视频监控技术在高科技制造企业中的应用

    背景

    高科技生产制造企业，一方面要创新核心技术，提高产品品质；另一方面要提高生产效率，降低制造成本，实现规模化经营。这就需要借助和吸收先进的管理经验和技术手段，确保生产各环节的安全正常运转，而视频监控技术在企业的运营管理和流程控制中显示出越来越重要的作用。

    案例

    某外资企业的一家大型工厂，下辖制造中心、仓储物流中心、品管中心、采购中心等多个部门，需要安装一套性能稳定、便于扩展、对生产有切实帮助的安防系统，概括起来，需求大致包括：

    大门和重要出入通道的监控；

    仓库防盗的监控，还需要监测温湿度等环境的变化；

    车间流水线的监控，防止意外事件的发生，某些工位的工作环境有害，需要无人值守；

    工厂的行政办公设立在市区，需要远程监控了解工厂生产运营情况。

    需求分析

    科技园厂房中的安防系统，主要有三个目的：一是企业防火防盗的安全管理；二是生产过程的质量控制；三是对员工的行为规范的管理，一般包括：监控、报警和门禁。

    1、视频监控：

    出入口、广场、围墙、库房等、电梯等处是常规必备的监控场所，而监控点数量的多少，一般取决于厂房的面积和监控密度，占地上千亩的大型企业，摄像机的数量可能会达到数百个。

    针对于车间内的生产流水线的监控，则主要取决于对制造流程的管理要求，一般来说，从事精密机械、电子元件生产等加工和制造精度高的企业，会要求针对每一道工序或者每一组机床进行视频监控（一般采用矩阵＋硬盘录像的方式），而技术含量低的粗加工生产企业，只会对整个车间进行粗分式监控（点位少的车间使用硬盘录像即可），所有车间的监控点视频最后都汇聚到监管中心（采用矩阵＋硬盘录像的方式），由生产调度/主管人员进行综合管理。

    一些不适于员工现场操作的工序工位以及无人职守设备间，需要过程检测。此时，对于摄像机和镜头的指标和性能的要求就更为严格，比如耐高温、耐潮湿、高线数，目前，大变倍、感红外、日夜转换的一体机已经得到很多应用。

    占地面积较大的多个车间厂房，可以考虑采用光纤进行视频和数据传输，主要因为在中远距离传输方面，光传输的效果更好更稳定（一些企业安装了大功率的电气设备，使用光纤传输则将这些对视频信号的干扰完全屏蔽掉），另外，光纤资源/光端机的综合造价大幅降低，适于应用。目前，数字光端机已经成为市场主流，如何适应室外环境变化，长期可靠运行是主要衡量标准，以天地伟业的多业务光端机为例，不但对通讯接口采用了雷电泄放和过流的三重保护电路，还对视频以及电源设计了防护电路。

    利用各车间的硬盘录像主机和厂区的网络资源，建立覆盖区域更大的网络视频监控平台，为本地和异地的行政办公部门，提供远程监控通道，方便管理者对下属工厂的生产情况加强监管。 

    同时，很多工厂要求录像1个月、甚至2个月或者半年，这就对动态感知录像、高压缩及海量存储提出了要求。 

    2、防盗报警：

    利用红外对射/三鉴探头等设备对厂区周界、库房、财务、办公区域进行监控，防止火灾和偷盗。与视频监控结合，可以实现报警信号联动相应的摄像机图像切换到屏幕墙并进行抓拍和录像。 

    3、门禁管理

    现代化制造加工企业在人员管理和流程管理上更加重视，通常会应用门禁系统对出入控制上做严格限制，比如某一车间的工人只能在授权的时间和地点进出对应的场所，保证了厂区的有序管理。同时也可对出勤情况进行统一管理，如果门禁系统支持网络多用户访问模式，将更便于车间和行政部门同时进行行政考核。

    应用热点

   新技术的应用与新设计思想的结合，为厂房的视频监控系统开辟了新的应用领域和市场前景：

    1、大型厂区，往往会涉及到总厂分厂之间以及总部工厂之间的联网监控，因为距离较远，一般采用本地模拟监控＋远程网络视频传输的方式。对于网络视频平台，为了满足多用户的使用，一般应具备C/S和B/S两种模式：C/S模式功能丰富、人机界面友好；而B/S模式接入模式简单，用户可以通过IE浏览器直接登录系统。而通过代理转发服务器可以实现公网和局域网的接入，既不会占用公网的IP资源，又保证了监控网的安全性。另外，偏重于生产过程控制的企业，对于视频传输的清晰度和实时性会提出更加严格苛刻的要求（一般需要704×576的显示和回放分辨率）。

    2、由于各部门的规模和职能不同，不仅矩阵，硬盘录像机的选择也会有差异，有的选择PC式DVR，有的选择嵌入式DVR，甚至会选择网络视频服务器，如何在控制中心统一管理？这就需要一个能兼容不同视频压缩算法的数字中心综合平台来实现对不同前端控制主机的管理，目前能支持多种数字视频设备的综合平台还不多，而天地伟业的相关软件产品已经在水利电力等行业开始应用。

    3、生产过程的现场管理非常重要。流水线的运转、员工的操作、物流的循环等各个环节都要求一旦出现了设备异常故障，控制中心及时发现并通知检修人员解决问题，每延误一秒钟，都会给后道工序甚至整个生产批次带来物料损失乃至人身伤害。

    如何在各工序和各工位之间，根据物料的完成进度进行跟踪监控？这就需要监控主机具备分区随动切换策略，根据操作工序的点位、流水线的分布、工位异常的信息设定预案，按照预定策略和突发事件将对应的摄像机图像自动切换到屏幕墙，实现对整个车间厂房的即时监管。天地伟业的TC-8800智能网络矩阵具备的增强型宏指令功能，就可以实现具备复杂条件逻辑判断的切换序列，此外，电子地图双屏显示技术可以方便管理者在多个车间众多工位摄像机之间准确定位以及在报警后即时提示。

    4、生产型企业对于流水线和生产流程控制的参与管理的部门较多，所以会要求监控系统提供更多的分控用户以便协同管理。不但对分控的方式有要求（网络分控和矩阵分控），而且需要根据不同的客户，满足其个性化要求的权限管理要求。目前，分组用户、优先仲裁、冲突等待、权限同步、页面生成和前端逐点权限设定等新技术，已为今后的发展方向做出了有益尝试。 

    以分组用户为例，系统首先将前端设备分组，形成设备组；再对用户分组，形成用户组。在设备组和用户组之间进行对应的权限设定。好处是：系统整体根据各车间部门的要求，被划分成若干个小系统，每个子系统的管理者只需负责本区域的操作控制，而不用涉及其他子系统和用户，这样就有效降低了系统管理的复杂度，实现了优化管理。比如使用TC-8800智能网络矩阵，就可以通过IE浏览器直接对矩阵进行用户分区以及前端设备绑定的设置，在多矩阵级联的大型企业，更可以实现跨车间跨部门的互联互控。

    5、对于设备机房、仓库、无人职守设备间等场所，还要求将现场的一些电压电流温湿度等环境变量与视频结合，将这些数据信息叠加在视频图像上，管理者可以直观的掌握现场的具体情况。

    6、库房、财务等要害部门会对门禁控制系统提出视频复核的要求，即出入刷卡的记录要有相应的视频图片作为佐证。此外，大型企业为解决员工集体食宿的问题，还提出要实现一卡通消费的要求，即员工在厂区宿舍的出入权限和消费，都利用一张卡片解决。

    展望

    对于厂房监控，今后的应用方向不仅是将监控、报警、门禁等系统进行联动整合，而且还需要将变量监测与流程控制融合进来，对生产流水线的关键工位和运转状态进行实时全面的监控，让主管掌握各车间员工的工作情况，及时发现安全隐患和突发警情，防止生产中意外事件发生和进行应急处理，保证生产企业高效稳定的运营！