智能化改造,讓傳統碼頭不“傳統”
2021-10-29 14:43:01
Landbridge平臺
日前,廈門港集裝箱碼頭全智能化改造項目被列入交通運輸部《交通運輸領域新型基礎設施建設行動方案(2021—2025)》,作為智慧港口重點工程予以推進。廈門港務控股集團介紹,該項目已進入“百日沖刺”,計劃于今年底試運行,將積極申請交通運輸部科技示范工程。
去年7月,作為全國首個傳統集裝箱碼頭全智能化改造項目,該項目正式在海潤碼頭啟動。其中,“全智能化改造”中的“全”,意味著全鏈條,即智能化改造覆蓋碼頭作業的全流程、環節。與新建全自動化碼頭相比,全智能化改造具有投資小、見效快、建設周期短,既因地制宜又可復制、可推廣。
除廈門港之外,國內多個港口均已加入智能化改造行列。
從“卡脖子”到“超級大腦”
海潤碼頭是廈門港務控股集團旗下廈門集裝箱碼頭集團的全資子公司,位于廈門港海滄港區4—6號泊位,泊位總長719米,堆場總面積28.5946萬平方米,配置岸橋8臺,龍門吊22臺,最大可接納13000TEU級集裝箱船或12萬噸級船型(15萬噸級船型減載)。
自2020年7月10日以來,廈門港海潤碼頭在全國率先實施傳統集裝箱碼頭全港區、全作業鏈的智能化改造創新工程。 工程項目包括對8臺橋吊、22臺輪胎式龍門吊和44臺無人拖車等平面運輸設備的改造,以及后方遠程操控系統的搭建和5G及光纖網絡的鋪設等。
隨著碼頭自動化程度不斷提高,廈門港現有的TOS系統已無法滿足碼頭智能化改造需求,建設擁有自主知識產權的TOS系統迫在眉睫。為此,由廈門港務控股集團牽頭,廈門集裝箱碼頭集團、哪吒港航智慧科技(上海)有限公司及福建電子口岸股份有限公司共同合作,于5月28日成立廈門智圖思科技有限公司,自主開發集裝箱碼頭智能操作系統(TOS),實現碼頭生產核心軟件國產化,為碼頭賦予一顆會自主學習、善于思考、智能決策的“超強大腦”,破解此領域長期以來被國外壟斷的“卡脖子”問題。
6月30日,碼頭智能生產操作系統研發取得實質性進展,系統技術框架及核心模塊開發完成,并順利通過第一輪功能測試。
同時,通過自主開發的接口程序成功對接智能生產操作系統自動化模塊和原有的生產操作系統,順利與龍門吊堆場管理系統BMS進行實時數據交互,從而實現了龍門吊堆場作業自動化,避免了人工錄入數據引起的差錯,同時有效提升了遠程半自動化作業的效率,為海潤碼頭堆場自動化正式投產作業奠定了堅實基礎。
項目負責人介紹,項目的難度,一方面體現在技術攻關上,比如,當前最尖端的人工智能、5G等技術如何與傳統的集裝箱碼頭作業全鏈條完美結合,這需要全員參與,以目標為導向,進行“剝筍式”的層層任務分解、落實,工作量巨大。“另一方面,設備在調試時無法參與實際作業,而當前正處于生產旺季。這要求我們兼顧改造與生產,可以說是夜以繼日、見縫插針。”
碼頭“藍領”變“白領”
52歲的馬洪來和37歲的丁亞楠,都是天津港集裝箱碼頭有限公司的司機,干的也都是操縱集裝箱門式起重機的活兒,但卻一個是“藍領”,一個是“白領”。
“藍領”老馬是“老手”。潮濕悶熱的碼頭上,老馬爬上幾十米高的集裝箱門式起重機駕駛室,在大約3平方米的逼仄空間里開始小心翼翼地手動操作集裝箱吊裝作業。中午,他用長長的繩子將飯從地面吊上來。為了少上廁所,他得忍著少喝水。
“白領”小丁是“新手”。她坐在四面落地窗戶、寬敞舒適的現代化中央控制室里,邊盯著高清屏幕,邊快速點擊鼠標和推動操縱桿,不到兩分鐘便將一個集裝箱精準地吊裝到轉運卡車上。
“公司成立‘巾幗班’了,坐在辦公室就能遠程操控,有一天我可能也得‘下崗’了。”馬洪來笑言“有點壓力”。
幾十年里,港口場橋作業都是沿襲著一成不變的模式。場橋司機要爬上離地二三十米甚至更高的地方,窩進駕駛室里,“貓腰”俯視進行操作,一待就是12個小時,不僅要遭受腰椎、頸椎的疲勞,而且要忍受震動、噪音、日曬和各種不便。正因如此,這個崗位過去都是清一色的男性,被認為是女性的“禁區”。
然而,隨著全自動化場橋越來越多,2019年12月,丁亞楠所在的天津港集裝箱碼頭有限公司成立了場橋遠程自動化操控“巾幗班”,6名女司機都是從港口理貨員轉崗而來。
也是這一年,天津港駛入了智慧港口建設快車道,丁亞楠見證了這里的智能化改造進程。
“剛開始,我工作的堆場只有3臺場橋進行了半自動化改造,現在31臺場橋全部實現全自動化,一個人可以同時操作五六臺場橋。”丁亞楠說。而馬洪來工作的天津港集裝箱碼頭有限公司西區也有了未來進行自動化改造意向。
從“無人場橋”,到“無人岸橋”,再到“無人電動集卡”,天津港一如往常繁忙的背后,正變得越來越智慧。
今年1月,天津港傳統集裝箱碼頭,在對各環節進行智能化改造以后,實現了無人自動化全流程作業,正式投入運營。
除了將激光視覺識別、工業機器人等技術用于智慧碼頭建設,天津港還先后建設開通132座5G基站,同時依托北斗衛星導航系統實現了碼頭堆場自動化改造升級、港口智慧管控統一調度。
目前,改造后的天津港碼頭,裝卸集裝箱的岸橋、運輸集裝箱的卡車、集裝箱吊裝堆放的軌道橋等設備都已經實現了無人自動化操作,為我國港口傳統碼頭智能化升級改造提供了可行的實施方案。
投資“天價”打“折扣”
10月9日上午,全球首個順岸開放式全自動化集裝箱碼頭在山東港口日照港正式啟用,并迎來其升級運營后的第一艘集裝箱船舶——“金興源”輪。
根據作業計劃,當天上午“金興源”輪將在日照港卸下集裝箱。4臺橋吊依次排開,橋吊上的吊具來回穿梭,將滿船的集裝箱逐一抓取投放到負責運輸的集裝箱卡車上。
目前山東港口日照港是全球第十大港口,去年完成吞吐量4.3億噸。此前該港以鐵礦石、原油、煤炭等散貨為主,是山東港口集團集裝箱提量的關鍵一環。近年來,日照港集裝箱業務迅猛發展,已成為全國沿海第十大集裝箱港口。
隨著集裝箱業務持續增長,山東港口集團迫切需要擴容日照港集裝箱碼頭。但目前國內外的全自動化集裝箱碼頭幾乎都是整體新建,數十億元的“天價”投入和漫長的建設周期,對包括日照港在內的具備中小型規模集裝箱業務的港口而言,是無法承受之重。
日照港在深入研究論證后,決心通過科技攻關,將傳統碼頭改造升級為全自動化集裝箱碼頭。在14個月內,日照港集裝箱智能化碼頭研發團隊通過“自主創新+國產技術”,實現了全自動化集裝箱碼頭研發建設的突破。
“這座碼頭的創新突破,來自山東港口一體化改革的持續賦能、融合發力。”日照港集裝箱智能化碼頭研發團隊帶頭人胡繼龍說,在碼頭建設的關鍵階段,青島港“連鋼創新團隊”與日照港研發團隊會師攻堅,攻克無人集卡“安全員”下車等行業的世界難題。
此前,港口集裝箱運輸車雖實現無人駕駛,但仍配有一個安全員。山東港口集團日照港攻克無人駕駛技術在港口水平運輸應用難題,告別“無人集卡+安全員”時代,實現無人駕駛在全球港口行業首次落地。在傳統碼頭基礎上,山東港口日照港首次成功將“北斗+5G”、國產碼頭操作系統TOS,應用到全自動化集裝箱作業全過程。
與其它全自動化集裝箱碼頭采用的集裝箱與海岸線“T字形”垂直式分布不同,這里的集裝箱、堆場與海岸線呈平行式分布,形成了一個“=”號,這被稱為“順岸式”碼頭。港口碼頭設計人員告訴記者,目前,全球主流全自動化集裝箱碼頭多采用垂直布局模式,存在自動化軌道吊全場“跑”、集卡車場外“等”的問題。日照港提出的順岸開放式全自動化集裝箱碼頭建設方案,實現了自動化軌道吊“少跑路”、集卡車在堆場“自由行”,單箱綜合能耗降低50%。
自行設計、研發與國產技術的應用,使得這個剛剛建成的全自動化集裝箱碼頭建設成本大幅降低——根據測算,該碼頭綜合成本相較新建降低70%。山東港口試圖探索出一條可復制、可推廣、可商業化運營的中國“智”造之路,讓全自動化集裝箱碼頭成為更多中小規模集裝箱港口觸手可及的目標。
(來源:中國水運網)
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