背景
台灣其中一間最大的鋼鐵公司，主要產品包括鋼板、鋼條、電磁鋼捲和熱浸鍍鋅鋼捲。該公司出貨的鋼捲重達數十噸。這些「重型」貨物由起重設備「EOT 起重機」搬運、加工和出貨。透過在工廠區域內水平和垂直移動，它可以將鋼捲吊起並運輸到指定位置，管理數千噸鋼捲在工廠和倉庫的進出。
挑戰
EOT 起重機之前為人工操作。操作人員進入懸掛在天花板上的駕駛座，控制鋼捲的吊掛和運輸。然而，環境溫度高且有風險。而操作員在工作時間方面有限制，需要至少 4 小時的休息。
此外，一旦 EOT 起重機發生故障，可能會導致整個生產線完全停頓，造成高達數百萬美元的損失。人工檢查需要定期維護。現場環境非常惡劣。如果人們頻繁前往現場進行測量，存在安全風險。
解決方案
機器視覺分析: NISE 3910E
為了克服這些挑戰，鋼鐵公司開發了無人操作的自動化 EOT 起重機系統。該系統由 PoE 攝影機、3D 掃描儀、用於機器視覺（AI/ML 演算法）和通訊的工業電腦、PLC 和 HMI (人機介面)所組成。
安裝在 EOT 起重機上的 NISE 3910E 提供了強大的保護，抵禦各種環境挑戰。值得注意的是，它具有寬溫、抗衝擊和振動的特性，使其特別適用於鋼鐵製造商嚴苛的倉庫環境。透過 COM 埠電源隔離設計，NISE 3910E 可防止惡劣環境下的電壓過載，提高了系統的可靠性。
為了創建無人 EOT 起重機，首頁任務為滿足機器視覺的解決方案。鋼鐵公司透過工業電腦 將操作員看到的視覺訊息透過起重機轉換為邏輯控制命令。NISE 3910E 搭載第 8 代和第 9 代 Intel® Core™ 處理器，經由 PoE LAN 埠整合了高解析度的攝影機和 3D 掃描儀作為機器視覺的圖像輸入，並透過 PCIe 插槽上的 GPU 卡實現最大圖形處理性能，從圖像處理/優化到機器學習和機器視覺/物體識別，有效滿足工業上AI應用的要求。
高解析度攝影機安裝在無人 EOT 起重機上，以捕捉拖車平台的2D影像，而 3D 掃描儀能夠重建2D影像上的垂直坐標。這項開發對電腦視覺技術有了重大的改善。這些圖像會被傳送到起重機操作員使用的人機界面。操作員會在螢幕上確認鋼捲的存放位置，控制電腦會自動將此存放位置轉換為坐標並發送到 EOT 起重機控制系統進行吊掛。
除了使用機器視覺系統精確定位鋼捲儲存位置外，公司還開發了各種智能物流相關技術。其中包括優化鋼捲吊掛排程系統、使用 AI 計算最佳吊掛路徑，以及建立無人倉庫的排程優化系統。該系統可以準確預測操作時間，允許貨運司機在適當的時間到達倉庫進行裝卸任務。
此外，透過分析數十萬鋼捲進出倉庫的過程，鋼鐵公司在其倉庫管理系統中創建了一個優化的儲存位置功能。這確保了每卷鋼捲都可以使用最少的吊掛操作和最短距離交付給客戶。
在吊掛操作期間，鋼鐵公司設計了一種多功能智能提升夾具，可以識別捲材的身分，檢測捲材的中心，並準確地吊掛和運輸鋼捲。此外，夾具還具有主動安全保護機制。利用深度學習技術，它可以檢測 EOT 起重機操作範圍內的人員移動，自動識別和避開障礙物。
優勢和成果
人力操作和管理最小化: 無人 EOT 起重機可自動化連續 24 小時不間斷運行。甚至在所有員工都離開的深夜也能運行。通過後端管理方法，系統還可以在前一天晚上執行自動堆疊和庫存管理。
操作優化: 在吊掛操作實現全自動化後，鋼鐵公司將其無人 EOT 起重機系統與物流訊息連結，減少了對額外人工操作和管理的需求。例如，透過將 EOT 起重機連接到物流訊息，他們可以確定第二天出貨所需的捲材。系統會在前一天晚上自動重新排列捲材，將它們吊掛到靠近裝載區的位置。這縮短了第二天出貨的準備時間。
或者，當送貨司機在倉庫外辦理登機手續時，他們可以刷一張 ID 卡。一旦確認司機身份和車輛號碼，倉庫管理系統就會收到任務訊息並自動啟動指定鋼捲的吊掛任務。
減少停機時間和維護成本:無人 EOT 起重機系統可以持續監控關鍵起重機零件（如電機、齒輪和制動器）的狀態。通過分析這些零件的數據，AI 可以評估其健康狀況和性能，使維護團隊能夠在正確的時間進行維護並避免災難性故障。AI 還可以透過建立標準模式和標記偏差來識別起重機操作中的異常行為。如果起重機的性能偏離常態，AI 可以發出警報，讓維護團隊調查並解決潛在問題，以免升級為更嚴重問題。
自 2018 年建置以來，該系統已完成 60,000 多次行程，吊掛了 300,000 多卷鋼捲。繼第一套系統成功之後，鋼鐵公司去年 11 月在同一倉庫引入了第二套系統。該倉庫可容納約 20,000 噸鋼捲，兩台無人 EOT 起重機實現了鋼捲吊掛的全倉庫自動化。
此鋼鐵公司不僅將該系統用於自已工廠，還將其出口到中國的鋼廠。2019 年，總共銷售了 12 套系統，在 COVID-19 期間，也可遠端協助客戶進行系統校準和執行。
產品特色
- 支援第 9/8 代 Intel® Core™ i7/i5/i3 LGA 嵌入式處理器
- Intel® Q370 PCH
- 支援 2.5 吋 SATA 硬碟
- 1 x DVI-D, 1 x DP, and 1 x HDMI with independent display support
- 三個 Intel® GbE LAN 埠; 支援網路喚醒、協同運作和 PXE 網路啟動
- 1 個外接 M.2 插槽和 1 個 SIM 卡插槽
- 6 個 USB 3.1 Gen 1 埠、4 個 USB 2.0 埠
- 2 個 RS232/422/485 埠（帶自動流控制）和 2 個 RS232 埠
- 1 個內部 mini-PCIe 插槽，支援 Wi-Fi/3.5G/4G LTE選配
- 支援 +9V 至 30VDC 電源輸入；ATX 電源模式
- 一個 PCIe x4 擴充槽
