今天跟大家分享的內(nèi)容是振華重工在港口數(shù)字化賦能方面的新實(shí)踐，通過近期的一些項(xiàng)目建設(shè)和系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)展來匯報(bào)一下振華在碼頭數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的思考。
第一部分：振華在自動(dòng)化碼頭建設(shè)方面的最新進(jìn)展1993年第一個(gè)自動(dòng)化碼頭—荷蘭ECT自動(dòng)化碼頭建成后，自動(dòng)化碼頭就如雨后春筍般涌現(xiàn)，包括極具代表性的德國(guó)CTA碼頭和荷蘭Euromax碼頭。振華重工最早為這些碼頭提供了相關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備。經(jīng)過多年的發(fā)展，雖然碼頭的自動(dòng)化技術(shù)愈加成熟，但是冗長(zhǎng)的碼頭建設(shè)周期、居高不下的建設(shè)成本、難以解決的效率瓶頸等問題始終困擾著碼頭用戶。于是，振華從2006年開始打造自己的自動(dòng)化碼頭系統(tǒng)，為用戶提供一站式的解決方案。隨著廈門遠(yuǎn)海、青島前灣和洋山四期三個(gè)第四代全自動(dòng)化碼頭的順利投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，全國(guó)智慧港口的建設(shè)也迎來了新的高潮，振華重工分別于2019年和2020年簽訂了南沙四期和北部灣欽州全自動(dòng)化碼頭項(xiàng)目訂單，著手為粵港澳大灣區(qū)和西部陸海新通道打造全新的集裝箱港口物流新方案。 
2019年9月25日，振華重工與廣州港集團(tuán)在廣州港口中心簽訂了南沙四期工程集裝箱碼頭自動(dòng)化裝卸系統(tǒng)采購(gòu)項(xiàng)目。南沙四期擬建設(shè)2個(gè)10萬噸級(jí)和2個(gè)5萬噸級(jí)集裝箱泊位及配套12個(gè)集裝箱駁船泊位，工程設(shè)計(jì)年通過能力每年490萬標(biāo)箱。南沙港區(qū)四期工程的定位是集裝箱中轉(zhuǎn)港，由于水轉(zhuǎn)水運(yùn)輸?shù)谋壤撸渲饕に嚵飨蚨酁槠叫杏诖a頭前沿。因此，在堆場(chǎng)設(shè)計(jì)上突破目前國(guó)內(nèi)外全自動(dòng)化碼頭堆場(chǎng)垂直布局的模式，采用與傳統(tǒng)碼頭堆場(chǎng)布局一致的水平布局模式，水平運(yùn)輸設(shè)備IGV可穿梭至堆場(chǎng)的每一個(gè)箱位，并在堆場(chǎng)后方設(shè)置港內(nèi)外交互區(qū)，實(shí)現(xiàn)外集裝箱拖車與IGV的分流隔離。這一創(chuàng)新將為傳統(tǒng)集裝箱碼頭自動(dòng)化升級(jí)改造提供寶貴的借鑒。作為粵港澳大灣區(qū)首個(gè)全自動(dòng)化碼頭，振華重工為南沙四期量身定做全球首例“單小車自動(dòng)化岸橋、智能引導(dǎo)車IGV、堆場(chǎng)水平布置側(cè)面裝卸、港區(qū)全自動(dòng)化”的“廣州方案”，采用了大量針對(duì)性和創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，將新一代物聯(lián)網(wǎng)感知、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等先進(jìn)技術(shù)融入其中，助力南沙港打造智能型、環(huán)保型、節(jié)約型全自動(dòng)化碼頭。前不久，南沙四期現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的全流程實(shí)船作業(yè)聯(lián)調(diào)，碼頭預(yù)計(jì)將在今年年底實(shí)現(xiàn)試運(yùn)營(yíng)。2020年9月30日，振華重工與北部灣港集團(tuán)簽署了欽州港全自動(dòng)化碼頭項(xiàng)目合同，聯(lián)手打造全國(guó)首個(gè)海鐵聯(lián)運(yùn)自動(dòng)化碼頭。欽州港全自動(dòng)化集裝箱碼頭共4個(gè)泊位，岸線總長(zhǎng)1302米，設(shè)計(jì)吞吐能力為每年260萬標(biāo)箱。欽州港項(xiàng)目在碼頭布局方面采用了全球首創(chuàng)的“U”型工藝方案，依次相鄰兩個(gè)堆場(chǎng)共用外集卡集疏運(yùn)U型通道或IGV水平運(yùn)輸通道，使IGV與外集卡物理隔離、交通分流、互不干涉，更好地解決了端部裝卸工藝同一堆場(chǎng)兩臺(tái)軌道吊共軌運(yùn)行的問題，形成交互簡(jiǎn)潔、直進(jìn)直出、側(cè)面裝卸的碼頭平面布置，有助于進(jìn)一步提高碼頭自動(dòng)化作業(yè)效率，降低碼頭建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)成本。振華重工為欽州港7號(hào)、8號(hào)泊位全自動(dòng)化碼頭項(xiàng)目提供了5臺(tái)岸橋、16臺(tái)軌道吊以及30臺(tái)IGV。部分設(shè)備已經(jīng)在前不久抵達(dá)了欽州現(xiàn)場(chǎng)，目前正在緊張地單機(jī)調(diào)試中，計(jì)劃今年年底實(shí)現(xiàn)三大機(jī)種的整體聯(lián)調(diào)。第二部分：振華在港口數(shù)字化系統(tǒng)方面的最新研發(fā)情況在積累了數(shù)十年自動(dòng)化碼頭的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)以后，振華重工厚積薄發(fā)、砥礪前行，從碼頭全生命周期和全產(chǎn)業(yè)鏈角度出發(fā)，全面提升產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量，致力于為用戶提供更加完善的一站式解決方案。針對(duì)港機(jī)產(chǎn)品定制化程度高、交付周期短、有較大的服務(wù)市場(chǎng)等特點(diǎn)，振華開發(fā)了港機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)-制造-運(yùn)維全過程一體化的工業(yè)軟件，建立了一個(gè)以港機(jī)產(chǎn)品信息模型為核心，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)信息全生命周期一體化的新技術(shù)體系，減少了港機(jī)生產(chǎn)過程中的重復(fù)工作，縮短生產(chǎn)周期并降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，基于一體化體系，在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維各階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)探索開發(fā)軟硬件智能應(yīng)用及智能產(chǎn)品，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，拓展服務(wù)業(yè)務(wù)。仿真在碼頭建設(shè)全生命周期的各個(gè)階段都起到了非常重要的作用。在前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，可以進(jìn)行碼頭規(guī)劃方案的評(píng)估，比如碼頭各子系統(tǒng)的能力分析、設(shè)備數(shù)量配置分析以及交通組織分析。在碼頭實(shí)施階段，可以進(jìn)行碼頭軟件測(cè)試，有利于降低軟件調(diào)試的成本，以及縮短整個(gè)碼頭軟硬件系統(tǒng)的交付周期。在碼頭運(yùn)營(yíng)階段，可以將仿真環(huán)境與實(shí)際的軟件對(duì)接，對(duì)碼頭操作者進(jìn)行軟件培訓(xùn)。碼頭投產(chǎn)之后，需要進(jìn)行不斷的優(yōu)化，可以利用仿真系統(tǒng)對(duì)碼頭作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行預(yù)演分析，或者對(duì)碼頭軟件各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，從而優(yōu)化系統(tǒng)性能。振華開發(fā)了自己的仿真軟件Smartsim，軟件對(duì)各種碼頭單機(jī)設(shè)備以及系統(tǒng)控制算法、策略進(jìn)行了模塊化封裝，便于仿真人員快速進(jìn)行碼頭模型搭建。Smartsim不僅可以應(yīng)用在碼頭規(guī)劃階段進(jìn)行碼頭方案的評(píng)估驗(yàn)證，同時(shí)可以與碼頭實(shí)際操作軟件（如TOS、ECS）對(duì)接，進(jìn)行軟件測(cè)試及優(yōu)化。振華重工于2019年成立了港口管理創(chuàng)新籌備小組，專注于碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)TOS的研發(fā)，開始打造振華第二代自動(dòng)化碼頭系統(tǒng)，填補(bǔ)振華自動(dòng)化碼頭沒有“大腦”的空白。就在最近，振華重工簽訂了中谷欽州項(xiàng)目采購(gòu)合同，首次上線自主開發(fā)的名為“PORTMANUS”的TOS系統(tǒng)。高度一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，涵蓋了碼頭的所有操作范圍，實(shí)現(xiàn)了集裝箱生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備調(diào)度和控制的深度集成和統(tǒng)一。該系統(tǒng)匯聚了振華重工近十年來的自動(dòng)化碼頭建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，采用跨平臺(tái)的分布式微服務(wù)和云計(jì)算架構(gòu)，結(jié)合先進(jìn)的大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，為碼頭用戶提供安全可靠的一體化和智能化體驗(yàn)。該系統(tǒng)將為集裝箱碼頭生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供高效的作業(yè)效率的同時(shí)，減輕中控操作管理人員的工作負(fù)擔(dān)，為建設(shè)智慧數(shù)字化港口提供便利。 
碼頭一體化運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)，基于數(shù)字孿生和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過2D或3D GIS和高精地圖數(shù)據(jù)，結(jié)合視頻融合技術(shù)，以全時(shí)空全景可視化的方式，在中控室為用戶對(duì)碼頭安防、碼頭設(shè)施狀態(tài)、系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，可對(duì)人車機(jī)等軌跡進(jìn)行的高精度展示。該系統(tǒng)采用AI人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安防事件、設(shè)備故障以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)作業(yè)的主動(dòng)預(yù)警，同時(shí)滿足設(shè)備拓?fù)洹⒐收瞎芾怼⑿阅芄芾砗唾Y產(chǎn)管理的需求，定制化港機(jī)和機(jī)房管理應(yīng)用，解決設(shè)備管理、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等諸多難題。 
針對(duì)自動(dòng)化碼頭的服務(wù)需求，振華研發(fā)了面向鋼結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及鋼絲繩等部件傳感器，在自動(dòng)化港機(jī)產(chǎn)品上進(jìn)行了安裝布署，用于設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，并通過開發(fā)邊緣計(jì)算設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選與清理后, 傳輸?shù)阶灾餮邪l(fā)的起重機(jī)遠(yuǎn)程與監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)上，為用戶提供故障監(jiān)測(cè)報(bào)警、維保計(jì)劃訂制、壽命預(yù)測(cè)、在線培訓(xùn)等智能化服務(wù)，加速產(chǎn)業(yè)鏈向服務(wù)端延伸。目前，碼頭一體化設(shè)備維保系統(tǒng)平臺(tái)可以同時(shí)支持500臺(tái)以上港機(jī)設(shè)備的同時(shí)接入，通過后臺(tái)集成的大數(shù)據(jù)分析算法，以平臺(tái)加應(yīng)用的方式，幫助用戶在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)下屬碼頭設(shè)備的智能管控。第三部分：振華在海鐵聯(lián)運(yùn)以及腹地物流等多式聯(lián)運(yùn)方面的發(fā)展情況除了海港自動(dòng)化碼頭的建設(shè)，振華也在以集裝箱自動(dòng)化裝卸設(shè)備為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合TOS系統(tǒng)的開發(fā)，來拓展港口物流多式聯(lián)運(yùn)解決方案。西部陸海新通道位于我國(guó)西部地區(qū)腹地，北接絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶， 南連21世紀(jì)海上絲綢之路，協(xié)同銜接長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展格局中具有重要戰(zhàn)略地位。國(guó)家發(fā)展改革委在2020年2月發(fā)布了《西部陸海新通道總體規(guī)劃》，北部灣港與上海港、深圳港、廣州港并列被定位為國(guó)際樞紐海港。欽州港作為海運(yùn)物流和腹地物流的轉(zhuǎn)運(yùn)中心，其重要性不言而喻。振華重工之前與中鐵聯(lián)集簽訂合同，為欽州集裝箱鐵路中心站提供了6臺(tái)自動(dòng)化鐵路軌道吊和配套遠(yuǎn)控系統(tǒng)；前不久又跟中谷物流簽訂了集裝箱多式聯(lián)運(yùn)物流基地項(xiàng)目，并配套振華自主研發(fā)的TOS系統(tǒng)，包含全部的系統(tǒng)集成和后期維護(hù)。由此，振華重工為欽州港打造了海運(yùn)、鐵路和公路三位一體的多式聯(lián)運(yùn)綜合物流解決方案，為港口物流園區(qū)的生態(tài)體系建設(shè)添上了濃厚的一筆。振華將充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)和5G等前沿技術(shù)，建設(shè)先進(jìn)的智能化碼頭生產(chǎn)和設(shè)備管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的有效采集、綜合分析、仿真模擬和深度挖掘，實(shí)現(xiàn)所有系統(tǒng)和設(shè)備的有效聯(lián)動(dòng)，不斷提高碼頭的作業(yè)效率和服務(wù)水平。（王巖：上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司振華研究總院技術(shù)總監(jiān)）
