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技術(shù)全面超越國外產(chǎn)品!洋山四期自動化碼頭榮膺上海市科技進(jìn)步獎特等獎

  • 發(fā)布時間:2021-06-01
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總長2350米的集裝箱碼頭岸線遠(yuǎn)遠(yuǎn)地向東延伸,高聳的橋吊在軌道上默默滑行著,隨后揮舞巨臂,裝卸數(shù)以萬計(jì)的集裝箱,精度達(dá)毫米級;100多臺軌道吊在堆場上運(yùn)轉(zhuǎn)自如,百余臺自動導(dǎo)引車來回穿梭.....

當(dāng)無人駕駛、自動導(dǎo)航、路徑優(yōu)化、主動避障等當(dāng)今最前沿技術(shù)匯聚于洋山四期,這里也成為了全球規(guī)模最大、智能化程度最高、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動化集裝箱碼頭。


在5月25日公布的2020年度上海市科學(xué)技術(shù)獎榜單中,“洋山四期超大型自動化集裝箱碼頭關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”被授予科技進(jìn)步獎特等獎。

這座擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動化集裝箱碼頭,打破國外壟斷并實(shí)現(xiàn)技術(shù)反超,年吞吐量和作業(yè)效率均居世界自動化碼頭首位。


洋山四期的成熟運(yùn)行是我國港口科技發(fā)展的新里程碑,凝聚著屬于“中國制造”的智慧,也標(biāo)志著上海國際航運(yùn)中心代表國家參與國際經(jīng)濟(jì)合作與競爭形成了新的“硬核”力量。

中國創(chuàng)“智慧大腦”

從“分級分層”到“全域融合”

碼頭生產(chǎn)效率屢創(chuàng)世界紀(jì)錄

“過往的自動化碼頭操控系統(tǒng),采用主從式分級分層管控模式,制約了碼頭整體運(yùn)營效率的提升,而洋山四期碼頭則攻克了無人設(shè)備全域感知、多體協(xié)同、多活并發(fā)等核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)施間海量數(shù)據(jù)處理動態(tài)協(xié)同與高效可靠,核心功能與性能全面超越國外產(chǎn)品,能力與效率均居全球自動化碼頭首位。”站在以蔚藍(lán)天空和鮮紅塔吊為背景的洋山四期觀景臺上,上海國際港務(wù)(集團(tuán))股份有限公司副總裁方懷瑾自豪地說。

“全自動化”無疑是這座碼頭最閃亮的標(biāo)簽。但要達(dá)成就需要構(gòu)建 “最強(qiáng)大腦”,因?yàn)槌笮图b箱運(yùn)輸,需要極高的功能適應(yīng)性,并覆蓋碼頭作業(yè)的多場景、全流程。


回憶起系統(tǒng)研發(fā)初期,上港集團(tuán)技術(shù)中心主任、四期碼頭管控軟件總設(shè)計(jì)師黃秀松仍感慨萬千,由于當(dāng)時國內(nèi)尚無先進(jìn)案例可供參考,他們曾有過用國外軟件的打算,“通過一年認(rèn)證,憑借著20多年碼頭實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),我們決定自己研發(fā)。”

上港集團(tuán)牽頭,一場自主研發(fā)攻關(guān)全面展開:分析數(shù)據(jù)、研發(fā)程序、反復(fù)試錯……最終一套全新系統(tǒng)——智能管控系統(tǒng)(ITOS)誕生,從各大機(jī)種的協(xié)調(diào)性,到機(jī)械動作的有效性,均已實(shí)現(xiàn)突破,‘邊裝邊卸’等功能,國外廠商的軟件都做不到。


“橋吊動作麻利,軌道吊等速度也要跟上,就需要精準(zhǔn)計(jì)算,整個生產(chǎn)過程中作業(yè)的計(jì)劃都是由計(jì)算機(jī)來自動完成?!秉S秀松說。

自2017年12月開港以來,洋山四期規(guī)模不斷擴(kuò)大、產(chǎn)能不斷釋放,一年躍上一個新臺階,2020年突破420萬標(biāo)準(zhǔn)箱,實(shí)現(xiàn)了該碼頭建設(shè)的初期目標(biāo)。生產(chǎn)效率也屢創(chuàng)世界紀(jì)錄:岸橋最高臺時量57.4自然箱,單船平均臺時量最高47.3自然箱,晝夜吞吐量20823.25TEU。生產(chǎn)作業(yè)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全和零排放,勞動環(huán)境極大改善,勞動生產(chǎn)率為傳統(tǒng)碼頭的213%。

“大腦”迭代升級

洋山四期吞吐量有望突破600萬標(biāo)準(zhǔn)箱

自動化碼頭,不僅指大型機(jī)械“自動”,還包括后臺管理控制系統(tǒng)的“自動”。在洋山四期集裝箱岸橋遠(yuǎn)程操控臺工作室內(nèi),小布看到了唯一的“人工干預(yù)“。

上港集團(tuán)尚東分公司副總經(jīng)理孫金余指著其中一臺操控臺說,把集裝箱從船上抓上來放到岸上的中轉(zhuǎn)平臺,如果因風(fēng)向等原因,發(fā)生絲毫的差錯,系統(tǒng)就會立刻提醒,“整個四期碼頭,只有這里需要人工的介入去微調(diào),一臺操作臺可以控制2到3個橋吊。”


與目前世界上最新建設(shè)的自動化集裝箱碼頭相比,洋山四期在規(guī)模和智能化程度上保持著先進(jìn)性,但即便如此,指揮整個碼頭運(yùn)作的“大腦”還在不斷地迭代升級。

據(jù)方懷瑾介紹,在上海市科委的支持和指導(dǎo)下,上港集團(tuán)積極牽頭,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,啟動實(shí)施了“基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動的超大型集裝箱碼頭智能化作業(yè)管控技術(shù)”研發(fā)工作。


面向超大型自動化集裝箱碼頭裝卸、堆存、轉(zhuǎn)運(yùn)、進(jìn)出道口等多種作業(yè)場景,項(xiàng)目將重點(diǎn)解決基于大數(shù)據(jù)的碼頭全域協(xié)同優(yōu)化與智能決策這一關(guān)鍵科學(xué)問題,進(jìn)一步融入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù),從計(jì)劃、調(diào)度、工藝和過程控制等各方面進(jìn)一步提升超大型集裝箱碼頭作業(yè)管控系統(tǒng)的智能化水平,進(jìn)一步減少人工干預(yù)。

預(yù)計(jì)到2022年,項(xiàng)目將完成我國首個擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的超大型自動化集裝箱碼頭智能操作系統(tǒng)的升級研發(fā),推進(jìn)碼頭運(yùn)營效率再次大幅提升,實(shí)現(xiàn)整體橋吊平均臺時效率進(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,明年洋山四期吞吐量有望突破600萬標(biāo)準(zhǔn)箱,”方懷瑾說,“洋山四期的建設(shè),對開創(chuàng)及完善中國版的超大型自動化碼頭管控新模式、打破國外軟件在自動化碼頭管理系統(tǒng)上的壟斷、實(shí)現(xiàn)我國智慧港口核心關(guān)鍵技術(shù)的自主化均具有十分重要的意義?!?/p>

據(jù)悉,“洋山四期超大型自動化集裝箱碼頭關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目成果已在14個國內(nèi)外碼頭中得到應(yīng)用,彰顯了“中國大腦、中國智造、中國服務(wù)”的實(shí)力。

(轉(zhuǎn)載自中國港口網(wǎng))

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