一、應(yīng)用背景

對于生產(chǎn)企業(yè)來說，生產(chǎn)材料進(jìn)購量、生產(chǎn)消耗量、出庫量的盤存管理是優(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、評估企業(yè)效率并科學(xué)地對生產(chǎn)過程進(jìn)行管理，需要快速、精確地測量生產(chǎn)資料的存儲量和消耗量。庫存的準(zhǔn)確測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)，同時還能為企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益，從而避免無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)的原材料堆料庫儲量控制需要恰到好處，儲備太少影響企業(yè)正常生產(chǎn)，儲備太多阻礙資金周轉(zhuǎn)，影響企業(yè)效益。

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

（1）盤庫效率低：人工測量工作量大、時間長。另外，部分場景環(huán)境惡劣，比如水泥熟料庫的高溫，煤堆庫、礦石庫的粉塵等，對工作人員會造成一定程度的損傷。

（2）測量精度低：人工測量中大型堆料庫的方式主要是人工操作機器將物料堆整理，形成規(guī)則的立體形狀，再結(jié)合人工測量的堆料參數(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。整個過程需要幾個工作人員花費1到2天甚至更多時間才能完成測量。測量結(jié)果的精度還很依賴工作人員的操作是否到位，人工干擾因素過多，最后測量的物料堆體積不夠精準(zhǔn)。

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

三、方案說明

綜上所述，我們需要建立起數(shù)字化堆料體積測量盤庫系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的耗時耗力的人工測量方法。介可視的全景掃描系統(tǒng)正可以解決這個問題。管理生產(chǎn)過程、模擬堆料外形、輔助預(yù)測生產(chǎn)消耗，最終達(dá)到優(yōu)化庫存量、減少成本支出、減少多余生產(chǎn)流程的目的。實現(xiàn)堆料測量的實時性、準(zhǔn)確性和數(shù)字化盤點。

方案前端設(shè)備主要由介可視全景掃描系統(tǒng)和體積成像主機組成，全景掃描系統(tǒng)通過掃描獲得堆料數(shù)據(jù)，體積成像主機接收數(shù)據(jù)后計算獲得堆料體積。在粉塵相對較大的環(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)安裝在庫房頂部，在料堆上方吊裝；現(xiàn)場庫房較大，也可以安裝多個全景掃描系統(tǒng)，最終數(shù)據(jù)匯總到平臺進(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、接收機、電機等基本組成，通過發(fā)射電磁波，電磁波經(jīng)過目標(biāo)物體進(jìn)行反射，雷達(dá)接收到目標(biāo)反射信號進(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，通過電機旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)360°掃描，生成高密度點云數(shù)據(jù)實現(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、糧倉等場景。

體積成像主機是一款高性能的堆料體積測量主機，負(fù)責(zé)讀取全景掃描系統(tǒng)探測的點云數(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。