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2018年集装箱码头自动化推进与技术交流会侧记
发布时间:2018-09-12 12:41

传统是用来打破的 技术是用来创新的

——2018年集装箱码头自动化推进与技术交流会

 

        2018年9月10日,“2018集装箱码头自动化推进与技术交流会暨第三届智能化码头论坛”在上海举行。此次技术交流会由中国港口协会集装箱分会、上港集团技术中心、中国港口杂志社主办,上港集团尚东集装箱码头分公司承办,中国重汽集团、松下电器协办,与会嘉宾约400人。

        2018年集装箱码头自动化推进与技术交流会之所以吸引人,在于他的“新”,新技术、新创新、新挑战,技术贵在创新,智慧化码头之路唯新不破,唯为稳不立。

        新观点的碰撞还让人有些措手不及,来不及当场消化的,就通过我们的文字慢慢体会吧……

        多维度智慧港口要注重8方面建设

 

 

 


       未来,智慧港口的建设更要注重以下8个方面:规划衔接,现在这个问题越来越重要,各地区、各港口“智慧港口”规划方案要与国家在“智慧交通”、“智慧港口”的顶层设计和方案相结合;建立标准体系,分层次打造智慧港口相关国家、行业和团体标准体系;注重数据的开放共享,完善智慧港口的数据支撑;完善智慧港口基础设施,建立港口全面感知体系;建设智慧口岸,提升行业贸易便利化水平;建设智慧物流,融通港口物流产业链;建设智慧港区,通过港口智能化运营实现绿色港口和平安港口的建设;建设智慧商务,构建港口金融生态圈。

 

如何认识和改进不断涌现的技术难题和瓶颈

 


       面对自动化码头发展中不断涌现的技术难题和瓶颈,需要认真思考加以改进。一是,注重通过从海量数据中提取信息精华,帮助码头全面提升管理和决策质量;二是,充分认识作业工艺、生产组织和业务流程变革的复杂性和长期性;三是,各相关领域要互为表里、携手同行,实现供应链上下游企业间互联互通、信息共享。


信息系统是自动化码头的关键技术

 


       洋山四期依托大小乌龟岛和颗珠山岛,形成陆域223万平方米,近2800米岸线,建有7个集装箱专用泊位,堆场垂直于暗箱,最早堆存量可堆16万TEU。利用自动化作业区域,进出场道口分置与码头两端,初期配备184台自动化设备,达到400万箱作业能力,远期配备276台自动化设备,具备630万TEU作业能力,是目前全球规模最大的自动化集装箱码头。


       自2017年12月10号开港以来,洋山四期已运行274天。随着调试的推进, 184台自动化设备全部投产,系统运营稳定,效率也逐步提升,生产规模不断扩大,现在的洋山四期码头每天有20班集装箱班轮挂靠,每天有几千辆的集装箱卡车进出。最高作业吞吐量已经达到12258TEU,截至到8月末,累计完成集装箱吞吐量已经超过了100万箱。


       自动化码头需要有足够强大的信息系统,根据洋山四期建设自动化码头提供系统解决方案或单机设备方面的经验,我给大家如下几点建议:

        第一,要有大容量高性能的配置,可以处理海量的数据;第二,要有足够柔性的软件设计,留有人机交互接口,可以应对生产过程中各种突发事件;第三,系统还要保持开放性,与供应链各个环节进行对接,满足自动化对信息化的需求实现金融生产的目标,需要有最高的安全标准,采用工业控制级的网络安全策略和手段,保证自身的安全和防御恶意的攻击。


自动化码头建设一定要抓好土建质量方面的工作

 


       青岛港前湾全自动化集装箱码头桥吊轨间区域 AGV运行区、AGV支架交互区、闸口区、陆侧集卡交换区均采用凝土大板结构面层,集装箱堆场采用连锁块结构面层 。

       建议土建控制要点包括:地基承载力(不因负载造成局部下陷);沉降控制,部分残余沉降量最好控制在300mm内 ,重点区域要避免不均匀沉降 ;高程控制 ,高程以码头岸线为基准,按功能区分布,根据设备运行需求依次进行设计。


       堆场:任意8英尺范围内高差应控制在0.4英寸(10mm)内;高速轨道吊轨道系统, 轨道基础尽量避免不均匀沉降。

       AGV运行区设计:地面结构选择考虑轮压、AGV运行特点等;大板设计,磁钉周围不能有金属物、不设置检查井。

       AGV支架交互区设计:考虑支架基础不均匀沉降;考虑AGV顶升高度限制 ;考虑AGV轮胎受压变化等。

       陆侧集卡交互区设计:考虑集卡车道宽度,集卡调头区,防撞、隔离设施等。


赋自动化码头以智慧大脑

 


       助力自动化码头,目前有六方面的体会:第一,码头作业计划执行应该是全自动的;第二,所有的操作流程、操作过程应该全覆盖;第三,应该有严格的执行回馈调整;第四,海量数据的采集、清洗、存储、阐释应该一目了然,必须有一个清晰的结构;第五,互联网业务,关注内部流程与外部互动,为整个自动化码头的计划性业提供很好的条件;第六,要强调整个弹性的技术架构。


        谈及未来的发展路径,首先要进一步完善运维机制。第二,通过从已经有的互联网平台获得更多的数据,进行更多的预测性的输入,能够进一步满足码头生产的调度要求。第三,目前正在进行大数据的开发以期用大数据的结果来反复生产。第四,既然建立了大数据,那么在整体和局部上面都会开展运筹学和机器学习,以及深度神经网络方面的研究。


水平运输在自动化码头中的应用比较

 


        目前整个自动化码头有4种比较常见的水平运输方案,包括常规的AGV,第二种是带自卸功能的AGV,第三种是人工驾驶的穿梭车,最后一种是全自动化穿梭车。


       利弊分析。自动引导车,利:设备简单,维护需求低;一块电池,运行时间更长;最大载荷能力达65吨。弊:非分离系统(岸桥方面)需要更多空间(等待区域);车队规模更大。

       穿梭机,利:全分离系统(直接从地面抓起放置);所需空间较小,因为岸桥后方不需要设置等待区域;车队规模更小(接近50%);可用于集卡装卸;交换区域缓冲能力大;适用于单小车岸桥。弊:投资成本较高;维护需求较高;动力消耗更高(更多电池需充电);最大起升能力达50吨。


自动化·数字化·电气化--西门子港口整体解决方案>

 


       最为重要的一个理念是模块化。西门子认为,做自动化不应该是要么1,要么0,而是有一个个可以被打包的功能,灵活组建,而其中的每一个核心功能块都事先经过严格的测试和论证,加快我们的建设步伐,也减少我们的投资浪费。此外集成化、安全以及大数据、数字化都是我们始终关注的。

 

全自动码头堆场陆侧自动化

 


       通过本机的现有硬件,通过后台强大的软件计算,把二维的数据通过软件转化为3D的图像来实现对集卡的识别。这个项目相对来说成本比较低,也不需要在陆侧的地面安装一些额外的硬件,所以是一个目前运用到现在低成本而且是高效率的系统,在青岛港、洋山港、阿联酋阿布扎比港成功运用。

      TMEIC的陆侧自动化系统在原先3D的基础上引入时间效率,形成了4D的概念。

 

巨轮时代集装箱堆场如何应对挑战


朱毅男  ABB船舶与港口中国业务单元港口业务部销售总监

      如何来解决堆场面临的挑战呢? ABB认为悬臂的自动化轨道吊是一个非常好的解决方案,和轮胎吊相比,它的优势是有更宽的箱区,一般现在自动化轨道可以做到12、13排,最大在台湾地区高雄港已经做到14排,箱的排数增加自然车道会减少,其实提高了码头的堆船量。经过测算,最大可以增加20%。


       对于其他效率来讲,很显然,自动化轨道吊有更高的运行速度,不管是大车、小车还是起升,更好的自动化定位和着箱的能力,其实它也有更好的调动能力,因为自动化之后,我们知道每次装卸大概需要的时间,就可以更好的计划生产,从而使生产率是平均的,而不是忽上忽下的。

        很明显自动化轨道吊比起传统轮胎吊有更高的效率。


无人驾驶汽车技术在自动化码头的探索与应用

 


       无人驾驶的车辆可以在很多场景应用,包括物流园区、矿山、高速公路。无人驾驶汽车技术在自动化码头的应用值得探索。不久前自动驾驶的车辆已经在天津港进行了测试。天津这次的测试是重汽豪沃T5级,这也是一个慢系列技术的一个产品。装配了GPS北斗、定位系统还有激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等感知设备,赋予人工智能技术。实际上这个车有学习功能的,它会越来越聪明,越跑越聪明,保证车辆在夜间、大雾、雨雪等天气,现场人员、车辆混杂的情况下都可以在正常行驶,满足了港口24小时全天候的运营的需求。

 

       BTG定位天线在自动化RTG大车定位上的应用


章钧    上海必添吉系统设备有限公司总经理

       BTG天线在自动化体系上面大车定位的两种标准方案,第一个是双侧定位标准方案,第二个是单侧定位标准方案。

       双侧定位从两侧的两个点位置就能做到两个功能,一个纠偏,一个定位,能够实现一套磁钉天线系统和RTG大车的纠偏与定位,完全整合在一起。

      单侧的定位天线标准方案通常用于底架,目前国内大部分油改电的RTG,都采用底架的方案。

 


下一代自动化集装箱码头概念设计与技术创新


宓为建  上海海事大学物流工程学院教授、博士生导师

       下一代自动化码头最接近的业态应该包括以下几方面。首先是单机设备智能化,现在我们的单机设备实际上是设备上附加一些符合自动化码头要求智能的装置,将来可能是一个整体的把管理、设备、控制都集成在一个理念下面的单机设备。第二方面就是下一代自动化码头的技术创新主要是应用创新,或者是综合应用创新,要解决一些科学问题和技术问题。包括装卸机器视觉、人工智能等等。第三是任务规划,例如将计划跟调度这两块领域变成一件事情,变成了战略的规划,站域的规划、战术的规划、最后是指令的规划。最后,未来一定会有一个仿真预演系统,要建这么一个平台,在这个平台里面来评估刚才所说的所有操作流程,是不是达到了预期的要求。


松下坚固型电脑适应港口信息化高效发展要求

 


       在电脑,或者说终端行业里面,松下的产品有它的独特性,对于港口的作业而言,首先产品使用松下自己的电池,能够保持工作的不停摆,而且它提供了一个大容量电池,基本上保持22小时续航时间。可以佩戴各种各样手套进行操作,适合港口作业人员操作。产品具有防雨滴、氧干扰模式,能够确保下雨天都能够正常工作。此外就是丰富的拓展性,对于港口客户来说,可能有各方面的需求,产品上面有专门的配置区域,可以满足港口各方面的需求, 除此之外,便携性性能,包括手持、肩带、手托等方面也是考虑到实际操作人员的操作便利性。

 


物联网+钢丝绳智慧检测在港口的应用


周岌俊  洛阳威尔若普检测技术有限公司销售副总监

钢丝绳失效是港口设备的主要失效原因之一。如何控制钢丝绳的量变变化情况,通过这套系统可以给出答案。全球第一套的岸桥钢丝绳在线自动检测系统,今年2月份已在PIC连云港基地试验成功。

 

 

RTG智能远程控制系统


李华超  营口金辰机械股份有限公司分公司总经理

        远程控制当中,主要解决的是RTG在本地控制出现一些异常情况,或者说有些确实需要人口交互的操作,可能会切入到远程控制,然后TOS交互跟现有的港口里面的一些信息系统。核心的模块,就是本地智能控制端包括作业流程的控制、大绳定位、大绳纠偏、小绳定位、集卡的定位、箱车的引导,以及箱号识别和安全防护。


2018技术展望与港口发展


        在技术展望方面,我们认为有5大趋势:第一,是公民AI,就是公民的人工智能;第二,泛现实;第三,真数据;第四,大合作;第五,智联网。这么多的技术,五大趋势,每一个都牵扯到企业的方方面面,每一个都牵扯到我们每一个人生活的方方面面。在这个过程当中,企业和企业之间,企业和人之间,人和人之间,所有的工作边界又得重新打破,重新定义。我们需要考虑如何去缔约,建立信任,缔结社会的契约。


传统集装箱码头自动化探索与实践

 

       随着技术的发展,传统码头一直都在做一些自动化改造的项目,这些项目的选择,我们主要从4个方面来权衡:技术方案的选择。安全顶级的确定。成本投入的权衡。效率需要的要求。同时,在做自动化改造的时候,我们还要在作业中的一些流程进行数字化的管控。

      新建的自动化码头,从建设之初都可以规避很多问题,跟我们传统的集装箱码头来讲,有很大的不同,我们有很多无法预料的问题,主要是面临现有的一些资产环境重组、再利用等等一系列的问题。


       我们对这些场景,可以从4个方面做一些阐述。最简单就是机械设备的远程控制跟自动化。第二个是对流程进行梳理,就是怎么样完成这一系列生产作业中一些复杂的动作,第三个要能够把现在运行过程当中有哪些出现异常的情况进行检测,通过检测来进行处理,第四就是在执行这些决策规则的过程当中所需要的一些动能,相当于人脑的一个处理。


航天智慧思维下的智慧化港口


唐波  北京航天自动控制研究所副主任,军民融合板块总监研究员

 

        在技术层面为了实现智能化港口,需要从以下几个方面进行提升:以多模融合为手段的智能感知,以算力下沉为特点的边缘计算,以迁移演化为重点的自主学习和以随机应变为目的的任务重构,以及以交互协作为主的群体协同。基于前面的技术特点,我们设想的智能化港口应该是以数据、算法和算力为基础,赋予装备前端智能感知与处理功能,将边缘计算与云计算有机结合,将单机的智能升级网络智能,并像群体智能、交互智能水平提高跃升。主要体现在在综合传感和新型传感器件,对港口作业现场的目标和场景进行识别和定位。


HIT轮胎吊及轨道吊半自动化及远程操作项目的发展情况及经验分享

 

        香港国际货柜码头改造的过程很长,包括轮胎吊改造和机动化改造。轮胎吊改造的情况,第一阶段:改装2台轮胎吊 ;第二阶段:改装2台轮胎吊; 第三阶段:改装5台轮胎吊; 第四阶段:量产(改装20台轮胎吊) 。平均达到10.4箱/小时。

       轨道吊半自动化及远程操作项目包含了很多新的概念,自动化方面可以完成自动大车定位、集装箱定位系统、扫描系统、集卡识别系统等。

 

人工智能助力全局化智慧港口


谭黎敏  上海西井信息科技有限公司CEO

 

       港口无人水平运输方面,西井几乎已经涵盖了目前港口主流的水平运输,包括两个产品,一个是无人驾驶的集卡,另一个是和振华重工一起合作开发的无人快运车。西井在这个领域之所以处于领先地位,可以归纳为与港口行业有深度的融合,即西井提供了全站的方案。


       到今天为止,西井在港口自动化领域里有自己的理货系统,有自动驾驶水平运输,以及对一些港口机械传统的智能化的升级和改造的产品,所以说,西井今天给大家所提供的依然不止是仅限于技术本身,而且从用户需求来获得未来前行的发展方向。同时我们通过自身的一些服务以及技术,为用户创造更多的价值。


无人驾驶技术对安全和效率的提升


吴楠  北京图森未来科技有限公司合伙人、副总裁

       无人驾驶卡车技术能给港口带来什么?整体的解决方案可以为港口带来安全一体化,可控一体化、可控一体化、高效率一体化,大数据一体化,降低成本。

安全一体化、没有吊起,没有落海、没有人生事故,因为本身没有人。

高效一体化、可以精确的执行这个作业计划,和人是没有关系的。

可控一体化、生产计划完全可控。

大数据一体化、车灯数据我可以快速进来优化这个生产管理。

降低成本、人员、管理、生产任务优化,都可以带来整体成本的降低。

 


港口是设备智能健康管理的又一片蓝海


杨相声  沃德云智(北京)数字科技有限公司总经理

        智慧的港口从设备开始,我们需要共同搭建一个港口设备的物联网,实现端到端、端到网、网到人的信息互联,可以说互联是信息化、自动化、智慧化的前提。沃德的方案是快速并且低成本,低成本主要是以港口现有的设备为立足点,加上我们的硬件软件系统。虽然港口领域是一个很窄的区域,但是对于我们设备智能健康管理又是一片蓝海,可以看到,从感知与传输层、中间的分析层一直到展示层,这里面涉及到的都是耳熟能详的最新的科技。

 

 


主持人:丁莉 中国港口协会秘书长,中国港口杂志社社长、港口科技杂志社社长


主持人:罗勋杰 上港集团尚东集装箱码头分公司副总经理


主持人:童洁 中国港口杂志社总编辑


主持人:吴尚 上海国际港务(集团)股份有限公司技术中心副总工程师

 

 

        9月11日,与会嘉宾和代表集体参观了洋山四期自动化集装箱码头。新建自动化码头或将传统码头升级改建为自动化码头,从而提高码头的综合能力,已是大势所趋。而在目前全球已经建成和正在建设的40余座自动化码头中,汇聚众多先进科技的洋山四期堪称“集大成之作”。半天的参观,收益良多。

 

      “立志欲坚不欲锐,成功在久不在速。”打造自动化码头是主动迎接港口行业变革的第一步,实现码头智能化运营并大规模复制推广,早日实现中国强港梦是更高的目标。虽然起步较晚,面临诸多挑战,但随着探索和尝试的不断深入,中国自动化集装箱码头定会在挑战中创新图变、坚定前行!

 

                                                                                                                                         来源:  中国港口      芮雪   裴刚                                                                                              

 

 
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