2017年12月10日,上海洋山深水港四期自動化碼頭開港試生產,這是到目前為止全球最大的智能單體集裝箱碼頭,全智能化是洋山自動化碼頭最大的亮點,通過當天媒體的廣泛傳播,在中國,乃至在全世界都引起了很大的轟動效應。
由于我本人與港口及港機行業有著很深厚的淵源關系,對港機產品和港口運行都非常熟悉,所以很自然地也特別關注到這件事。經過我的進一步接觸,從而對洋山四期全自動化碼頭有了一個相對來說比較全面的了解。洋山四期自動化集裝箱碼頭岸線總長2350米,共建設7個集裝箱泊位,設計年通過能力初期為400萬標準箱。設備初期配置有10臺雙小車岸橋、38臺軌道式場橋、50輛AGV自動導引車。后期繼續擴大規模,最終有26臺岸橋、約120臺軌道式場橋和超過130輛AGV投入使用,吞吐量將達到630萬標箱/年。
港口上的所有硬件設備都是由振華重工自主研發制造,碼頭智能生產管理控制系統(TOS系統)是由上港集團自主研發,設備調度管理系統則由振華重工自主研發的智能控制系統(ECS系統),TOS系統就相當于是洋山四期碼頭的大腦,ECS系統就相當于是自動化碼頭里面的神經網絡系統,大腦與神經互相配合,負責裝卸設備的作業控制、流程優化、安全保護、監控管理和智能調度,取代了傳統碼頭的司機及相關設備終端,智能化指揮設備安全、自動、高效地把集裝箱搬運到任務目的位置。
在這里,我需要特別說明的就是,所謂的“無人碼頭”,并不是真的是沒有人的,只是在碼頭作業現場看不到人而已。另外,還有所謂的“自動化碼頭”,也不是真的實現了作業環節的全自動化。其實,所有的設備都是由人來進行遠程操作的,他們的工作地點都集中在碼頭的中控室,所有的碼頭維護工作都是由工作人員在中控室里完成的。這些各種港機設備的遠程操作員,坐在中央控制室里,每個人眼前的四個電子屏監控著整個流程,他們的辦公桌就像一臺大型游戲機,兩邊各有一個操縱桿和鼠標,在正常行駛和升降過程中是完全不需要人工介入的,只是到了貨物對位的時候要幾秒鐘的時間來安全確認,萬一有問題需要介入,監控設備會第一時間切到現場,控制調整一下就好了。遠程控制室里工作人員只要輕點鼠標,就能實現對碼頭裝卸作業的操控。
碼頭的中控室實時監控碼頭的運行情況
全自動化管理減少了碼頭的人力成本和生產過程中的人為干擾因素,特別是保證了人身安全事故不再發生,并改善了碼頭操作人員的工作環境。在效率上,全自動化碼頭的效率要比傳統碼頭高30%左右。
軌道吊遠程操作司機正在對于陸側交換區集卡進行人工作業
碼頭作業這個曾經的勞動密集型行業,正逐漸轉向科技密集型。自動化碼頭可實現24小時作業,通過遠程操控、自動操控,不僅碼頭效率比過去有質的提升,還能實現二氧化碳排放下降10%以上。讓港口更綠色、高效,讓碼頭工作更安全、人性化。在科技創新帶動下,港航經濟未來發展或許將越來越出乎意料。
橋吊遠程操作司機在岸橋操控臺上進行岸橋雙吊具裝卸
由于需要牽涉太多的專業術語,在此我就不過多贅述港口的整個運行過程,僅僅談一談我們大家都比較熟悉的AGV。因為這一次特別吸引大家眼球的就是集裝箱自動引導運輸車,也就是我們通常所說的AGV小車,洋山四期的鋰電池驅動AGV采用了最簡單最可靠的磁導航技術,通過埋在地下的61483根磁釘來感知自己的位置,根據實時交通狀況來行走最優化的路線。在小車行駛的路線上,這些磁釘每隔兩米布設一個,整個集裝箱碼頭的磁釘宛如一張大“圍棋棋盤”。AGV車自重20到30噸,加上集裝箱的重量,全車可達70噸,但由于停啟位置十分精確,停車誤差不會超過2厘米。AGV配有智能控制系統,在遇到運行路線擁堵的時候,系統可以重新規劃路線。這個AGV除了無人駕駛、自動導航、路徑優化、主動避障外,AGV小車還能自主診斷故障、監控電量,同時,還可以根據車隊管理系統的調度,自行到換電站全自動完成更換電池,一臺AGV小車更換電池只需6分鐘,大容量鋰電池可以讓AGV小車在滿電后持續運行8個小時,這樣一來,就能實現24小時無間斷工作。
AGV的自動引導運輸車,遠程操控,自動化運行
回到我們大家都熟悉的叉車行業,近幾年來出現了智能化的熱潮,要求叉車智能化的呼聲是一年比一要響亮,如果哪一個廠家沒有上馬搞所謂的智能化產品,好像哪一個廠家就落后了,就跟不上形勢了,就out了,所以造成了很多的廠家都是一窩蜂地上馬AGV項目,根本不考慮廠家自身的技術力量和制造能力,也不理會自身的市場營銷能力和終端用戶的實際需求,盲目跟風,我認為這樣的做法是很不理智的,也是不會有什么好的效果的。
叉車的智能化一定是未來的發展趨勢,這是所有人都認可的,但是,并不是所有符合趨勢的事情都需要馬上去做,我們要知道,智能化的發展也是有步驟,分階段進行的,并不是要求一步到位,一蹴而就的。我們的國人總想著走捷徑,總想著所謂的“彎道超車”,要知道,科學是來不得半點虛假的,羅馬也不是一天就可以建成的。我們國內的企業更應該腳踏實地,三思而行,認真考慮一下在目前這個階段,最適合終端用戶的產品是什么,一定要自己或者委托專業的機構做真實詳細的市場研究,找到用戶的痛點所在,有的放矢,才能百戰不殆。日本在AGV方面的起步遠遠早于我們,不可否認的是他們的技術力量和制造能力都優勢于我們,但是,日本在AGV方面應用最多的產品竟然是牽引類產品,導航也是用最簡單成本最低的磁導航,他們追求的實用性、經濟型,而不是盲目地追求高大上的產品。
反觀我們國內,我們在AGV這款產品上都是在盲目地追求激光導航,而目前市面上的激光導航傳感器都沒有掌握在國內企業手里,而且價格又高得離譜,性價比很差。在這種情況下,我們為什么不去多想一想辦法,開發出一些經濟實用型的自動化或半自動化叉車,比如說當叉車按照指定的磁條行駛的時候,以及在指定的位置升降的時候,我們可以完全不用干預,只是當叉車需要叉取或者放下貨物的時候,我們可以通過遠程攝像頭來進行輔助操作,而人工介入的時間很短,在一個3分鐘過程的叉車作業中,人工介入的時間不會超過10秒鐘,這樣一來,一個人就可以坐在辦公室里同時操作多臺叉車,而實現這些功能的技術要求都很低,成本也很低,簡單來說,就是在原有叉車的基礎上增加一套磁力導航系統,再外加一個攝像頭和遙控器就行了,當然,我僅僅是隨便說說而已,但是,我希望通過我的拋磚引玉,能引起我們廣大的叉車廠家認真思考一下,或許也是一個不錯的解決方案。
通過上海洋山深水港四期自動化碼頭這個案例,我們可以看到,未來中國的人口紅利正在逐步消失,人工成本一定會越來越高,那么,采用人機協作的方式,將會成為未來的主流工作模式。我們廣大的叉車企業,完全可以很好地借鑒振華重工的模式,實現叉車的遠程操作。我們甚至可以大膽地設想一下,對我們的一些專業的叉車租賃公司來說,駕駛員完全可以坐在自己公司的空調舒適的操作室里,一邊喝著咖啡,一邊在遠程操作叉車在客戶的冷庫中作業。
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