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随着计算机技术的发展和各种仿真建模软件的成熟完善，计算机仿真建模在各种机械设备的设计中都逐渐发挥出更重要的作用，可以初步检验各种设计方案可行性，发现问题，对设计进行修改优化。起重机械设备设计环节都涉及计算机仿真建模，如虚拟装配、系统动力学、机构液压系统、能量管理控制策略、载荷分析、误差分析等。
模块化设计通过对各个产品的功能分析，划分设计功能模块，再通过对模块的组合设计，构成产品系列，以满足不同的产品需求。各个功能模块具有相对独立性、互换性和通用性，能够更好实现快速设计和个性化产品定制，提高设计效率，有效降低生产管理成本。
模块化设计在起重机等机电产品的快速设计中占有重要位置，在起重机结构设计中可以通过将设计过程模块化并为关键模块的特征数据建立数据块，结合参数化设计，建立零部件模型库，通过草图装配、参数驱动等方法自动完成设计并完成对整机结构的结构性能分析。图8-1为一种起重机模块划分方法。
图8-1 一种起重机模块划分
对于起重机的电气设计也可以通过选型、图样设计和信号接口的划分来实现设计模块化，设计过程中通过功能等划分电气子模块，进一步通过组合完成设计，提高设计灵活性。图8-2为电气设计模块化示意图。
图8-2 电气设计模块化
全生命周期设计，就是面向产品全生命周期全过程的设计，要考虑从产品的社会需求分析、产品概念的形成、知识及技术资源的调研、成本价格分析、机械设计、制造、装配、使用寿命、安全保障与维护，直至产品报废与回收、再生利用的全过程，全面优化产品的功能性能、生产效率、品质质量、经济性、环保性和能源资源利用率等目标函数，求得其最佳平衡点。全生命周期设计是现代设计理论发展的产物，也将是机械产品设计发展的必然方向。全生命周期设计是一个综合的、多学科交叉集合的设计方法，在设计之时就考虑到产品功能、经济性、安全性、可持续发展性等多方面问题。
全生命周期设计包含多个环节。材料选择需考虑材料产品性能、环保性能、性价比等，也要与结构设计相结合来综合考虑。设计阶段利用计算机辅助方法进行设计和仿真建模分析来提高设计效率，避免设计缺陷；并采用模块化设计方法，努力促使产品模块化、标准化，以缩短设计生产周期，增加产品多样性和可维护性。同时，在设计时对于产品的安全使用寿命进行分析预测，如针对结构的疲劳寿命、电子元件的电接触疲劳以及材料的耐蚀性分析等。除了寿命分析和预测方法外，材料的选择和材料客观性能指标的试验测定、对制造和加工工艺质量的评估、载荷谱和环境谱的编制等也至关重要。此外，全生命周期设计还包括经济寿命设计、安全可检测性设计、绿色化设计、事故安全设计等。图8-3为面向产品全生命周期的机械产品设计系统。
图8-3 面向产品全生命周期的机械产品设计系统
全生命周期设计逐渐成为起重机技术发展的一大方向，有利于提升起重机产品核心竞争力。其采用优化设计、可靠性设计及动态仿真设计等现代设计方法，使得设计更加科学高效，分析更加可靠精确，通过建立基于大数据的监测系统可以进行起重机的主梁挠度监测、导轨状态监测、操作规范监测等云设计。
伴随着云计算等技术的发展，结合制造强国战略，传统制造业逐渐向“云制造”模式发展转变。云设计平台借助互联网技术，整合资源，可以实现在线快速定制设计，降低设计成本，提高企业竞争力。针对起重机的云设计平台也在不断发展中，通过零部件库、设计分析软件库、技术资料库以及供应商产品库的资源整合，可为用户提供多种类型的应用服务，并通过模块化、参数化、智能化方法建立的起重机快速设计平台帮助设计人员实现个性化设计、快速设计和优化设计。图8-4为一种桥式起重机云设计平台。
图8-4 一种桥式起重机云设计平台
数字化设计技术指将数字化技术应用于设计过程。使用数字化设计技术后，可以由计算机替代设计人员构建产品模型，提高了模型构建过程的效率，能够实现模型数据的传递及分析，提高了模型数据的准确性，使设计过程更加灵活、便捷。
数字化制造是一种围绕计算机系统的集成生产方式，是利用仿真工具、三维可视化工具、分析工具以及各种协同工具实现设备的制造流程。
装配是按照预先规定好的技术要求，将元件进行配合和联系，使其成为具有某种具体功能产品的制造工艺过程。起重机械的数字化装配技术是指利用虚拟现实等技术，基于零部件的三维模型，对装配过程进行仿真，通过规划仿真结果进行装配工艺信息的详细编辑并得出工艺文件，以指导实际装配操作。
数字化交付是通过数字化交付平台，将相关的设计资料、采购、施工及试车的数据，以标准的数据格式提交的交付方式。
数字化运维实际上就是通过数字化技术来进行运营和维护，在一定程度上替代了部分人工，提高了运维的效率。
数字化监管是指运用现代化信息技术对传统监管方式进行提升，其主要特点是监管手段电子化、网络化、智能化等。数字化监管能够有效降低监管过程的成本，大幅度提升监管的效果。
通过起重装备的数字化，可以更好地实现起重装备的智能化，从而提升起重装备运行的效率和安全性。相比于传统的起重机，运用了智能化控制技术的智能起重机可以提高作业效率、减轻劳动强度、改善操作环境并且提高安全性能，有着广泛的研究和应用价值。当前智能起重机主要具有自动控制、精确定位、远程监控和操作、智能识别目标等功能，在集装箱堆场、核废料存储车间以及自动化生产车间均有所应用。
智能检测是指在起重机运行过程中对运行机构和吊取货物的运行状态进行检测，为智能控制系统和管理系统提供反馈数据。
对于位置检测，限位开关和接近开关主要用于极限位置检测，防止起重机运行机构发生碰撞，旋转编码器、条码检测、光栅孔检测等可以对运行的大小车进行较为精确的位置检测。图8-5为德国劳易测条形码检测，图8-6为德国倍加福光栅孔检测。
图8-5 德国劳易测条形码检测
图8-6 德国倍加福光栅孔检测
随着计算机视觉和深度学习的发展，图像识别也逐渐运用到起重机中，可根据图像信息分析吊具下吊装货物的位置、距离等信息。
起重机的自动化、智能化控制依赖于精确的定位。在简单的工作环境和控制要求下，使用传统传感器如激光测距传感器、编码器等可以实现各机构定位，以实现位置和速度的检测与控制。
在复杂的工作环境中，由于起重机运行环境是动态变化的，在实现起重机无人化智能控制及起重机运行的安全保护功能时，需要实时构建起重机运行环境空间的三维模型，在三维建图的基础上确定自身的位置，确定起重机相对障碍物的位置，最终达到路径规划和避障的目的。目前一般使用激光雷达、视觉传感器等，基于SLAM技术实现建图与定位。激光雷达传感指基于激光雷达获取周边环境二维或三维距离信息，通过距离分析识别技术对行驶环境进行感知，在机器人和自动驾驶领域应用广泛。激光雷达是一种主动式测量系统，按扫描方式有机械式旋转雷达、微机电系统激光雷达、光学相控阵雷达，其抗有源干扰能力强、体积小、质量轻、便于安装，但也有一定缺点，易受被测物表面、天气影响，同时具有较高的成本。
起重机的智能化、自动化控制对吊具位置的控制精确度具有较高要求，因此吊具防摇技术的研究和应用对于实现起重机运行的智能化、自动化控制具有重要意义。吊具防摇可以通过机械装置、机电配合、电气控制多种方式实现。电子式防摇符合智能化和自动化的特点，其采用一系列控制算法如PID控制、模糊控制、粒子群算法等，结合加装在起重机上的传感器返回的吊具摆角、大小车运行速度等反馈数据，控制吊具在起重机运行过程中在较小范围摆动，最终达到精确控制的效果，这也是目前吊具防摇技术的主要发展方向。
起重装备的任务调度既包括单个装备的生产任务调度，也包括多装备协同工作调度，属于起重装备全自动管理系统的重要环节，需要与其余子系统如控制系统、识别系统、定位系统等配合运行。
在单个装备的生产任务调度中，全自动控制系统根据优先级执行分配的生产任务。在起重机未执行生产任务时，控制软件按各任务的优先级高低顺序查询该任务是否需要执行，同优先级任务按时间先入先出。
多设备调度既包括起重机与起重机之间的协同调度，如在集装箱码头的场桥协同调度，也包括起重机与其他搬运设备、泊车设备的配合调度。对于大规模设备协同工作可采用智能集群控制，利用现代先进的计算机网络与通信技术、传感器技术、电子技术，针对多台同类型起重机实施联合联网远程协同监控。起重机集群监控系统主要由调度指挥中心、远程计算机网络监控系统及作业现场计算机网络监控系统组成，实现起重机作业量和资源利用率最大化。
路径规划技术是结合传感数据，完成机器从起始点到终点的合理路线规划，对于实现移动机器设备的智能化至关重要，不仅提升移动效率，更有利于实现机器无碰撞运行。近年来，在移动机器人领域得到广泛研究和应用的路径规划技术也逐步开始应用到起重机行业当中。图8-7为一种无人化车间桥式起重机智能运行控制基础系统。
图8-7 一种无人化车间桥式起重机智能运行控制基础系统
路径规划技术主要包含两方面：一是以激光传感器、编码器、超声波传感器为主的传感检测技术；二是路径规划算法，如遗传算法、蚁群算法等。
起重装备智能维护技术包括对起重装备的运行状态监测、寿命预测、故障诊断、远程维护等。
状态监测是指对规定的监测对象进行间断或连续的（周期）监测，掌握设备运行所处的状态，判定设备是处正常状态还是异常状态的一种方法。可监测的设备动态参数有压力、流量、温度、振动、油液与噪声等。状态检测的目的在于掌握设备发生故障之前的异常征兆与劣化信息，对设备运行状态进行评估，判定其处于正常或非正常状态，以便事前采取针对性措施，控制和防止故障的发生。
在设备维修决策过程中，如果能够比较准确地对设备故障停机时间做出预测，在后续制定维修计划过程中可以充分整合已有的企业资源，保证生产的正常进行，减少因故障停机时间过长造成的损失。采用寿命预测方法对设备机械故障停机时间进行数学建模，对设备机械故障停机时间做预测，为生产准备、设备维修提供必要的信息支持。常用的建模方法有二次曲线拟合、时间序列分析建模、GM灰色预测模型等。
故障诊断是根据状态检测所获得的信息，对设备可能要发生的故障进行预报、分析和判断，确定故障的性质、类别、程度、原因和部位，并预测设备状态今后的变化趋势，提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修的对策措施，为设备维修提供正确的技术支持。由某一故障引起的设备状态的变化称为故障的征兆。故障诊断的过程就是从已知征兆判定设备上存在故障的类型及其所在部位的过程。因此，故障诊断的方法实质上是一种状态识别方法。常用的故障诊断方法有振动诊断法、噪声诊断法、油液诊断法、无损检测法、温度检测法、应力应变法等，按照诊断策略可以分为以下三种：
1）基于规则的交互式诊断是结合设备关键部件故障机理的研究，引入故障树分析法，建立相应的故障分析树，直观反映故障与其成因之间的逻辑关系。
2）基于数据挖掘与人工智能的故障诊断与预测技术采用数据挖掘技术对其进行分类和聚类分析，并建立设备状态监测数据和设备故障之间的映射关系，以应对设备常规故障诊断问题，快速判断出设备故障部件。
3）基于运行状态的智能诊断及预测技术是采用神经网络、支持向量机、隐马尔可夫、模糊逻辑等先进故障诊断方法建立从设备监测数据到设备故障之间的映射函数，并将其应用于设备在线监测系统，以实现基于设备实时运行状态的故障诊断，提高设备故障诊断的及时性和快速性。
设备维护是设备维修与保养的结合，是为防止设备性能劣化或降低设备失效的概率，按事先规定的计划或相应技术条件的规定进行的技术管理措施。
传统吊具多需要人工辅助吊抓。实现智能化、无人化起重机，可以建立集装箱这种标准化包装体系，但实际起重机运行工况各不相同，所吊抓货物类型也纷繁复杂，这就需要通用性较强的自动化吊具技术。吊钩钩腔小、活动自由度大、无动力源，难以实现全自动摘挂钩，多物一抓要解决被吊物不规则摆放的吊具自动调整和自适应技术，传统吊具大多数功能单一，对被抓取物有特殊要求，通用性差。柔性生产流水线上被吊物的形状、重量、重心位置都是不规则变化的，要自动感知被吊物的外形、重量、特性、重心位置和最佳抓取点。要在加速度大、空间小、冲击振动大的工况下实现安全可靠吊运。自动抓取要在合适的位置、采取恰当的夹紧力，又不损伤被吊物。自动抓取过程中要进行精确定位、多参数检测、安全保护、过程监控，同时适应各种复杂环境。自动化吊具技术包含以下几点：
1）自摘挂技术，包括自动适应、自动调整、自动摘挂和多物一抓。
2）自感应技术，包括工况识别、参数检测、推理决策和柔性装夹。
3）智能化技术，包括物体感知、智能决策、安全监控和协同作业。
其中自动摘挂钩技术涉及微机械技术、无电驱技术、自锁定技术、多吊点技术、自调整技术等。自动感知与识别包括动态物体位置检测、三维物体形状检测、物体表面物性检测、复杂物体重心检测、最佳夹紧位置选择、最佳夹持力值选择。
起重机械无人化技术是指随着自主控制和人工智能技术的大量运用，赋予机械设备具备一定程度的自主化行动能力，从而产生能够自主完成一定任务的机械设备技术，起重机械无人化正在成为世界主要国家今后一个时期无人化技术的发展趋势和重点。
来自同济大学机械与能源工程学院的团队进行了一项关于无人化桥式起重机控制关键技术的研究，主要涉及了三维建图技术、主动视觉技术等在起重机行业的应用。无人化起重机的主要运行机构有大车、小车及提升机构。要完成桥式起重机主要作业，就需要起重机能自动识别自身的位置，自行选择并优化运行路线，自动并准确到达起始位置，自主运行到卸载位置。而以上功能的前提是实现对起重机控制系统底层即路径运行层的精准控制，使其按照预定规律自动运行，同时能够对运行机构的位置、速度进行及时检测，即实现运行机构的自动控制。采用无人起重机可以节约人力资源，扩大起重机的适用范围。
桥式起重机实现智能化无人运行需要具备对运行环境进行三维建图的能力，以实现避障的效果。在机器人技术中，建立用于导航避障的三维稠密地图所用的设备通常有双目相机、结构光相机、激光雷达等。结构光相机的缺点是测量距离近，激光雷达的缺点是分辨率较低，而双目相机对光照条件要求高。
双目相机可以获得视差图，进行立体匹配后进一步得到深度图，从而实现三维感知和三维建图。在光照条件较差的情况下，使用双目相机得到的三维地图精度较差，甚至不能进行建图工作。在以往的工作中，出现了由于被重建物体表面粗糙度较低，反射了一部分环境光到图像中的情况，进行立体匹配时因耀斑在左目图像和右目图像中的位置不同产生了误匹配，进而降低了重建产生的三维地图的精度。偏振滤镜可以有效削弱反光耀斑，进而减少误匹配情况。同时，还需要对建模进行点云滤波，进一步减少误匹配的情况。计算机视觉的最终体现是三维视觉，而三维视觉的表达方式则是点云，点云处理在整个三维视觉领域占有非常重要的地位。点云滤波是一种三维点云的处理方式，包括直通滤波器、体素滤波器、统计滤波器、条件滤波器、半径滤波器等五种常用的滤波方法。
在三维建图过程中，可以使用八叉树地图。八叉树是一种构建环境地图的方法，其基本思想是：递归地把空间分成八个方块，这些方块在内存中以八叉树的形式组织起来，而每个树的节点对应于空间中的一个方块。使用八叉树地图可以在对精度影响不大的条件下，大大减小运算量，提升运算的速度。
主动视觉是指视觉系统可以根据已有的分析结果和视觉的当前要求，决定摄像机的运动，并且从合适的视角获取相应的图像。主动视觉理论强调视觉系统对人眼的主动适应性的模拟，即模拟人的“头—眼”功能，使视觉系统能够自主地选择和跟踪注视的目标物体。主动视觉在许多领域有着重要的应用。
在桥式起重机在运动过程中，为了获得更好的避障效果，最大限度地利用三维建图，需要根据运行的速度、所处的高度、所具有的视场角这三个条件来实时地改变双目相机的角度，这就是主动视觉技术在起重机械行业中的应用。当桥式起重机的大车或小车运动时，为了保证三维建图的范围、精度与速度，大车的运动速度越快、所处高度越低、所具有的视场角越小，就需要越大程度地改变双目相机的角度，使其能够获得偏向运动方向的图像信息，进行建模。而对于与运动方向相反的环境的图像信息，则对于避障等实际应用过程的帮助较小，因此可以适当地忽略。
人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，传统的计算机操作思维将受到颠覆性冲击。在未来的工业发展中，人工智能将改变现行的操作方式，传统的机械操作模式将会被指令化操作所取代。同时，在不久的将来，随着人工智能机械的广泛应用，人类的工业体系将朝着无人化生产的方向发展。
起重机的人工智能技术，就是把一些人工智能技术应用于起重机上，使得起重机能够自动完成起重任务，具有自动控制的操作及移动功能、可编程，并且具有人机交互功能和自诊断功能。能够自动识别周围的环境，模拟人的操作，并且能够自动起吊运送物料。
与通用起重机相比，智能起重机具有人工智能，在代替人的体力劳动基础上，代替或辅助人的脑力劳动。即通过将传感器与智能决策软件与起重机集成，实现感知、分析、推理、决策和控制功能，实现人、机、物的交互、融合，代替人工进行感知、决策和执行，使起重机能适应工作环境的变化。其工作流程与通用起重机相同，但增加的智能控制功能能够代替人的视觉、听觉、嗅觉、触觉等，代替操作员判断做出对应的动作，完成在起重机工作过程中的识别、感知、操作和管理等。
要想实现真正的智能化、无人化起重机，必须重视起重机械各种安全隐患的监测及发生故障和安全事件后的应急处理工作。起重机的安全问题主要包括设备本身的安全问题、运行环境的安全问题、作业对象的安全问题和数据远程传输过程的网络安全问题等。起重机械的数据在传输过程中，可能遭到中间人恶意攻击，从而被他人窃取数据、拦截数据、伪造数据，甚至接管起重机控制权限，有可能造成重大影响和损失。
起重机械属于特殊设备，器械的老化和磨损对运行的安全性影响极大。随着生产规模的逐渐增大，和起重机数量的增多，越来越多的企业希望从一个整体的视角去观察和比较所有起重机的运行状态。这时运用物联网技术与起重机的安全监控技术相结合建立的安全监控网络，可以实现起重机的远程监控。通过上位机软件对网络中所有起重机的数据进行处理，在监控较多的起重机时，可方便操作者进行统一管理，提高起重机维护的效率。
工业互联网平台是以云计算、大数据技术为核心，结合传感器技术、嵌入式技术、数据库技术、互联网技术的一套服务于数据采集、远程状态监控、数据分析的信息化数据服务平台。在起重机械行业中，工业互联网平台可以通过传感器等设备对起重机械的信息进行收集、处理和分发，进而实现数据采集、数据挖掘、远程监控、故障诊断等功能。
在两化融合背景下，同济大学与上海同铁机电科技有限公司共同研发了一个以数据为核心、以服务为导向的工业信息平台。工业互联网平台能够提供工程装备远程监控系统、智能装备控制系统设计等服务。该工业互联网平台致力于工业物联网和工业大数据产品的研发和市场应用，有助于企业远程设备智能维护，能够提供优质的工业大数据应用解决方案。同时，该工业互联网平台能够为智能工厂、起重机械等行业应用提供专业、定制的设备远程维护、工业大数据应用平台等服务，助力企业开启工业化、信息化的未来。
图8-8所示为运用5G+AR（增强现实）技术进行跨国远程装配。通过这套5G+AR的远程协作装配解决方案，位于中国的工程师可以将现场环境视频和第一视角画面通过5G网络实时推送给位于国外的工程师，国外工程师依托AR的实时标注、冻屏标注、音视频通信、桌面共享等技术，远程配合现场工程师进行装配工作。5G+AR技术让不同国家的工程师如亲临现场一样紧密协作，可实现高效高质装配。
图8-8 桥式起重机远程控制系统
同济大学、上海地铁盾构设备工程有限公司、华电重工股份有限公司合作完成了“起重运输与工程机械远程智能维护技术研究与应用”项目，该项目获得2019年中国机械工业科学技术奖。
起重与工程机械的智能远程维护技术，其内涵是了解和掌握设备在使用过程中的状态，判断其整体或局部是否正常，及早发现故障及其原因，并能预测故障发展趋势以及实施健康管理等相关技术的集成。同济大学在有关领域开展研究历时15年左右，在诊断方法和理论方面，不断吸收人工智能、信息技术和大数据等方面的成果，用于提升它的精度和可靠性；在监测手段方面注重自主研发，实现在线监测、数字化、智能化等目标；在应用方面，突出集成化维护平台、分布式和网络型系统等特点。该项目主要技术创新内容如下：
项目针对起重与工程机械特点，结合CBM（Condition-BasedMaintenance，基于状态的维护）开放系统体系结构标准OSA-CBM，同时参考智能变送器接口IEEE 1451系列标准和所有测试环境的人工智能交换与服务IEEE 1232等系列标准，创新性地提出远程智能维护系统通用技术框架。系统采用分层模块化设计，在保证相邻层接口不变的前提下，各层功能和逻辑相互独立，有效地避免了各子系统的相互干扰。
针对起重与工程机械数据采集与远程传输需求，自主开发软硬件一体化智能采集与通信组件（黑匣子）。在数据采集方面，实现了多源、多协议和稳定可靠等多项功能；在异地通信方面，满足多场景、安全和高速的远程通信要求。
针对起重与工程机械智能维护的特点，提出了四个转变，即学术思维的转变、研究对象的转变、分析手段的转变和诊断目标的转变。根据应用对象和采集数据情况的不同，项目研究并完成了基于机器学习、深度学习和统计分析的系列故障诊断和剩余寿命预测算法和应用模型，在此基础上，开发了维保决策模型，实现设备维护智能优化。
上海起重机械厂有限公司与同济大学合作完成了智能型无人化全自动桥式起重机系统研究及样机开发。该项目开发了一种集成现代智能化技术，能够自动实现运行机构的自动运动以完成起重作业，具有路径规划、自动定位、智能防摇、自诊断和可编程功能的“起重机器人”。它将不再需要专业的操作人员，只需一名操作人员在监控室有效监控数台设备甚至整个车间的所有设备的正常作业，可大幅改善工作环境，降低人力需求并提高工作效率。图8-9为智能型无人化全自动桥式起重机系统整体架构示意图。
图8-9 智能型无人化全自动桥式起重机系统整体架构示意图
2021年10月25日，全球最大的上回转塔式起重机W12000-450在中联重科常德塔机智能工厂成功首发下线。W12000-450塔式起重机将服务于集高速公路、城际铁路、一级公路“三位一体”的常泰长江大桥公铁两用斜拉桥建设，将解决超大跨度、超大超高桥梁安装吊装面大、就位精度难、高空吊装难度大、江面施工风速强等一系列施工难题，并可大幅缩短施工周期，节约施工成本。
该上回转塔式起重机融合了各项创新科研成果，集中了上百项发明专利，这是我国乃至全球大型塔式起重机技术创新的重大突破，也是我国装备制造业自主创新的重大成果。该产品重达4,000t，额定起重力矩达12,000t·m。W12000-450塔式起重机运用了分体式平头单臂架技术、杆系单销榫头特大标准节技术等多项技术。
天桥起重的热轧板坯库无人化桥式起重机（见图8-10），可实现自动化连铸下线入库、异常质量处理、轧制上料、直送上料、物料倒垛、物料倒库、退库、汽运出库等，满足板坯的直装、下线、入库、出库及上料轧制等管理需求。
图8-10 热轧板坯库无人化桥式起重机
独特的夹具结构形式，可一次单层夹取两块板坯，作业效率成倍提升，同时能有效杜绝板坯掉落（见图8-11）。
机器视觉采用耐温防护设计，经受800℃以上高温考验，可精准识别来料板坯的坯号和尺寸，准确率高达99.5%，测量精度可达±10mm（见图8-12）。
板坯入库时，虚拟库房管理系统自动分配目标库位进行存放，收到加热入炉计划后，可指挥起重机自动吊取相应板坯，至入炉辊道上完成上料任务，进出倒垛高效快捷（见图8-13）。
无人化桥式起重机自动搬运作业时，中控屏可同步进行3D动画展示库房垛位和起重机作业信息等（见图8-14）。
图8-11 单层双夹控制
图8-12 自动识别板坯型号
图8-13 虚拟库房管理
图8-14 全景实况3D动画
天桥嘉成自主研发的智能防摇系统，吊具摇摆幅度＜0.5°，定位精度可达±5mm。
可连续24小时全自动运行，现场作业人员减少75%，生产效率提升50%，作业人员脱离现场高温恶劣环境，有效避免安全事故和职业病危害，安全健康得到根本保障。热轧板坯库无人化桥式起重机系统的投入使用，使得整个轧钢工艺自动化作业率达到100%。
由太原重工股份有限公司和太原科技大学完成的“铸造起重机全生命周期关键技术和标准研究与应用”项目，针对“高工作级别，高作业温度，高安全要求，恶工作环境，无报废依据”的铸造起重机设计、制造、运维、评估及报废的技术难题，通过产学研合作，形成了计算方法、设计软件、相关标准和知识产权等科技成果，突破了铸造起重机全生命周期关键技术与标准研究的技术瓶颈。该项目主要技术创新内容如下：
1）基于许用应力/极限状态双理论，发明了起重机金属结构轻量化设计方法，开发了起重机设计软件，实现了金属结构校验优化、机构部件自动选型，提高了计算效率和设计质量，形成了系统设计标准，规范了设计依据和设计流程。
2）基于起重机制造特点和本质安全，提出了起重机结构件、零部件、焊缝的技术工艺及检验要求，形成了系统制造检验标准，规范了质量控制和制造流程。
3）基于物联网智能化技术，开发了起重机安全监控运维管理系统，通过自我感知、自主分析、自我决策、自动执行等系统功能，实现了预知性维修、预防性更换、评估性报废的监控管理。
4）基于系统失效模式分析，提出了铸造起重机整机报废条件、量化指标、报废评价方法、报废后处置；建立了应力谱获取模型，发明了大型起重机降载当量试验方法，提出了剩余寿命评估时间和有/无裂纹的剩余寿命评估方法；揭示了轮轨冲击耦合关系，发明了结构特征寿命评估方法，确定了轮轨冲击对疲劳剩余寿命影响度，形成了世界首部起重机报废标准。