一
、背景

zaishigaobanshengchanguochengzhong，youyushebei，gongyi，yuanliaodenggezhongyinsuyingxiang，wangwanghuichanshenggezhonggeyangdecipin，lirushigaobanbiaomianquexian，kuandubujunyun，houdubujunyun，libianbuchuizhideng，zhexiequexianyanzhongyingxianglechanpinzhiliangheqiyeshengyu。muqianshichangshangduizhexiequexiandejianceyibanshicaiyongrengongjiance，danyouyurengongshoudaohuanjing，pilaochengdu，qingxudeyingxiang，wufabaozhengjiancezhiliang。

西安獲德通過 7 年多的現場反複試驗驗證和持續研發
，利用公司自身技術優勢，融合了人工智能技術、機器視覺技術、結構光技術、嵌入式控製技術、激光技術、網絡技術、自動控製技術、數據庫技術等高新技術，努力克服了石膏板生產現場溫度高、粉塵大
、生產線速度高
、工藝過程複雜多變等很多不利條件

，研發了一套完整的石膏板質量在線檢測成套裝備，很好地解決了存在的上述問題。

西安獲德以工業和信息化部辦公廳印發的《建材工業智能製造數字轉型行動計劃（2021-2023 年）》的de通tong知zhi為wei依yi據ju，深shen入ru生sheng產chan線xian，突tu破po關guan鍵jian核he心xin技ji術shu，打da造zao硬ying科ke技ji。係xi統tong實shi現xian了le生sheng產chan過guo程cheng的de實shi時shi在zai線xian質zhi量liang檢jian測ce，真zhen正zheng解jie決jue了le多duo年nian來lai石shi膏gao板ban行xing業ye產chan品pin質zhi量liang管guan控kong的de一yi大da痛tong點dian，提ti高gao和he穩wen定ding了le產chan品pin質zhi量liang
，節jie省sheng了le人ren力li成cheng本ben，得de到dao了le生sheng產chan過guo程cheng的de第di一yi手shou數shu據ju資zi料liao，解jie決jue了le目mu前qian數shu字zi工gong廠chang和he智zhi能neng製zhi造zao最zui為wei關guan鍵jian的de底di層ceng支zhi撐cheng，完wan成cheng了le“最後一公裏”的信息化

，為石膏板行業智能製造和數字工廠的建立，打造堅實的基礎。

二、研發曆程

1. 初期開發

從 2018 年 3 月開始，我們在北新新鄉石膏板廠，持續不斷地開發了以下設備，這一過程直到 2022

，持續 5 年時間
，這一過程的整個裝置，我們叫作 1.0 版本；

(1)移動式寬度檢測裝置。最後由於現場環境，還有移動式結構無法保證長期運行的精度要求，最後拆除。

(2)固定式寬度檢測裝置。我們首創性的研發了這一裝置，穩定可靠的解決了寬度檢測的問題，一直沿用至今。

(3)上下紙洞檢測裝置：采用我們“機器視覺”的de技ji術shu特te長chang，順shun利li完wan成cheng了le紙zhi麵mian缺que陷xian檢jian測ce
，這zhe一yi裝zhuang置zhi一yi直zhi正zheng常chang沿yan用yong至zhi今jin。隻zhi是shi後hou期qi由you於yu供gong應ying商shang對dui紙zhi質zhi量liang提ti高gao，後hou續xu石shi膏gao板ban廠chang家jia，未wei再zai進jin一yi步bu的de采cai用yong。

(4)立邊檢測裝置：屬於我們首創性的采用“機器視覺”3D 測量技術，完成板立邊的檢測和顯示，這一裝置一直正常沿用至今。有些時候會因未及時清理灰塵導致相機鏡片模糊無法測量

，也有時會因包子故障撞擊導致裝置移位無法測量。

(5)立邊自動控製裝置：這zhe一yi裝zhuang置zhi
，本ben意yi為wei了le完wan成cheng立li邊bian的de閉bi環huan控kong製zhi

，但dan由you於yu現xian場chang情qing況kuang太tai過guo複fu雜za，影ying響xiang立li邊bian的de因yin素su太tai多duo，單dan獨du控kong製zhi夾jia板ban

，無wu法fa達da到dao控kong製zhi立li邊bian的de目mu的de
，此ci裝zhuang置zhi未wei能neng成cheng功gong應ying用yong，還hai在zai持chi續xu研yan發fa。

(6)板麵缺陷檢測裝置：這一裝置要求高精度（0.05mm）檢測整個板麵的凹凸、氣泡
、皺紋、漏漿等缺陷
，屬於大幅麵（包括擺動達到 1.5 米寬）
，高速度（最高 120 米/分）的 3D 測量，目前沒有成熟的方案。我們經過多次原理探討和實踐，獨創性的采用單線結構光+麵陣相機+獨創的 3D suanfa，wanmeidejiejuelezheyiwenti。zheyizhuangzhimuqianwendingyunxingbingyanyongzhijin。danzaiyanfaguochengzhongyejingguolehenduobozhe，youqishiduoxianjiguangjiegouguangzhuangzhidesheji、散熱
、防塵
、穩定等反複了多次，還有板麵的震動、灰塵的影響、安裝結構的優化等。

(7)雙板缺陷檢測裝置：這一裝置和上述裝置相似，隻是相當於上述裝置的 2 倍。

(8)噴墨打標裝置：為了最終剔除有缺陷的板子，必須對有缺陷板子做標記，起初我們采用噴墨打標裝置，基本解決了這一問題。

(9)標識和剔除裝置：用“機器視覺”裝置
，自動識別早期的噴墨標記，給控製產線的 PLC 發信號
，剔除有缺陷的板子。

(10) 厚度在線檢測裝置：獨創性的采用激光技術，進行板子厚度的自動檢測。完善了板子尺寸測量。

(11) 楔形邊測量裝置：利用“機器視覺”+激光技術，實時自動完成楔形邊的寬度，深度測量。(12) 配套服務器及應用程序。

2. 持續改進

從 2022 年 8 月開始，我們在 1.0 版的基礎上，逐步開展北新建材下屬的天津、井岡山、富平、故城廠設備的設計和製造，這 4 套設備作為 2.0 版；進一步探索和研發了一些新的在線檢測裝置
，還有對部分 1.0 版裝置的優化、完善。這一過程持續到 2024 年。

(1)天津和井岡山
，zuoweibeixinjiancainanbeilianggeshidiangongchang，peitaolequangongnengdejiancexitong。youyushebeijiagongqijian，shifengyiqingkuangnue
，henduopeitaogongzuobudaowei，youxiezhuangzhijiagongchuxianfanfu，daozhigongchengjinduyanhuan。

①厚度測量裝置：在 1.0 版的基礎上，進一步完善厚度測量係統，考慮了電源
、溫度影響、添加了除塵功能、高精度近光傳感器、長距離傳輸信號損失和幹擾問題等。

②板麵缺陷檢測裝置：主zhu要yao將jiang單dan線xian激ji光guang改gai為wei多duo線xian激ji光guang，提ti高gao了le響xiang應ying速su度du核he監jian測ce精jing度du。但dan這zhe個ge激ji光guang器qi沒mei有you標biao準zhun產chan品pin
，研yan發fa他ta，經jing曆li了le很hen多duo曲qu折zhe

，解jie決jue了le電dian製zhi冷leng，散san熱re，防fang塵chen，撞zhuang擊ji等deng工gong程cheng問wen題ti，出chu現xian了le好hao多duo次ci的de反fan複fu。現xian在zai這zhe一yi裝zhuang置zhi已yi經jing在zai各ge地di都dou能neng穩wen定ding運yun行xing。

③讀碼裝置：新鄉的噴墨係統雖能解決標記問題，但是增加了一套噴墨裝置

，尤其消耗了墨水，增加了成本。天津 2.0 方案
，完全消除了新鄉的噴墨打標係統
，改為采用“機器視覺”的方式，自動閱讀板麵已有的時間標記（讀碼裝置），這樣就非常完美的解決了標記和剔除時定位板子的問題。本裝置一直在運行，但也會有因維護不及時
，灰塵導致讀碼不準的問題。

④加熱爐內溫濕度測：加熱爐內溫度
、濕度的在線檢測，解決了高溫下，實時在線檢測加熱爐內溫、濕度的方案，本套裝置一直在使用。

⑤泡徑檢測裝置：采用“機器視覺”技術，專門研發了石膏板泡徑數字化檢測係統，為發泡質量的改進提供了有效地手段，詳細可參考《石膏板泡徑數字化檢測係統方案（宣傳）v2.1》

⑥幹燥機層間蒸發量動態檢測裝置：板ban麵mian溫wen度du檢jian測ce采cai用yong非fei接jie觸chu式shi紅hong外wai熱re成cheng像xiang儀yi，監jian控kong幹gan燥zao機ji出chu來lai的de石shi膏gao板ban的de溫wen度du，連lian續xu的de檢jian測ce
，可ke以yi預yu估gu爐lu內nei溫wen度du。對dui這zhe一yi係xi統tong我wo們men設she計ji製zhi作zuo了le專zhuan門men的de裝zhuang置zhi和he軟ruan件jian，並bing進jin行xing了le現xian場chang測ce試shi，但dan由you於yu安an裝zhuang位wei置zhi原yuan因yin
，沒mei有you達da到dao預yu期qi的de目mu的de。

(2)富平
，故城，按照客戶需要

，隻上了部分功能的檢測裝置。

①富平，幹板的動態稱重裝置：我wo們men在zai石shi膏gao板ban行xing業ye首shou創chuang的de設she計ji了le動dong態tai稱cheng重zhong的de裝zhuang置zhi
，解jie決jue了le石shi膏gao板ban單dan重zhong指zhi標biao的de自zi動dong檢jian測ce，測ce試shi效xiao果guo良liang好hao
，此ci裝zhuang置zhi一yi直zhi穩wen定ding工gong作zuo至zhi今jin。詳xiang細xi請qing看kan《富平石膏板稱重測試報告 9.17-18-1》。

②富平，對角線尺寸在線測量裝置：采用“機器視覺”技術，設計製作了石膏板行業首套對角線尺寸在線測量裝置
，驗證了原理的正確，深入分析了精度、誤差和運動板材的之間的關係。目前這一係統，還有待晚上
，精度有待進一步提高，方能滿足生產需要。

(3)宜昌。屬於泰山石膏下屬企業。

①3D 相機：首次采用 3D 相機進行楔形邊、寬度、立邊的測量
，雖成本較高，但係統更加簡潔、穩定
，並且安裝簡單
；截止現在一直在正常運行。

②漿料麵積自動檢測裝置：采用“機器視覺”的方式檢測漿料麵積，並且輸出信號給控製 PLC。

(4)在上述 5 個工廠

，解決了很多的工藝問題，例如
，產短板搭配剔除，剔除線不一樣
，二維碼識別自動切換，噴碼識別，也了解了更多的工藝場景；

3. 追求卓越

從 2023 年 8 月越開，我們對 2.0 版本進行全麵的討論和審查，通過將二控的所有功能集成為一體、進一步完善和改進一控和三控的設備、增強服務器的功能等措施，極大的簡化了現場改造安裝的難度、簡化了操作

、增強了可靠性

、減少了維護工作、進一步提高了設備的標準化，正式推出了 3.0 版本。3.0 版介紹可參考《石膏板外觀質量檢測係統 V3.0》

4. 一點感悟

(1)石膏板行業是一個小眾行業

，全國不過 100 多(duo)條(tiao)線(xian)
，在(zai)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)這(zhe)個(ge)方(fang)麵(mian)，大(da)的(de)廠(chang)家(jia)沒(mei)有(you)動(dong)力(li)投(tou)入(ru)人(ren)力(li)物(wu)力(li)，去(qu)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)和(he)探(tan)索(suo)
，深(shen)耕(geng)這(zhe)個(ge)行(xing)業(ye)。但(dan)由(you)於(yu)市(shi)場(chang)化(hua)的(de)原(yuan)因(yin)，有(you)些(xie)小(xiao)公(gong)司(si)也(ye)做(zuo)了(le)一(yi)些(xie)嚐(chang)試(shi)
，但(dan)麵(mian)對(dui)石(shi)膏(gao)板(ban)生(sheng)產(chan)環(huan)境(jing)的(de)惡(e)劣(lie)，例(li)如(ru)高(gao)溫(wen)、低溫、灰塵
、泥漿
、震動、撞擊
、gaosuyidongdeng，haiyouzhuduozonghejishu
，lirujiqishijiao，jiguang，rengongzhineng
，shujukudengdengdezhuduoyaoqiu
，henduoxiaochangdouqianchangzhezhi，youbantuerfeizhe
，yeyouzhejichenshazhe。

(2)西安獲德，機緣巧合，進入本行業，從 2018 年開始，我們曆經 7 年多的時間，首創性的設計和研發了本行業 22 種以上的在線檢測裝置，我們自籌資金
，前後共計投入超過 五 百bai多duo萬wan元yuan，花hua費fei了le大da量liang的de人ren力li和he物wu力li，和he客ke戶hu一yi道dao，一yi直zhi在zai持chi續xu不bu斷duan的de探tan索suo和he解jie決jue遇yu到dao的de一yi個ge個ge問wen題ti，持chi續xu改gai進jin和he完wan善shan。這zhe個ge過guo程cheng真zhen的de很hen艱jian辛xin、很漫長！當(dang)然(ran)，我(wo)們(men)的(de)巨(ju)大(da)投(tou)入(ru)也(ye)使(shi)得(de)我(wo)們(men)自(zi)然(ran)的(de)成(cheng)為(wei)全(quan)國(guo)本(ben)行(xing)業(ye)內(nei)首(shou)屈(qu)一(yi)指(zhi)的(de)成(cheng)套(tao)技(ji)術(shu)和(he)設(she)備(bei)的(de)提(ti)供(gong)者(zhe)
，是(shi)的(de)我(wo)們(men)自(zi)然(ran)地(di)站(zhan)在(zai)了(le)本(ben)行(xing)業(ye)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)的(de)前(qian)沿(yan)。當(dang)然(ran)
，技(ji)術(shu)無(wu)止(zhi)境(jing)
，相(xiang)比(bi)國(guo)外(wai)同(tong)類(lei)產(chan)品(pin)，我(wo)們(men)還(hai)有(you)很(hen)多(duo)工(gong)作(zuo)要(yao)做(zuo)

，例(li)如(ru)含(han)水(shui)率(lv)測(ce)量(liang)，高(gao)精(jing)度(du)板(ban)長(chang)檢(jian)測(ce)等(deng)等(deng)。

(3)chanpindeyanfaguilv
，shixuyaobuduandediedai，chixudetouru
，yonghudedalizhichi，fangkewanshanhewending。genghekuangshigaobanxingye

，shejidaoershiduozhongjiancezhuangzhihejishu
，suoyiyonghudezhichijiuxiandeyouweizhongyao。muqianwomenshiguoneishigaobanxingyeweiyiyijianengtigongchengtaozaixianjianceshebeidechangjia，xiwangnengjixuhuodeshigaobanxingyekehudedalizhichi，shiwomennengchixubuduantuichuxindejianceshebei，buduandiedai
，weishigaobanxingyedeshuzihuagongchangjianshe
，gongxianliliang。

三、3.0 版解決的主要問題和功能介紹

1. 尺寸測量的自動化：立邊、楔形邊、寬度、厚度基本尺寸的完全自動測量。

2. 缺陷檢測的自動化：凹凸
、褶皺
、漏漿、氣泡、板麵印刷等外觀缺陷的自動化測量。

3. 報表自動生成：對產量
，成品率
，廢品率，缺陷板的分類統計等報表自動生成。

4. 生產過程的數字化：石膏板產線的自動檢測，是石膏板數字工廠和智能製造最為關鍵的基礎支撐和堅實基礎。

5. 功能的詳細介紹可以參考《石膏板外觀質量檢測 V3.0》

四
、投資及回報測算

1. 下表為 xx 廠一個禮拜的產量統計，平均大約每天 2.4 米標準板大約 3.5 萬張
，每張板子售價 28 元
，每天產值 98 萬元
，一年按照 300 天計算，產值大約為 2.94 億元。每米標準板成本大致 3.5 元，人工、材料、能源各占三分之一:

2. 使用本係統
，綜合考慮測量厚度、寬度、立邊角度、楔形邊、板麵缺陷、自動剔除、還有報表生成等等

，估計可以減少一個人，3 班運轉可減少 3 人，人均費用按照 10萬計算，年可節省 30 萬元；

3. 本ben套tao裝zhuang置zhi的de主zhu要yao功gong能neng
，是shi對dui石shi膏gao板ban生sheng產chan過guo程cheng的de品pin質zhi監jian控kong
，主zhu要yao是shi對dui板ban形xing尺chi寸cun和he外wai觀guan缺que陷xian進jin行xing實shi時shi的de監jian控kong，一yi旦dan發fa現xian缺que陷xian，就jiu及ji時shi報bao警jing
，提ti示shi人ren工gong幹gan預yu
；從這一點來講
，能夠減少事態擴大，減少廢品，減少能源消耗，提高良品率，提高效益。這個需要統計一段時間（例如 1--2 個月）內，不使用本套設備和不使用本套係統的一個數據作為支撐。但是通過排除的不良板的數量和連續的次數，可以對此有個大概估算。

(1)檢測到缺陷，不進入烘箱，直接排濕板，節省能源：200 張

(2)及時報警，減少事故擴大，每天減少產生的缺陷板：400 張

以上合計，每年可以節省能源費用 300 天 x 600 張 x 10/6 = 30 萬；

4. 剔除掉缺陷板
，保證質量，不流入市場。因此而產生的商譽價值，無法估計。

五、獲德產品和同類其他產品的比較優勢

LIMAB：瑞典公司
，1979 年成立，致力於石膏板行業的測量係統研發，在國內有幾個工廠在使用
，由於國外品牌人所共知的高價格、交貨和服務不及時，難以得到推廣。但其尺寸測量係統和含水率在線檢測係統很有特色，值得我們學習和研究。