效率是传统码头的213%,全球智能化程度最高的码头有个聪明的“大脑”

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效率是传统码头的213%,全球智能化程度最高的码头有个聪明的“大脑”

223万平方米的偌大空间,地面上竟然看不见一个人!解放日报·上观新闻记者眼前的洋山四期集装箱码头,只有数百台轨道吊和自动导引车在智能化工作着,耳旁是来自东海的呼呼风声。

这是目前全球单体规模最大、智能化程度最高的集装箱码头,其自主研发的自动化码头作业管控系统,在全球港口行业首次实现全业务自动化和核心业务智能化。其码头生产效率是传统码头的213%,屡创世界纪录,且码头作业实现零排放。

该项成果日前荣获2020年度上海市科技进步奖特等奖,部分成果分别已在14个国内外码头中得到应用,彰显了“中国大脑、中国智造、中国服务”的实力。

【过去配载一艘船需要4小时,现在只需15分钟】

港口是实施国家战略的“硬核”力量。作为上海国际航运中心的核心港区、“一带一路”的重要战略节点、长三角一体化高质量发展的重要功能载体,在洋山深水港建设自动化码头,是增强港口核心能力,适应当今世界港口科技发展趋势的必然选择。

洋山四期建设中,最大的难点是构建自动化码头“大脑”。

过往的自动化码头操控系统,一般只计算一次,即某个箱子放在堆场的哪个位置。但实际情况要复杂得多,比如,堆场的箱子一般有5层,如果最底下的箱子需要最先装载,翻箱率势必就高;不断地有箱子进场,需要实时调整。

如何提高整个“一盘棋”的协同效率?“假设一艘船有2千个集装箱,既要考虑堆场时可以顺带把空箱带回岸边,也要考虑在未来几天取货时避免太高的翻箱率。”上港集团技术中心主任黄秀松说,这就需要细化每一个环节,比如:船舶到岸后应停靠在哪个区域,需要安排多少机械来卸货,卸货时从船的两边还是中间开始。

要做到动态协同,背后需要的计算量也呈几何级数上升。上港集团牵头集智攻关,攻克了无人设备全域感知等核心技术,基于流程与数据双驱动的信息交互平台,创新研发了智能作业管控系统。“过去我们配载一艘船需要4小时,现在只需15分钟。”黄秀松说。

【只需7人,就可远程操控108个轨道吊】

洋山四期的轨道吊远程操控中心,不大且安静。“过去,108个台轨道吊需要108名操作人员现场作业,如今实现了高度自动化,只需7名操作人员实施远程监控及特定场景参与操控即可。”上港集团尚东集装箱码头分公司副总经理孙金余说。

每台集装箱要精确地被吊起,需解决船舶摇晃导致的集装箱对位变化,以及气候风向导致的吊具摇晃等难题。技术人员创新研发了三维特征人工智能感知、吊具高精度自动控制等技术,提升了约20%的码头运营效率。

正是基于诸多这样的高度自动化,洋山四期年吞吐量和作业效率均居世界自动化码头首位。

自2017年12月开港以来,洋山四期的规模不断扩大,产能不断释放,2018年达到201万标准箱,2019年实现327万标准箱,2020年突破420万标准箱。生产效率是传统码头的213%,屡创世界纪录,昼夜吞吐量达20823.25标准箱。

“与目前世界上最新建设的自动化集装箱码头相比,洋山四期的智能化程度仍具有先进性,这体现了规划设计的前瞻性,以及后续创新的可持续性。”上港集团副总裁方怀瑾说。

为持续保持技术领先优势,在上海市科委支持下,上港集团牵头承担了“网络协同制造和智能工厂”国家重点专项共性关键技术的研发,将进一步减少人工干预,优化资源任务匹配。预计到2022年,项目将完成我国首个拥有完全自主知识产权的超大型自动化集装箱码头智能操作系统的升级研发,实现整体桥吊平均台时效率提升10%以上、单体码头年吞吐能力提升50%以上。

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