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振华重工港口数字化赋能新实践

2021-08-19 15:06:52 来源:中国交通新闻网 作者:

振华重工港口数字化赋能新实践

上海振华重工(集团)股份有限公司振华研究总院技术总监 王岩

尊敬的各位领导、专家,大家好!

我是来自振华重工研究总院的王岩,十分荣幸能够被邀请参加这次论坛。今天跟大家分享的内容是振华重工在港口数字化赋能方面的新实践,我想通过近期的一些项目建设和系统研发进展来汇报一下振华在码头数字化转型方面的思考。

汇报内容包括三个部分:首先我想介绍下振华在自动化码头建设方面的最新进展,其次是振华在港口数字化系统方面的最新研发情况,最后再介绍下振华在海铁联运以及腹地物流等多式联运方面的发展情况。

1993年第一个自动化码头—荷兰ECT自动化码头建成后,自动化码头就如雨后春笋般涌现,包括极具代表性的德国CTA码头和荷兰Euromax码头。振华重工最早为这些码头提供了相关的自动化设备。经过多年的发展,虽然码头的自动化技术愈加成熟,但是冗长的码头建设周期、居高不下的建设成本、难以解决的效率瓶颈等问题始终困扰着码头用户。于是,振华从2006年开始打造自己的自动化码头系统,为用户提供一站式的解决方案。随着厦门远海、青岛前湾和洋山四期三个第四代全自动化码头的顺利投产运营,全国智慧港口的建设也迎来了新的高潮,振华重工分别于2019年和2020年签订了南沙四期和北部湾钦州全自动化码头项目订单,着手为粤港澳大湾区和西部陆海新通道打造全新的集装箱港口物流新方案。

2019年9月25日,振华重工与广州港集团在广州港口中心签订了南沙四期工程集装箱码头自动化装卸系统采购项目。南沙四期拟建设2个10万吨级和2个5万吨级集装箱泊位及配套12个集装箱驳船泊位,工程设计年通过能力每年490万标箱。南沙港区四期工程的定位是集装箱中转港,由于水转水运输的比例高,其主要工艺流向多为平行于码头前沿。因此,在堆场设计上突破目前国内外全自动化码头堆场垂直布局的模式,采用与传统码头堆场布局一致的水平布局模式,水平运输设备IGV可穿梭至堆场的每一个箱位,并在堆场后方设置港内外交互区,实现外集装箱拖车与IGV的分流隔离。这一创新将为传统集装箱码头自动化升级改造提供宝贵的借鉴。

作为粤港澳大湾区首个全自动化码头,振华重工为南沙四期量身定做全球首例“单小车自动化岸桥、智能引导车IGV、堆场水平布置侧面装卸、港区全自动化”的“广州方案”,采用了大量针对性和创新性设计,将新一代物联网感知、大数据分析、人工智能等先进技术融入其中,助力南沙港打造智能型、环保型、节约型全自动化码头。前不久,南沙四期现场已经实现所有设备的全流程实船作业联调,码头预计将在今年年底实现试运营。

2020年9月30日,振华重工与北部湾港集团签署了钦州港全自动化码头项目合同,联手打造全国首个海铁联运自动化码头。钦州港全自动化集装箱码头共4个泊位,岸线总长1302米,设计吞吐能力为每年260万标箱。钦州港项目在码头布局方面采用了全球首创的“U”型工艺方案,依次相邻两个堆场共用外集卡集疏运U型通道或IGV水平运输通道,使IGV与外集卡物理隔离、交通分流、互不干涉,更好地解决了端部装卸工艺同一堆场两台轨道吊共轨运行的问题,形成交互简洁、直进直出、侧面装卸的码头平面布置,有助于进一步提高码头自动化作业效率,降低码头建设投资和运营成本。

振华重工为钦州港7号、8号泊位全自动化码头项目提供了5台岸桥、16台轨道吊以及30台IGV。部分设备已经在前不久抵达了钦州现场,目前正在紧张地单机调试中,计划今年年底实现三大机种的整体联调。

第二部分:

在积累了数十年自动化码头的建设经验以后,振华重工厚积薄发、砥砺前行,从码头全生命周期和全产业链角度出发,全面提升产品和服务的质量,致力于为用户提供更加完善的一站式解决方案。

针对港机产品定制化程度高、交付周期短、有较大的服务市场等特点,振华开发了港机产品设计-制造-运维全过程一体化的工业软件,建立了一个以港机产品信息模型为核心,工业互联网为基础,数据信息全生命周期一体化的新技术体系,减少了港机生产过程中的重复工作,缩短生产周期并降低了生产成本。同时,基于一体化体系,在设计、制造、运维各阶段的关键环节探索开发软硬件智能应用及智能产品,进一步提升生产效率,提升产品质量,拓展服务业务。

仿真在码头建设全生命周期的各个阶段都起到了非常重要的作用。在前期规划设计阶段,可以进行码头规划方案的评估,比如码头各子系统的能力分析、设备数量配置分析以及交通组织分析。在码头实施阶段,可以进行码头软件测试,有利于降低软件调试的成本,以及缩短整个码头软硬件系统的交付周期。在码头运营阶段,可以将仿真环境与实际的软件对接,对码头操作者进行软件培训。码头投产之后,需要进行不断的优化,可以利用仿真系统对码头作业计划进行预演分析,或者对码头软件各种参数进行调优,从而优化系统性能。

振华开发了自己的仿真软件Smartsim,软件对各种码头单机设备以及系统控制算法、策略进行了模块化封装,便于仿真人员快速进行码头模型搭建。Smartsim不仅可以应用在码头规划阶段进行码头方案的评估验证,同时可以与码头实际操作软件(如TOS、ECS)对接,进行软件测试及优化。

振华重工于2019年成立了港口管理创新筹备小组,专注于码头生产管理系统TOS的研发,开始打造振华第二代自动化码头系统,填补振华自动化码头没有“大脑”的空白。就在最近,振华重工签订了中谷钦州项目采购合同,首次上线自主开发的名为“PORTMANUS”的TOS系统。高度一体化的系统设计,涵盖了码头的所有操作范围,实现了集装箱生产计划、设备调度和控制的深度集成和统一。该系统汇聚了振华重工近十年来的自动化码头建设经验,采用跨平台的分布式微服务和云计算架构,结合先进的大数据和人工智能技术,为码头用户提供安全可靠的一体化和智能化体验。该系统将为集装箱码头生产运营提供高效的作业效率的同时,减轻中控操作管理人员的工作负担,为建设智慧数字化港口提供便利。

码头一体化运营监控系统,基于数字孪生和物联网技术,通过2D或3D GIS和高精地图数据,结合视频融合技术,以全时空全景可视化的方式,在中控室为用户对码头安防、码头设施状态、系统和设备的运行状态进行监控,可对人车机等轨迹进行的高精度展示。该系统采用AI人工智能和大数据分析技术,实现安防事件、设备故障以及现场实时作业的主动预警,同时满足设备拓扑、故障管理、性能管理和资产管理的需求,定制化港机和机房管理应用,解决设备管理、运营维护等诸多难题。

针对自动化码头的服务需求,振华研发了面向钢结构、关键传动机构以及钢丝绳等部件传感器,在自动化港机产品上进行了安装布署,用于设备运行数据的采集,并通过开发边缘计算设备对数据进行筛选与清理后, 传输到自主研发的起重机远程与监测服务平台上,为用户提供故障监测报警、维保计划订制、寿命预测、在线培训等智能化服务,加速产业链向服务端延伸。目前,码头一体化设备维保系统平台可以同时支持500台以上港机设备的同时接入,通过后台集成的大数据分析算法,以平台加应用的方式,帮助用户在全球范围内实现对下属码头设备的智能管控。

第三部分:

除了海港自动化码头的建设,振华也在以集装箱自动化装卸设备为基础,同时结合TOS系统的开发,来拓展港口物流多式联运解决方案。

西部陆海新通道位于我国西部地区腹地,北接丝绸之路经济带, 南连21世纪海上丝绸之路,协同衔接长江经济带,在区域协调发展格局中具有重要战略地位。国家发展改革委在2020年2月发布了《西部陆海新通道总体规划》,北部湾港与上海港、深圳港、广州港并列被定位为国际枢纽海港。钦州港作为海运物流和腹地物流的转运中心,其重要性不言而喻。

振华重工之前与中铁联集签订合同,为钦州集装箱铁路中心站提供了6台自动化铁路轨道吊和配套远控系统;前不久又跟中谷物流签订了集装箱多式联运物流基地项目,并配套振华自主研发的TOS系统,包含全部的系统集成和后期维护。由此,振华重工为钦州港打造了海运、铁路和公路三位一体的多式联运综合物流解决方案,为港口物流园区的生态体系建设添上了浓厚的一笔。

振华将充分利用人工智能、大数据和5G等前沿技术,建设先进的智能化码头生产和设备管理系统,通过数据的有效采集、综合分析、仿真模拟和深度挖掘,实现所有系统和设备的有效联动,不断提高码头的作业效率和服务水平。

以上就是我汇报的全部内容,感谢各位的聆听,期待下次再会。谢谢!

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