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下載手機(jī)APP 上海洋山四期自動(dòng)化碼頭是目前全球規(guī)模最大的自動(dòng)化集裝箱碼頭，裝卸運(yùn)輸均采用自主研發(fā)的智能系統(tǒng)。記者趙立榮攝
獎(jiǎng)項(xiàng)：2020年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)
項(xiàng)目名稱：洋山四期超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用
獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)：上港集團(tuán)、同濟(jì)、上海交大、振華重工、中交三航院產(chǎn)學(xué)研用團(tuán)隊(duì)
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駛過30多公里的東海大橋，就來到全球最大單體自動(dòng)化智能碼頭和全球綜合自動(dòng)化程度最高的碼頭——洋山港四期碼頭。這里除了開集卡的司機(jī)外，露天幾乎看不到工人。在自動(dòng)化操作系統(tǒng)調(diào)度下，集裝箱由雙小車岸橋從船上卸到中轉(zhuǎn)平臺(tái)，所有水平運(yùn)輸均由無人駕駛的自動(dòng)導(dǎo)引車完成，整個(gè)碼頭埋設(shè)了6萬多枚磁釘，對(duì)車輛進(jìn)行定位和自動(dòng)導(dǎo)航……
自2017年12月開港以來，洋山四期碼頭的生產(chǎn)效率屢創(chuàng)世界紀(jì)錄：岸橋最高臺(tái)時(shí)量高達(dá)57.4自然箱;晝夜吞吐量達(dá)20823.25標(biāo)準(zhǔn)集裝箱;生產(chǎn)作業(yè)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全和直接排放為零，且人均勞動(dòng)生產(chǎn)率為傳統(tǒng)碼頭的213%。
如此高效綠色的港口運(yùn)營能力，依靠的正是智能作業(yè)管控系統(tǒng)ITOS。在昨天公布的2020年度上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)榜單上，這套標(biāo)志著中國港口行業(yè)在運(yùn)營模式和技術(shù)應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)里程碑式跨越升級(jí)與重大變革的關(guān)鍵技術(shù)，榮膺科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
“中國智造”軟件實(shí)現(xiàn)最高效“堆箱子”
“東方南安普敦剩余作業(yè)量2342”“現(xiàn)代都柏林時(shí)間進(jìn)度60.39%”，在洋山四期碼頭中控室里的巨大屏幕上，碼頭的數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示著從停泊船只到自動(dòng)導(dǎo)引車的全部動(dòng)態(tài)。
擁有七個(gè)泊位的洋山港四期碼頭，可?？孔畲?0萬噸的專業(yè)集裝箱船舶。“我們給客戶的承諾是，一般可在16至24小時(shí)內(nèi)完成5000標(biāo)箱貨輪的裝卸。”上海國際港務(wù)(集團(tuán))股份有限公司技術(shù)中心主任黃秀松介紹，碼頭最重要的業(yè)務(wù)就是“堆箱子”：卸載后要轉(zhuǎn)運(yùn)還是入關(guān)?裝船先后次序如何安排?……這對(duì)數(shù)據(jù)收集、計(jì)算處理都是極大考驗(yàn)。
黃秀松坦言，通過一年左右調(diào)研、論證，對(duì)國外碼頭管理軟件進(jìn)行比較后，他們最終下定自主開發(fā)的決心。從未做過碼頭自動(dòng)化軟件，一切都是從頭摸索，這是項(xiàng)目遇到的最大困難。經(jīng)過近十年打磨，如今的洋山港四期成了國內(nèi)唯一一個(gè)“中國芯”的自動(dòng)化碼頭，也是國內(nèi)唯一一個(gè)軟件系統(tǒng)純粹由“中國智造”的自動(dòng)化碼頭。
過去，僅集裝箱配載一項(xiàng)，就需要一名經(jīng)驗(yàn)豐富的配載師，花三四個(gè)小時(shí)來完成?，F(xiàn)在，從船進(jìn)碼頭那一刻，需求都會(huì)自動(dòng)錄入ITOS，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)碼頭的運(yùn)營情況，自動(dòng)生成能使整個(gè)碼頭協(xié)同作業(yè)的最高效方案。
碼頭工人從“藍(lán)領(lǐng)”變“準(zhǔn)白領(lǐng)”
晝夜吞吐2萬余標(biāo)準(zhǔn)箱，裝卸作業(yè)異常繁忙，可整個(gè)碼頭十分安靜。海側(cè)的岸橋全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程操控，堆場(chǎng)陸側(cè)使用的軌道吊也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)著箱。只是由于船舶微動(dòng)、岸橋吊具晃動(dòng)等原因，岸橋船側(cè)對(duì)集裝箱的“臨門一抓”，還需要人機(jī)協(xié)同來完成。
過去，操作工人坐在50米高空的橋吊控制室，俯身向下操作集裝箱，工作環(huán)境艱苦?，F(xiàn)在，洋山四期實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化遠(yuǎn)程操控，操作員可安坐在控制室里，只需根據(jù)屏幕顯示的實(shí)時(shí)信息，遠(yuǎn)程按動(dòng)按鈕或推動(dòng)手柄即可。“可以說，自動(dòng)化改變了工作環(huán)境，讓碼頭工人從‘藍(lán)領(lǐng)’變成了‘準(zhǔn)白領(lǐng)’。”上港集團(tuán)副總裁方懷瑾介紹，目前的設(shè)備規(guī)模和作業(yè)量，如按傳統(tǒng)碼頭運(yùn)營管理，洋山四期至少需配備700多名工人;現(xiàn)在，整個(gè)碼頭直接參與設(shè)備遠(yuǎn)程操作的只有100多人。
除了遠(yuǎn)程控制，代替集卡“跑腿”的還有大量無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)引車。洋山四期在亞洲港口中首次采用我國自主研發(fā)的自動(dòng)導(dǎo)引車及自動(dòng)換電系統(tǒng)。這些自主研發(fā)的小車無頭無尾，在地面埋設(shè)的磁釘引導(dǎo)下，可以將集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)至目的地。而且，這些小車更換電池全程只需6分鐘，電池充滿電僅需2小時(shí)，整個(gè)充電過程零排放，可節(jié)省能耗40%以上。
“大腦”自主可控還可不斷升級(jí)
自主可控，使得ITOS可隨著洋山四期碼頭的發(fā)展不斷自我提升與超越。
過去近十年，針對(duì)船舶搖晃等難題，項(xiàng)目組創(chuàng)新研發(fā)了前后任務(wù)物理三維特征AI感知、設(shè)備高精度自動(dòng)扭擺控制等技術(shù)，以達(dá)到箱姿箱位實(shí)時(shí)感知、吊具狀態(tài)精確控制等效果，提升碼頭運(yùn)營效率約20%。為從根本上解決自動(dòng)化碼頭技術(shù)領(lǐng)域智能化作業(yè)管控系統(tǒng)問題，上港集團(tuán)牽頭承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造和智能工廠”重點(diǎn)專項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目，啟動(dòng)實(shí)施了“基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的超大型集裝箱碼頭智能化作業(yè)管控技術(shù)”研發(fā)。
預(yù)計(jì)到2022年，項(xiàng)目將完成我國首個(gè)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭智能操作系統(tǒng)的升級(jí)研發(fā)，推進(jìn)碼頭運(yùn)營效率再次大幅提升，實(shí)現(xiàn)整體岸橋平均臺(tái)時(shí)效率進(jìn)一步提升10%以上、單體碼頭年吞吐能力進(jìn)一步提升50%以上——這意味著洋山四期的年吞吐能力將超過600萬箱。(來源：文匯報(bào)記者許琦敏)
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自動(dòng)化碼頭裝配
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獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)：上港集團(tuán)、同濟(jì)、上海交大、振華重工、中交三航院產(chǎn)學(xué)研用團(tuán)隊(duì)
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駛過30多公里的東海大橋，就來到全球最大單體自動(dòng)化智能碼頭和全球綜合自動(dòng)化程度最高的碼頭——洋山港四期碼頭。這里除了開集卡的司機(jī)外，露天幾乎看不到工人。在自動(dòng)化操作系統(tǒng)調(diào)度下，集裝箱由雙小車岸橋從船上卸到中轉(zhuǎn)平臺(tái)，所有水平運(yùn)輸均由無人駕駛的自動(dòng)導(dǎo)引車完成，整個(gè)碼頭埋設(shè)了6萬多枚磁釘，對(duì)車輛進(jìn)行定位和自動(dòng)導(dǎo)航……
自2017年12月開港以來，洋山四期碼頭的生產(chǎn)效率屢創(chuàng)世界紀(jì)錄：岸橋最高臺(tái)時(shí)量高達(dá)57.4自然箱;晝夜吞吐量達(dá)20823.25標(biāo)準(zhǔn)集裝箱;生產(chǎn)作業(yè)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全和直接排放為零，且人均勞動(dòng)生產(chǎn)率為傳統(tǒng)碼頭的213%。
如此高效綠色的港口運(yùn)營能力，依靠的正是智能作業(yè)管控系統(tǒng)ITOS。在昨天公布的2020年度上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)榜單上，這套標(biāo)志著中國港口行業(yè)在運(yùn)營模式和技術(shù)應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)里程碑式跨越升級(jí)與重大變革的關(guān)鍵技術(shù)，榮膺科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
“中國智造”軟件實(shí)現(xiàn)最高效“堆箱子”
“東方南安普敦剩余作業(yè)量2342”“現(xiàn)代都柏林時(shí)間進(jìn)度60.39%”，在洋山四期碼頭中控室里的巨大屏幕上，碼頭的數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示著從停泊船只到自動(dòng)導(dǎo)引車的全部動(dòng)態(tài)。
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黃秀松坦言，通過一年左右調(diào)研、論證，對(duì)國外碼頭管理軟件進(jìn)行比較后，他們最終下定自主開發(fā)的決心。從未做過碼頭自動(dòng)化軟件，一切都是從頭摸索，這是項(xiàng)目遇到的最大困難。經(jīng)過近十年打磨，如今的洋山港四期成了國內(nèi)唯一一個(gè)“中國芯”的自動(dòng)化碼頭，也是國內(nèi)唯一一個(gè)軟件系統(tǒng)純粹由“中國智造”的自動(dòng)化碼頭。
過去，僅集裝箱配載一項(xiàng)，就需要一名經(jīng)驗(yàn)豐富的配載師，花三四個(gè)小時(shí)來完成?，F(xiàn)在，從船進(jìn)碼頭那一刻，需求都會(huì)自動(dòng)錄入ITOS，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)碼頭的運(yùn)營情況，自動(dòng)生成能使整個(gè)碼頭協(xié)同作業(yè)的最高效方案。
碼頭工人從“藍(lán)領(lǐng)”變“準(zhǔn)白領(lǐng)”
晝夜吞吐2萬余標(biāo)準(zhǔn)箱，裝卸作業(yè)異常繁忙，可整個(gè)碼頭十分安靜。海側(cè)的岸橋全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程操控，堆場(chǎng)陸側(cè)使用的軌道吊也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)著箱。只是由于船舶微動(dòng)、岸橋吊具晃動(dòng)等原因，岸橋船側(cè)對(duì)集裝箱的“臨門一抓”，還需要人機(jī)協(xié)同來完成。
過去，操作工人坐在50米高空的橋吊控制室，俯身向下操作集裝箱，工作環(huán)境艱苦?，F(xiàn)在，洋山四期實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化遠(yuǎn)程操控，操作員可安坐在控制室里，只需根據(jù)屏幕顯示的實(shí)時(shí)信息，遠(yuǎn)程按動(dòng)按鈕或推動(dòng)手柄即可。“可以說，自動(dòng)化改變了工作環(huán)境，讓碼頭工人從‘藍(lán)領(lǐng)’變成了‘準(zhǔn)白領(lǐng)’。”上港集團(tuán)副總裁方懷瑾介紹，目前的設(shè)備規(guī)模和作業(yè)量，如按傳統(tǒng)碼頭運(yùn)營管理，洋山四期至少需配備700多名工人;現(xiàn)在，整個(gè)碼頭直接參與設(shè)備遠(yuǎn)程操作的只有100多人。
除了遠(yuǎn)程控制，代替集卡“跑腿”的還有大量無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)引車。洋山四期在亞洲港口中首次采用我國自主研發(fā)的自動(dòng)導(dǎo)引車及自動(dòng)換電系統(tǒng)。這些自主研發(fā)的小車無頭無尾，在地面埋設(shè)的磁釘引導(dǎo)下，可以將集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)至目的地。而且，這些小車更換電池全程只需6分鐘，電池充滿電僅需2小時(shí)，整個(gè)充電過程零排放，可節(jié)省能耗40%以上。
“大腦”自主可控還可不斷升級(jí)
自主可控，使得ITOS可隨著洋山四期碼頭的發(fā)展不斷自我提升與超越。
過去近十年，針對(duì)船舶搖晃等難題，項(xiàng)目組創(chuàng)新研發(fā)了前后任務(wù)物理三維特征AI感知、設(shè)備高精度自動(dòng)扭擺控制等技術(shù)，以達(dá)到箱姿箱位實(shí)時(shí)感知、吊具狀態(tài)精確控制等效果，提升碼頭運(yùn)營效率約20%。為從根本上解決自動(dòng)化碼頭技術(shù)領(lǐng)域智能化作業(yè)管控系統(tǒng)問題，上港集團(tuán)牽頭承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造和智能工廠”重點(diǎn)專項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目，啟動(dòng)實(shí)施了“基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的超大型集裝箱碼頭智能化作業(yè)管控技術(shù)”研發(fā)。
預(yù)計(jì)到2022年，項(xiàng)目將完成我國首個(gè)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭智能操作系統(tǒng)的升級(jí)研發(fā)，推進(jìn)碼頭運(yùn)營效率再次大幅提升，實(shí)現(xiàn)整體岸橋平均臺(tái)時(shí)效率進(jìn)一步提升10%以上、單體碼頭年吞吐能力進(jìn)一步提升50%以上——這意味著洋山四期的年吞吐能力將超過600萬箱。(來源：文匯報(bào)記者許琦敏)
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