研制吊车近电作业安全距离报警可视化装置-QC成果

研制吊车近电作业安全距离报警可视化装置选择课题（一）问题背景1吊车近电吊装易发生触电事故（二）问题背景2公司领导要求，在有限空间防窒息中毒、高处作业防坠落、吊车近电作业防止触电等方面加大科技强安工作投入，在年底前研发应用一批新装备，提升安全管控能力和水平。（三）问题背景3统计2021年使用吊车吊装作业次数80次，其中近电作业45次。为提升吊车近电作业安全可靠性，小组决定研制吊车近电作业安全距离报警可视化装置。吊车近电作业安全距离报警可视化装置查新和借鉴一、技术查新查新项目名称吊车近电作业安全距离报警可视化装置查新人员吴志祥刘红岩查新目的吊车近电作业安全距离可视化报警装置专利技术项目鉴定查新范围中国专利数据库中国学术论文数据库电力科技成果数据库中国企业产品数据库查新点与查新要求设计研制具有独立知识产权的吊车近电作业安全距离报警可视化装置，辅助达到防止吊车碰触带电导线设备的作用。查新结论发现有汽车有线倒车影像距离报警技术专利，没有找到吊车近电作业安全距离报警可视化专利技术。二、技术借鉴：借助汽车360可视化影像成熟技术小组借鉴现有汽车倒车影像技术：通过网络摄像机、便携4GwiFi、近电报警器及电源设计了无线近电可视化报警装置，电气组装原理示意图如下：手机app移动电源近电报警器4GwiFi网络摄像头手机app移动电源近电报警器4GwiFi网络摄像头二、设定目标及目标可行性论证（一）总目标设定：吊车近电作业安全距离报警可视化装置吊车近电作业安全距离报警可视化装置（二）确定目标值小组制定总目标和目标值如下：目标值通过手机app观测距离达到目标值通过手机app观测距离达到30米。总目标吊车近电作业安全距离报警可视化装置目标分解图（三）目标可行性论证小组经过讨论一致认为，网络摄像头、移动wiFi和汽车倒车影像，有成熟的技术支持；公司领导高度重视提供了各种资源支持；小组有“祥宁创新工作室”有小型机床、电焊机、砂轮机，台钳等设备；研发成果应用在吊车近电吊装工作目标可实现！三、提出方案并确定最佳方案（一）提出方案小组分别在网上查询网络摄像头、移动wiFi、近电报警器、移动电源四种元件，讨论选定合适的元件作为成果组件。表1小组讨论装置组件性能选择依据组件规格参数数量近电报警器感应电压10KV/35KV/220V1网络摄像机1080P.3.6MM镜头，内置WiFi，内置电源，内置拾音器。1无线WiFi华为便携4GwiFi。1电源5V移动电源，容量1000mA1选择装置组件元件网络摄像头移动wiFi近电报警器移动电源备选选择确定成果安装位置成果安装处成果安装处小组研究了吊车大臂升起的最高处，最接近带电体，确定了成果安装位置。小组通过对吊车结构的研究，根据吊车近电作业实际情况确定了成果在吊车大臂上安装位置。组成员运用头脑风暴法，群策群力，将众人的想法汇总整理，提出了三种安装方案方案。选择安装方案选择安装方案体积较大采用塑壳和磁铁结构简单观测角度影响体积较大采用塑壳和磁铁结构简单观测角度影响结构简单有触电风险重量大绝缘伸缩杆悬挂体积小重量轻安装方便采用金属杆悬挂图1吊车近电安全距离可视化报警装置安装方案选择亲和图（二）方案选择1、三种安装方案选择表2装置三种方案分析对比待选方案理论分析方案评估方案一：采用塑壳和磁铁结构简单，方便在吊车大臂上安装，容易掉落优点：安装方便缺点：体积大，观测受影响方案二：采用金属杆悬挂金属杆件承重力好，安装方便。优点：承重力优。缺点：重量较大，有触电风险。方案三：绝缘伸缩杆悬挂通过绝缘伸缩杆可实现将装置吊起固定优点：结构简单。缺点：稳定性较差。2.三种安装方案选择对比三种方案小组分别安装在吊车大臂上进行试验，各提取50组数据采集，计算各自的报警距离，观测距离并绘制直方图如图，比较均值，方案三的均值最好，因此方案三最好。三、绝缘伸缩杆悬挂二、三、绝缘伸缩杆悬挂二、采用金属杆悬挂一、采用塑壳和磁铁观测距离（×100）观测距离（×10）图2三种安装方案试验对比图最大值最小值极差R组数K组距平均值标准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实验结论：绝缘伸缩杆悬挂安装方案观测距离最优。3.绝缘伸缩杆悬挂方案选择（1）网络摄像头，小组从体积、清晰度、经济成本三个方面进行综合分析，选择最优方案，如表所示。表3网络摄像头的选择选择条件1、清晰度：1080P.3.6MM2、体积：≤30×50mm3、价格成本：价格适中，便于推广指标项目指标描述供选方案方案1：CS-BC12方案2：CS-BC2电压等级电压等级5V电压等级为5V电压等级为5V价格成本价格适中，便于推广210元150元结论不采用采用综合评定采用CS-BC2（2）移动电源的选择，小组从电压等级、额定容量、经济成本三个方面进行综合分析，选择最优方案，如表所示。表4移动电源的选择选择条件1、耐压等级：5V2、额定容量：≥1000mAh3、价格成本：价格适中，便于推广指标项目指标描述供选方案方案1：P20方案2：P22电压等级电压等级≥5V电压等级为5V电压等级为5V价格成本价格适中，便于推广65元55元结论不采用采用综合评定采用P22移动电源（3）近电报警器选择，小组从报警电压等级、感应报警距离、经济成本三个方面进行综合分析，选择最优方案，如表所示。表5近电报警器的选择选择条件1、耐压等级：220V10kV35kV2、感应距离小于200mm3、价格成本：价格适中，便于推广指标项目指标描述供选方案方案1：YGAM1方案2：YGAM3报警距离近电感应距离≦200mm近电感应距离小于300mm近电感应距离小于200mm价格成本价格适中，便于推广110元120元结论不采用采用综合评定采用方案YGAM34、确定最佳方案绝缘杆悬挂方案、近电报警距离、观测距离因素位级表因素绝缘杆悬挂方案近电报警距离观测距离ABC位级1155位级22710位级33820正交试验法记录表序号因素绝缘杆悬挂方案近电报警距离观测距离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位级1求和位级2求和3（3）4855222（8mm)4304631(5°）369499位级3求和328422517极差19433148由表可看出A2B2C3配置时，近电报警和观测距离是最佳配置。最佳方案选择路径第一步确定绝缘伸缩杆悬挂已完成第二步确定摄像头、移动电源、近电报警器已完成第三步确定装置最佳组合已完成5.最佳方案可行性预评估人员方面：小组具有高级技师8人，具备金具加工和电气安装技能。材料方面，网络摄像头、移动wiFi、近电报警器、移动电源可以从网上采购。资金方面；成果研制费用预计不超过3300元，有3D打印、数控机床、线切割等大型设备。方案可行！方案可行！四、制定对策小组针对吊车近电作业安全距离报警的各组成部分进行对策制定，按照5W1H制定对策措施表，如下表所示。课题对策目标措施地点负责人完成时间研制吊车近电作业安全距离报警可视化装置选择网络摄像头体积不大于30×50mm1080P.3.6MM选择符合要求的网络摄像头工作室选择移动电源耐压等级5V、额定容量：≥1000mAh选择符合要求的移动电源工作室选择移动wiFi、便携4GwiFi。选择华为便携式华为4GwiFi工作室选择近电报警器耐压等级：220V、10kV、35kV感应距离小于200mm选择YGAM3近电报警器工作室选择绝缘杆件绝缘材料、伸缩式，长度1米选择聚氨酯绝缘材料伸缩管件工作室五、对策实施实施一：选择网络摄像头表8选择网络摄像头目标实施情况结论体积不大于30×50mm1080P.3.6MM镜头，内置WiFi，内置电源，内置拾音器根据参数要求，购置符合要求的网络摄像头。选择萤石CS-BC2型摄像头实施二：选择移动电源表9选择移动电源 目标实施情况结论5V,容量1000mA根据参数要求，购置符合要求的电源。选择MODELP22电源实施三：选择移动wifi表10移动wifi选择目标实施情况结论便携4GwiFi选择体积小于1015×60mm华为便携式华为4GwiFi购置便携4GwiFi实施四：选择近电报警器表11选择近电报警器目标实施情况结论选择近电报警器可感应220V、10kV、35kV选择YGAM3近电报警器实施五：选择绝缘杆件表12选择绝缘杆件目标实施情况结论选择绝缘杆件绝缘材料、伸缩式，长度1米，采用3D打印技术制作安装盒，将近电报警器、网络摄像头、电源和移动wifi安装到盒内实现对策目标小组设计了3D图纸，采用绝缘材料制作安装盒，并制作了绝缘伸缩杆：小组将各个组件组合，安装后如上图所示：

小组将网络摄像头、移动wiFi、近电报警器、移动电源组合在一起，组成吊车近电作业安全距离报警可视化装置，安装在吊车大臂上，通过试验找出观测角度、观测距离、监控信号强弱、观测清晰度最佳配合小组连续抽取20次试验数据进行统计分析.表13观测距离样本统计序号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累计9.1280.64平均X=0.456Į=0.032控制图参数CLUCLLCLX0.4560.4570.438R0.0320.0680根据上述20组实测数据，小组成员计算观测距离控制图参数如下：根据控制图参数绘制吊车近电作业视化装置的X和R控制图看出，观测距离平均值为45.6米，超过目标值30米，具有良好的清晰度。观测距离X-R图六、效果检查（一）、小组将成果应用到吊车近电吊装现场抽取四次得到实验观测距离数据。装置观测距离测试现场推广应用：2022年6月至9月成果应用到现场20余次，现场检验观测距离平均达到45米，起到了防止吊车近电作业发生触电作用，课题《吊车近电作业安全距离报警可视化装置》成功了！吊车近电作业安全距离报警可视化装置研制成功了吊车近电作业安全距离报警可视化装置研制成功了！（三）.取得经济效益1、成果取得的经济效益：生命无价，吊车近电作业安全距离报警可视化装置，在防止高压触电，挽救生命财产，起着不可替代的作用。2、作为一种防护产品可推广使用，市场经济效益巨大。3、成果制作成本1500元，制作简单，可推广使用。七、标准化（一）标准化文件小组成员编写了《吊车近电作业安全距离报警可视化装置使用手册》和《吊车近电作业安全距离报警可视化装置使用标准化作业指导书》，并经公司批准实施，将新技术推广到一线班组。标准化推广文件序号标准化文件批准部门编号1《吊车近电作业安全距离报警可视化装置使用手册》Q/HYPD1022-20222《吊车近电作业安全距离报警可视化装置标准化作业指导书》Q/HYPD1012-2022（二）成果专利申请情况：《吊车近电作业安全距离报警