研制吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置-QC成果

研制吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置選擇課題（一）問題背景1吊車近電吊裝易發(fā)生觸電事故（二）問題背景2公司領(lǐng)導(dǎo)要求，在有限空間防窒息中毒、高處作業(yè)防墜落、吊車近電作業(yè)防止觸電等方面加大科技強安工作投入，在年底前研發(fā)應(yīng)用一批新裝備，提升安全管控能力和水平。（三）問題背景3統(tǒng)計2021年使用吊車吊裝作業(yè)次數(shù)80次，其中近電作業(yè)45次。為提升吊車近電作業(yè)安全可靠性，小組決定研制吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置。吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置查新和借鑒一、技術(shù)查新查新項目名稱吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置查新人員吳志祥劉紅巖查新目的吊車近電作業(yè)安全距離可視化報警裝置專利技術(shù)項目鑒定查新范圍中國專利數(shù)據(jù)庫中國學(xué)術(shù)論文數(shù)據(jù)庫電力科技成果數(shù)據(jù)庫中國企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫查新點與查新要求設(shè)計研制具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置，輔助達到防止吊車碰觸帶電導(dǎo)線設(shè)備的作用。查新結(jié)論發(fā)現(xiàn)有汽車有線倒車影像距離報警技術(shù)專利，沒有找到吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化專利技術(shù)。二、技術(shù)借鑒：借助汽車360可視化影像成熟技術(shù)小組借鑒現(xiàn)有汽車倒車影像技術(shù)：通過網(wǎng)絡(luò)攝像機、便攜4GwiFi、近電報警器及電源設(shè)計了無線近電可視化報警裝置，電氣組裝原理示意圖如下：手機app移動電源近電報警器4GwiFi網(wǎng)絡(luò)攝像頭手機app移動電源近電報警器4GwiFi網(wǎng)絡(luò)攝像頭二、設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性論證（一）總目標(biāo)設(shè)定：吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置（二）確定目標(biāo)值小組制定總目標(biāo)和目標(biāo)值如下：目標(biāo)值通過手機app觀測距離達到目標(biāo)值通過手機app觀測距離達到30米?？偰繕?biāo)吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置目標(biāo)分解圖（三）目標(biāo)可行性論證小組經(jīng)過討論一致認為，網(wǎng)絡(luò)攝像頭、移動wiFi和汽車倒車影像，有成熟的技術(shù)支持；公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視提供了各種資源支持；小組有“祥寧創(chuàng)新工作室”有小型機床、電焊機、砂輪機，臺鉗等設(shè)備；研發(fā)成果應(yīng)用在吊車近電吊裝工作目標(biāo)可實現(xiàn)！三、提出方案并確定最佳方案（一）提出方案小組分別在網(wǎng)上查詢網(wǎng)絡(luò)攝像頭、移動wiFi、近電報警器、移動電源四種元件，討論選定合適的元件作為成果組件。表1小組討論裝置組件性能選擇依據(jù)組件規(guī)格參數(shù)數(shù)量近電報警器感應(yīng)電壓10KV/35KV/220V1網(wǎng)絡(luò)攝像機1080P.3.6MM鏡頭，內(nèi)置WiFi，內(nèi)置電源，內(nèi)置拾音器。1無線WiFi華為便攜4GwiFi。1電源5V移動電源，容量1000mA1選擇裝置組件元件網(wǎng)絡(luò)攝像頭移動wiFi近電報警器移動電源備選選擇確定成果安裝位置成果安裝處成果安裝處小組研究了吊車大臂升起的最高處，最接近帶電體，確定了成果安裝位置。小組通過對吊車結(jié)構(gòu)的研究，根據(jù)吊車近電作業(yè)實際情況確定了成果在吊車大臂上安裝位置。組成員運用頭腦風(fēng)暴法，群策群力，將眾人的想法匯總整理，提出了三種安裝方案方案。選擇安裝方案選擇安裝方案體積較大采用塑殼和磁鐵結(jié)構(gòu)簡單觀測角度影響體積較大采用塑殼和磁鐵結(jié)構(gòu)簡單觀測角度影響結(jié)構(gòu)簡單有觸電風(fēng)險重量大絕緣伸縮桿懸掛體積小重量輕安裝方便采用金屬桿懸掛圖1吊車近電安全距離可視化報警裝置安裝方案選擇親和圖（二）方案選擇1、三種安裝方案選擇表2裝置三種方案分析對比待選方案理論分析方案評估方案一：采用塑殼和磁鐵結(jié)構(gòu)簡單，方便在吊車大臂上安裝，容易掉落優(yōu)點：安裝方便缺點：體積大，觀測受影響方案二：采用金屬桿懸掛金屬桿件承重力好，安裝方便。優(yōu)點：承重力優(yōu)。缺點：重量較大，有觸電風(fēng)險。方案三：絕緣伸縮桿懸掛通過絕緣伸縮桿可實現(xiàn)將裝置吊起固定優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單。缺點：穩(wěn)定性較差。2.三種安裝方案選擇對比三種方案小組分別安裝在吊車大臂上進行試驗，各提取50組數(shù)據(jù)采集，計算各自的報警距離，觀測距離并繪制直方圖如圖，比較均值，方案三的均值最好，因此方案三最好。三、絕緣伸縮桿懸掛二、三、絕緣伸縮桿懸掛二、采用金屬桿懸掛一、采用塑殼和磁鐵觀測距離（×100）觀測距離（×10）圖2三種安裝方案試驗對比圖最大值最小值極差R組數(shù)K組距平均值標(biāo)準(zhǔn)值方案一366.829.255.8426.665.85方案二47.210.836.457.2828.017.21方案三27.20，84.555.2813.326.81實驗結(jié)論：絕緣伸縮桿懸掛安裝方案觀測距離最優(yōu)。3.絕緣伸縮桿懸掛方案選擇（1）網(wǎng)絡(luò)攝像頭，小組從體積、清晰度、經(jīng)濟成本三個方面進行綜合分析，選擇最優(yōu)方案，如表所示。表3網(wǎng)絡(luò)攝像頭的選擇選擇條件1、清晰度：1080P.3.6MM2、體積：≤30×50mm3、價格成本：價格適中，便于推廣指標(biāo)項目指標(biāo)描述供選方案方案1：CS-BC12方案2：CS-BC2電壓等級電壓等級5V電壓等級為5V電壓等級為5V價格成本價格適中，便于推廣210元150元結(jié)論不采用采用綜合評定采用CS-BC2（2）移動電源的選擇，小組從電壓等級、額定容量、經(jīng)濟成本三個方面進行綜合分析，選擇最優(yōu)方案，如表所示。表4移動電源的選擇選擇條件1、耐壓等級：5V2、額定容量：≥1000mAh3、價格成本：價格適中，便于推廣指標(biāo)項目指標(biāo)描述供選方案方案1：P20方案2：P22電壓等級電壓等級≥5V電壓等級為5V電壓等級為5V價格成本價格適中，便于推廣65元55元結(jié)論不采用采用綜合評定采用P22移動電源（3）近電報警器選擇，小組從報警電壓等級、感應(yīng)報警距離、經(jīng)濟成本三個方面進行綜合分析，選擇最優(yōu)方案，如表所示。表5近電報警器的選擇選擇條件1、耐壓等級：220V10kV35kV2、感應(yīng)距離小于200mm3、價格成本：價格適中，便于推廣指標(biāo)項目指標(biāo)描述供選方案方案1：YGAM1方案2：YGAM3報警距離近電感應(yīng)距離≦200mm近電感應(yīng)距離小于300mm近電感應(yīng)距離小于200mm價格成本價格適中，便于推廣110元120元結(jié)論不采用采用綜合評定采用方案YGAM34、確定最佳方案絕緣桿懸掛方案、近電報警距離、觀測距離因素位級表因素絕緣桿懸掛方案近電報警距離觀測距離ABC位級1155位級22710位級33820正交試驗法記錄表序號因素絕緣桿懸掛方案近電報警距離觀測距離ABC12341(1)2(2)3(3)1(1)1(5mm)1(5mm)2(7mm)2(7mm)2(10°）1(5°）3（10°）1(5°）52（2）2(7mm)3（20°）63（3）2（8mm)2(10°）71(1)2（8mm)3（20°）82（2）2（8mm)2(10°）9位級1求和位級2求和3（3）4855222（8mm)4304631(5°）369499位級3求和328422517極差19433148由表可看出A2B2C3配置時，近電報警和觀測距離是最佳配置。最佳方案選擇路徑第一步確定絕緣伸縮桿懸掛已完成第二步確定攝像頭、移動電源、近電報警器已完成第三步確定裝置最佳組合已完成5.最佳方案可行性預(yù)評估人員方面：小組具有高級技師8人，具備金具加工和電氣安裝技能。材料方面，網(wǎng)絡(luò)攝像頭、移動wiFi、近電報警器、移動電源可以從網(wǎng)上采購。資金方面；成果研制費用預(yù)計不超過3300元，有3D打印、數(shù)控機床、線切割等大型設(shè)備。方案可行！方案可行！四、制定對策小組針對吊車近電作業(yè)安全距離報警的各組成部分進行對策制定，按照5W1H制定對策措施表，如下表所示。課題對策目標(biāo)措施地點負責(zé)人完成時間研制吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置選擇網(wǎng)絡(luò)攝像頭體積不大于30×50mm1080P.3.6MM選擇符合要求的網(wǎng)絡(luò)攝像頭工作室選擇移動電源耐壓等級5V、額定容量：≥1000mAh選擇符合要求的移動電源工作室選擇移動wiFi、便攜4GwiFi。選擇華為便攜式華為4GwiFi工作室選擇近電報警器耐壓等級：220V、10kV、35kV感應(yīng)距離小于200mm選擇YGAM3近電報警器工作室選擇絕緣桿件絕緣材料、伸縮式，長度1米選擇聚氨酯絕緣材料伸縮管件工作室五、對策實施實施一：選擇網(wǎng)絡(luò)攝像頭表8選擇網(wǎng)絡(luò)攝像頭目標(biāo)實施情況結(jié)論體積不大于30×50mm1080P.3.6MM鏡頭，內(nèi)置WiFi，內(nèi)置電源，內(nèi)置拾音器根據(jù)參數(shù)要求，購置符合要求的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。選擇螢石CS-BC2型攝像頭實施二：選擇移動電源表9選擇移動電源 目標(biāo)實施情況結(jié)論5V,容量1000mA根據(jù)參數(shù)要求，購置符合要求的電源。選擇MODELP22電源實施三：選擇移動wifi表10移動wifi選擇目標(biāo)實施情況結(jié)論便攜4GwiFi選擇體積小于1015×60mm華為便攜式華為4GwiFi購置便攜4GwiFi實施四：選擇近電報警器表11選擇近電報警器目標(biāo)實施情況結(jié)論選擇近電報警器可感應(yīng)220V、10kV、35kV選擇YGAM3近電報警器實施五：選擇絕緣桿件表12選擇絕緣桿件目標(biāo)實施情況結(jié)論選擇絕緣桿件絕緣材料、伸縮式，長度1米，采用3D打印技術(shù)制作安裝盒，將近電報警器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、電源和移動wifi安裝到盒內(nèi)實現(xiàn)對策目標(biāo)小組設(shè)計了3D圖紙，采用絕緣材料制作安裝盒，并制作了絕緣伸縮桿：小組將各個組件組合，安裝后如上圖所示：

小組將網(wǎng)絡(luò)攝像頭、移動wiFi、近電報警器、移動電源組合在一起，組成吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置，安裝在吊車大臂上，通過試驗找出觀測角度、觀測距離、監(jiān)控信號強弱、觀測清晰度最佳配合小組連續(xù)抽取20次試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析.表13觀測距離樣本統(tǒng)計序號X1(A)X2(A)X3(A)X4(A)X5(A)∑xXR10.460.480.450.440.452.280.4560.0420.450.450.470.440.452.260.4520.0330.470.440.450.450.452.330.4520.0340.450.460.450.450.452.260.4520.0150.470.480.460.450.472.330.4660.0360.450.450.470.490.482.340.4680.0470.470.470.460.470.452.320.4640.0280.450.460.450.470.442.270.4540.0390.470.450.450.450.442.260.4520.03100.470.450.450.450.452.290.4580.02110.450.450.450.450.462.260.4520.01120.470.470.450.450.462.300.460.02130.450.450.470.450.472.290.4580.02140.450.470.440.430.432.220.4440.05150.430.450.450.430.432.220.4440.05160.450.470.480.460.452.310.4620.03170.470.450.450.410.462.240.4480.05180.490.470.450.430.482.310.4620.06190.450.450.490.450.482.320.4640.04200.450.470.480.450.452.300.4600.03累計9.1280.64平均X=0.456?=0.032控制圖參數(shù)CLUCLLCLX0.4560.4570.438R0.0320.0680根據(jù)上述20組實測數(shù)據(jù)，小組成員計算觀測距離控制圖參數(shù)如下：根據(jù)控制圖參數(shù)繪制吊車近電作業(yè)視化裝置的X和R控制圖看出，觀測距離平均值為45.6米，超過目標(biāo)值30米，具有良好的清晰度。觀測距離X-R圖六、效果檢查（一）、小組將成果應(yīng)用到吊車近電吊裝現(xiàn)場抽取四次得到實驗觀測距離數(shù)據(jù)。裝置觀測距離測試現(xiàn)場推廣應(yīng)用：2022年6月至9月成果應(yīng)用到現(xiàn)場20余次，現(xiàn)場檢驗觀測距離平均達到45米，起到了防止吊車近電作業(yè)發(fā)生觸電作用，課題《吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置》成功了！吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置研制成功了吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置研制成功了?。ㄈ?取得經(jīng)濟效益1、成果取得的經(jīng)濟效益：生命無價，吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置，在防止高壓觸電，挽救生命財產(chǎn)，起著不可替代的作用。2、作為一種防護產(chǎn)品可推廣使用，市場經(jīng)濟效益巨大。3、成果制作成本1500元，制作簡單，可推廣使用。七、標(biāo)準(zhǔn)化（一）標(biāo)準(zhǔn)化文件小組成員編寫了《吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置使用手冊》和《吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置使用標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書》，并經(jīng)公司批準(zhǔn)實施，將新技術(shù)推廣到一線班組。標(biāo)準(zhǔn)化推廣文件序號標(biāo)準(zhǔn)化文件批準(zhǔn)部門編號1《吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置使用手冊》Q/HYPD1022-20222《吊車近電作業(yè)安全距離報警可視化裝置標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書》Q/HYPD1012-2022（二）成果專利申請情況：《吊車近電作業(yè)安全距離報警