)品此前在車載、交通安防領(lǐng)域都有應(yīng)用，積累了完整的天線、射頻、硬件、軟件、算法系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力及量產(chǎn)工藝核心技術(shù)，并做出了交通流量、測(cè)速雷達(dá)，以及防洪防澇場(chǎng)景的雷達(dá)液位計(jì)等系列產(chǎn)品。

循著雷達(dá)液位計(jì)的方向，?？低晫⒛抗馔断蛄藨?yīng)用更為廣泛的流程工業(yè)領(lǐng)域。

雷達(dá)液位計(jì)本質(zhì)是非接觸測(cè)量液體高度，當(dāng)測(cè)量目標(biāo)為液體時(shí)，叫做“液位計(jì)“，當(dāng)測(cè)量目標(biāo)為固體時(shí)，叫做“料位計(jì)”，它們有一個(gè)統(tǒng)稱，叫“物位計(jì)”。

基于車載、交通安防的技術(shù)和量產(chǎn)工藝基礎(chǔ)，?？低曉?020年正式嘗試工業(yè)物位計(jì)。

在工業(yè)雷達(dá)的產(chǎn)品譜系中，物位測(cè)量屬于一維測(cè)量，核心技能是在各種復(fù)雜工況中連續(xù)、穩(wěn)定測(cè)量物料的高度。

落地一維物位測(cè)量產(chǎn)品的過程中，鋼鐵、冶金、養(yǎng)殖、建材等領(lǐng)域普遍存在的大型筒倉庫盤庫、料面監(jiān)測(cè)、輔助上下料控制等一維測(cè)量手段難以解決的場(chǎng)景，讓產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)看到了更大的機(jī)會(huì)。

如前文所述，大型筒倉“機(jī)械料位計(jì)+人工”的傳統(tǒng)測(cè)量方式存在一定的弊端，市面上的激光、超聲波等測(cè)量方式，并非解決這一場(chǎng)景問題的好辦法，而這卻是毫米波成像的強(qiáng)項(xiàng)。

2021年?？低晥F(tuán)隊(duì)開始在一維物位計(jì)基礎(chǔ)上做三維成像，開發(fā)出了基于毫米波技術(shù)的三維體積成像雷達(dá)，并由此進(jìn)入大型固體料倉的更深入的應(yīng)用場(chǎng)景。

此后，?？低曈謴牧鞒坦I(yè)向離散工業(yè)進(jìn)一步深化。

隨著一維物位測(cè)量、三維體積測(cè)量產(chǎn)品逐漸走進(jìn)更多的行業(yè)，機(jī)會(huì)之門自然而然開得更大。

比如，許多大型工程機(jī)械都是室外全天候作業(yè)，過去進(jìn)行避障主要通過激光，這便與筒倉的庫位測(cè)量踢到了同一塊絆腳石，即在雨水、粉塵、大霧等天氣無法正常工作。但這種平面避障產(chǎn)品與體積成像雷達(dá)在技術(shù)上有相通性。隨后，海康威視開發(fā)出了二維截面成像的毫米波雷達(dá)，檢測(cè)半徑能夠達(dá)到150米。由于機(jī)械作業(yè)時(shí)還有避障的需求，?？低曈謱⒋饲坝糜谲囕d的4D雷達(dá)技術(shù)遷移過來，開發(fā)了4D避障產(chǎn)品。

2023年，國內(nèi)雷達(dá)物位計(jì)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)到20億左右。海康威視的工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品也逐漸走向成熟。“從產(chǎn)品矩陣來看，?？低暤墓I(yè)雷達(dá)產(chǎn)品已經(jīng)形成比較完善的體系，包括一維物位測(cè)量、二維截面掃描、三維體積成像、4D避障全系列產(chǎn)品，我們會(huì)把現(xiàn)有的產(chǎn)品做得更好，也會(huì)根據(jù)場(chǎng)景需求，持續(xù)在四個(gè)維度產(chǎn)品矩陣中豐富產(chǎn)品類型?！苯鸷Ｉ茖?duì)雷峰網(wǎng)說。

然而，工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诋a(chǎn)品性能、場(chǎng)景適配性和穩(wěn)定性的要求都很高，工業(yè)雷達(dá)團(tuán)隊(duì)剛開始在市場(chǎng)開拓上也并非一帆風(fēng)順。

對(duì)于不少用戶來說，?？低暿且晃弧袄吓笥选?，雙方在安防領(lǐng)域早有合作，基于之前合作建立的默契與對(duì)海康威視品牌的認(rèn)可，這些用戶在海康威視雷達(dá)產(chǎn)品進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域之初，便早早的關(guān)注到，并自然地開啟了合作。

然而還有更多的一些情況是，與不熟悉的客戶打交道。“和客戶、用戶的溝通中，碰到更多的還是認(rèn)知與信任的問題?！苯鸷Ｉ茖?duì)雷峰網(wǎng)(公眾號(hào)：雷峰網(wǎng))說。

前期做試點(diǎn)項(xiàng)目過程中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有意思的事情：許多客戶剛開始并不知道?？低曈欣走_(dá)產(chǎn)品，但最終交給?？底龅模滞请y以搞定的高難度場(chǎng)景。

一維物位測(cè)量的技術(shù)和產(chǎn)品已然十分成熟，客戶尚無足夠動(dòng)力更換現(xiàn)有的成熟合作方。而海康威視恰好擁有從一維到四維的雷達(dá)產(chǎn)品，所以一些客戶會(huì)選擇讓?？低晱妮^難的一兩個(gè)場(chǎng)景開始嘗試。認(rèn)為只要能夠解決這些較難的場(chǎng)景，那么其他場(chǎng)景應(yīng)該也不會(huì)有問題。

“用技術(shù)創(chuàng)新，為具體的場(chǎng)景難題，帶來新的解決思路，帶來一些不一樣的變化，這是?？低暤膹?qiáng)項(xiàng)，因?yàn)槲覀儗?duì)技術(shù)一直有很大的持續(xù)的投入?！痹诮鸷Ｉ瓶磥恚霸诠I(yè)雷達(dá)領(lǐng)域，攻克了這些高難度場(chǎng)景，反過來也會(huì)進(jìn)一步提升對(duì)我們的信任度。”

從場(chǎng)景中來，到場(chǎng)景中去

要做好工業(yè)場(chǎng)景，最關(guān)鍵的是要懂得如何“從場(chǎng)景中來，到場(chǎng)景中去”。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，流程工業(yè)十多個(gè)行業(yè)，僅涉及測(cè)物位的就有500多個(gè)場(chǎng)景，測(cè)量對(duì)象更是千差萬別。

“毫米波雷達(dá)技術(shù)有一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)叫‘介電常數(shù)’，不同的物質(zhì)介電常數(shù)不一樣，高溫、高壓、腐蝕、防爆等也都分為不同等級(jí)。毫米波雷達(dá)測(cè)量技術(shù)在各行各業(yè)雖是剛需，但場(chǎng)景比較碎片化，對(duì)連續(xù)性、穩(wěn)定性要求也很高?！苯鸷Ｉ平忉尩?。

除了不斷完善技術(shù)和產(chǎn)品，?？低暪I(yè)雷達(dá)產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)必須得一個(gè)接一個(gè)場(chǎng)景去學(xué)習(xí)、去理解、去積累經(jīng)驗(yàn)和打磨產(chǎn)品，給用戶提供能夠切實(shí)帶來改變的產(chǎn)品和方案。

金海善還記得第一次在西北一家氧化鋁工廠落地設(shè)備的情形。這個(gè)位于我國西北地區(qū)的氧化鋁工廠，所處位置十分偏僻，出去找一家飯館都要開車好久。而客戶在嘗試了國內(nèi)外諸多產(chǎn)品卻均以失敗告終后，對(duì)該筒倉雷達(dá)測(cè)物位這個(gè)應(yīng)用已經(jīng)快要失去信心。

由于氧化鋁粉介電常數(shù)低，回波信號(hào)特別弱，給毫米波料面測(cè)量帶來很大挑戰(zhàn)。

?？低暤漠a(chǎn)品剛在這個(gè)氧化鋁粉筒倉測(cè)試時(shí)，也面臨了類似的問題：筒倉鋼結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，震動(dòng)強(qiáng)，電磁干擾嚴(yán)重，信號(hào)干擾強(qiáng)，雷達(dá)點(diǎn)云圖上出現(xiàn)了大量雜波和多徑效應(yīng)，且有明顯遮擋，但由于筒倉時(shí)間比較久，根本找不到筒倉cad圖紙。筒倉相當(dāng)于一個(gè)黑盒子，數(shù)據(jù)優(yōu)化不知從何處入手。

于是，問題很快匯報(bào)到了總部。做這樣高難度的場(chǎng)景，投入較大，但一旦突破就是一個(gè)很好的案例，在綜合評(píng)估具備可行性后，?？迪露Q心一定要想辦法把這個(gè)場(chǎng)景做出來。

由于內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)情況不清楚，?？低曇爰す饫走_(dá)，在不上下料的時(shí)候，掃描獲取筒倉內(nèi)部點(diǎn)云圖，輔助識(shí)別筒倉內(nèi)部數(shù)據(jù)過濾區(qū)域，并優(yōu)化毫米波數(shù)據(jù)模型。并且針對(duì)震動(dòng)、大量雜波、多徑、遮擋難題，進(jìn)行算法策略優(yōu)化，以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)適配。

經(jīng)過一個(gè)多月現(xiàn)場(chǎng)蹲點(diǎn)和總部各團(tuán)隊(duì)的協(xié)同攻關(guān)，難題和挑戰(zhàn)被一個(gè)個(gè)攻克，最終能夠準(zhǔn)確測(cè)量出筒倉內(nèi)氧化鋁粉的最高、最低、平均料位，同步直觀顯示料面彩色點(diǎn)云圖。

目前，?？低暤暮撩撞ɡ走_(dá)已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行超過一個(gè)月，幾次高低料位報(bào)警都非常準(zhǔn)確，雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)也與生產(chǎn)數(shù)據(jù)高度匹配，再也不用每天爬上三五十米高的人工梯進(jìn)行料位測(cè)量。

他也還記得第一次遇到PLC （可編程繼電保護(hù)控制系統(tǒng)）電壓不穩(wěn)，影響雷達(dá)使用的情形。

那是一個(gè)鋼鐵廠煤筒倉的料位測(cè)量項(xiàng)目，設(shè)備安裝完成后，出現(xiàn)數(shù)據(jù)跳變頻率較高的情況，團(tuán)隊(duì)嘗試了優(yōu)化算法、添加各種結(jié)構(gòu)件等多種辦法，前后共耗費(fèi)近一個(gè)月時(shí)間才定位到是PLC電壓不穩(wěn)定原因。解決問題遠(yuǎn)比發(fā)現(xiàn)問題快得多，通過增加一個(gè)穩(wěn)壓模塊，不到一天就解決了這個(gè)困擾團(tuán)隊(duì)近一個(gè)月的難題，至今穩(wěn)定運(yùn)行超過半年。

碎片化的工業(yè)場(chǎng)景中，類似的“難點(diǎn)時(shí)刻”還有很多，但在金海善看來，沒有捷徑，只能保持空杯的心態(tài)，一個(gè)個(gè)場(chǎng)景的去磨?！霸诠I(yè)領(lǐng)域，不同行業(yè)、不同場(chǎng)景的問題有時(shí)看似相似，實(shí)則在共性基礎(chǔ)上又各有不同，需要因地制宜進(jìn)行解決。做一個(gè)場(chǎng)景，就要吃透一個(gè)場(chǎng)景，我們希望用更多的技術(shù)投入，更快的響應(yīng)速度，與客戶更好的配合，來快速迭代產(chǎn)品，幫更多企業(yè)解決一個(gè)個(gè)具體的問題，在這個(gè)過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力”。

不僅在工業(yè)雷達(dá)領(lǐng)域，近年來，?？低暢死^續(xù)在安防行業(yè)穩(wěn)扎穩(wěn)打，已有越來越多的技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案，運(yùn)行在工業(yè)產(chǎn)線和制造現(xiàn)場(chǎng)。在AIoT 戰(zhàn)略下，場(chǎng)景數(shù)字化正承擔(dān)起?？低暤诙鲩L(zhǎng)曲線的重任。

雷達(dá)產(chǎn)品線可以被看做一個(gè)縮影，?？低曊峭ㄟ^類似上述的一個(gè)個(gè)具體而微的案例，一步步深入千行百業(yè)的場(chǎng)景數(shù)字化過程中。

做場(chǎng)景數(shù)字化的「集大成者」

企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，正從信息化，走向場(chǎng)景數(shù)字化的深水區(qū)。

制造業(yè)企業(yè)圍繞生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)等主要的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，過去幾年已完成大量IT信息化工作。但在產(chǎn)線、車間、工廠中，具體生產(chǎn)場(chǎng)景的數(shù)字化升級(jí)，仍然缺少關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及合適的數(shù)字化工具，這也是企業(yè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)增效、提質(zhì)、降本，以提升競(jìng)爭(zhēng)力的可為空間。

然而，要用數(shù)字化手段去實(shí)現(xiàn)這些場(chǎng)景的升級(jí)，必須從實(shí)際的需求出發(fā)，一步一步去落地。這也是海康威視 “場(chǎng)景數(shù)字化”真正想要幫助企業(yè)做到的：到一個(gè)個(gè)具體的場(chǎng)景中，解決一個(gè)個(gè)具體的問題。

不同行業(yè)、不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的特定數(shù)字化問題，需要不同的技術(shù)手段來解決，這需要不斷積累技術(shù)和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。目前，?？低曇呀?jīng)從可見光拓展到X光、紅外、毫米波、可聽聲、超聲等感知領(lǐng)域，廣泛布局了電磁波與機(jī)械波等技術(shù)和產(chǎn)品。在30000多款型號(hào)的硬件產(chǎn)品之外，?？低曔€推出了諸多的數(shù)字化產(chǎn)品來滿足各行各業(yè)不同場(chǎng)景的數(shù)字化應(yīng)用需求。

“?？低暡蛔非箢嵏彩郊夹g(shù)去解決問題，但會(huì)提供很多不同技術(shù)的產(chǎn)品，融合了多種技術(shù)的產(chǎn)品，去解決某個(gè)具體問題?！焙？低暥麻L(zhǎng)胡揚(yáng)忠說。

做場(chǎng)景數(shù)字化的集大成者，是?？低暤哪繕?biāo)。從工業(yè)雷達(dá)產(chǎn)品的發(fā)展歷程來看，在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型這場(chǎng)深遠(yuǎn)且充滿無限可能的征途上，?？低暼孕枥^續(xù)在“田間地頭”精耕細(xì)作，把握住時(shí)代賦予的龐大產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。

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