觀察者網:振華重工制造升級 “魔鬼碼頭”白菜化前奏
觀察者網:振華重工制造升級 “魔鬼碼頭”白菜化前奏

文章來源(yuan):觀察者網 發布時間:2022-05-08
隨著青島港(gang)(gang)、廈(sha)門遠海(hai)港(gang)(gang)、上海(hai)洋山港(gang)(gang)等全自動化集裝箱碼(ma)頭的(de)相繼投產運行,無(wu)人(ren)作(zuo)業(ye)的(de)“魔鬼碼(ma)頭”的(de)概念逐漸(jian)為中(zhong)國大眾熟(shu)知。
如今,振華重工(gong)研發成功并正在(zai)測(ce)試的(de)(de)IGV,使(shi)“魔鬼碼(ma)頭(tou)”技術再次升級。與(yu)此前(qian)在(zai)洋(yang)山港等(deng)地(di)的(de)(de)投運AGV相比,IGV無需(xu)依賴地(di)上(shang)的(de)(de)磁釘就能(neng)自動駕駛,使(shi)全球傳(chuan)統(tong)碼(ma)頭(tou)以(yi)更為簡(jian)單的(de)(de)施工(gong)和較低的(de)(de)成本改造為“魔鬼碼(ma)頭(tou)”成為可能(neng)。
2021年中國(guo)品牌日(ri)(ri)(5月10日(ri)(ri)至(zhi)12日(ri)(ri))前夕,觀察(cha)者(zhe)網(wang)參加(jia)了由國(guo)務(wu)院(yuan)國(guo)資委免费菠萝视频app下载組織的“走進新(xin)國(guo)企(qi)業·智能(neng)制(zhi)造”大(da)型采訪(fang)活動,4月27日(ri)(ri)與新(xin)華(hua)社、科技日(ri)(ri)報等16家媒(mei)體一起走進上(shang)海振華(hua)重工長興基地,參觀采訪(fang)智能(neng)制(zhi)造生產車間和調試現場。
基(ji)于(yu)IGV,振華重工自主研發、全(quan)(quan)球首創(chuang)的“單小(xiao)車(che)自動化(hua)岸橋(qiao)+智能(neng)引導(dao)車(che)(IGV)+堆場(chang)平(ping)行布置”作業模(mo)式也即將在南沙港(gang)四期工程(cheng)落地(di),打造粵港(gang)澳大(da)灣區首個全(quan)(quan)自動化(hua)碼頭和(he)全(quan)(quan)國(guo)5G應(ying)用示(shi)范工程(cheng)。
在長(chang)興島振華基地IGV測試場地,振華南沙自(zi)動(dong)(dong)(dong)化碼(ma)頭項目電氣工程師(shi)張宇欣(xin)介紹,今年年底即將在南沙港投入運(yun)行的(de)(de)(de)無人駕(jia)(jia)(jia)駛(shi)智能引導車(Intelligence Guide vehicle,下簡(jian)(jian)稱IGV)是(shi)無人駕(jia)(jia)(jia)駛(shi)自(zi)動(dong)(dong)(dong)引導車(Automatic Guide vehicle,下簡(jian)(jian)稱AGV)的(de)(de)(de)升級(ji)版本。IGV和AGV同屬港口“水平運(yun)輸機械”(相對于岸(an)橋等(deng)機械的(de)(de)(de)垂直作業方式(shi)而(er)言(yan))兩者最主要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)區(qu)(qu)別在于,AGV主要(yao)(yao)(yao)依靠作業區(qu)(qu)地面每2米鋪設一個(ge)的(de)(de)(de)無緣磁釘(ding)定位,實現自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)(jia)(jia)駛(shi),但這種(zhong)模式(shi)資金(jin)投入和施(shi)工難度較大,而(er)且一定范圍(wei)內不能有鐵質物體(ti)干(gan)擾,對整個(ge)碼(ma)頭作業區(qu)(qu)的(de)(de)(de)地面和周圍(wei)環(huan)境要(yao)(yao)(yao)求較高(gao)。
長興島振華基地IGV測試場地
而IGV不再依賴地面磁釘,而是依靠北斗導航定位、機器視(shi)覺(jue)系統和激光雷達(da)協同來實現(xian)自動(dong)駕駛,這(zhe)樣就無需在基礎設施(shi)上做較大的(de)改(gai)造(zao)。另外,“堆場平行布(bu)置”方案(an)也(ye)更(geng)加貼合傳統碼頭(tou)的(de)布(bu)置方式。此外,IGV引(yin)入配合對整個岸橋、堆場已有設備(bei)的(de)改(gai)造(zao),這(zhe)對全(quan)球所有老舊(jiu)碼頭(tou)的(de)自動(dong)化、智能(neng)化改(gai)造(zao),實現(xian)“魔鬼碼頭(tou)”的(de)低成本普及有較大意(yi)義(yi)。
此外,在(zai)(zai)(zai)人機交互方面,IGV相比(bi)AGV也(ye)有(you)一定升級,AGV的作業環境要(yao)求(qiu)完全無人,人機交互在(zai)(zai)(zai)特(te)定區(qu)域靜(jing)止狀態時進行(xing),而(er)IGV允許在(zai)(zai)(zai)部分場景與人進行(xing)有(you)限交互。這一設計主要(yao)是出于集裝箱裝卸(xie)過程中拆裝鎖銷(xiao)的需要(yao)。
振華重工(gong)總(zong)工(gong)費國(guo)介紹,集裝箱在(zai)運輸過(guo)程(cheng)中,箱與箱之間通過(guo)鎖(suo)銷連(lian)結固定,拆(chai)裝鎖(suo)銷的工(gong)序(xu)仍然必須由工(gong)人完成,主要原(yuan)因(yin)是鎖(suo)銷種類(lei)太多,沒有統一標準。費國(guo)坦言,目前全(quan)球鎖(suo)頭(tou)種類(lei)可(ke)能(neng)有數百種,目前還無法靠機器自動完成,可(ke)謂碼頭(tou)自動化“最后一公里”的難(nan)題(ti)。
IGV上的激光雷達和機器視覺系統
談及IGV的(de)自動駕駛與(yu)特斯(si)拉等廠商的(de)“Autopilot自動輔助駕駛”有何區(qu)別,費(fei)國表(biao)示,兩(liang)者還是(shi)(shi)有較大(da)不同(tong),在公開道路的(de)自動輔助駕駛只需保持車(che)道或避免碰撞,而(er)IGV要實現碼頭正常裝卸集裝箱作業(ye),必須把行(xing)車(che)精(jing)度保持在50毫米以內,同(tong)時還要跟港區(qu)其他作業(ye)設(she)備進行(xing)交(jiao)互,這是(shi)(shi)比(bi)較難的(de)。
此外,IGV與目前(qian)一些廠商開發的“無(wu)人(ren)(ren)集(ji)卡”也有區別,在靈(ling)活度方面,IGV尺寸(cun)較(jiao)(jiao)短,還能夠實現前(qian)后輪獨立大幅度轉向(xiang);而無(wu)人(ren)(ren)集(ji)卡轉向(xiang)半徑較(jiao)(jiao)大,也缺乏專業的港口(kou)物聯網交互設備,在復(fu)雜狹窄(zhai)的港區作業環境中,IGV能夠更(geng)加(jia)靈(ling)活。
張(zhang)宇欣介(jie)紹,自上(shang)世紀(ji)90年(nian)代(dai)集裝箱運輸(shu)模(mo)式進入(ru)成熟期,自動化(hua)碼頭的發展(zhan)就已開(kai)始,迄今已有(you)30多年(nian)歷史,已經歷了4次迭代(dai)。
1993年,世界上(shang)第一個集裝(zhuang)箱自(zi)動化碼(ma)頭在鹿特(te)丹港(gang)的ECT Delta Sealand投(tou)產。德國(guo)漢堡港(gang)隨(sui)后效(xiao)仿(fang),成(cheng)為第一代集裝(zhuang)箱自(zi)動化碼(ma)頭。但其投(tou)資巨大、比(bi)人工操作(zuo)效(xiao)率低,且水平運輸采用(yong)內燃(ran)機驅動,噪音大,有污染,因(yin)而未能廣泛應用(yong)。
進入(ru)21世紀,隨著集裝箱運(yun)輸的(de)(de)快(kuai)速發展,特別是(shi)超巴拿馬(ma)型運(yun)輸船(chuan)的(de)(de)大量出現(xian),推動了碼頭港口(kou)機(ji)械及(ji)裝卸系統的(de)(de)更新(xin)換代(dai)。
2002年,漢堡港(gang)CTA化碼(ma)頭投入運營,成為(wei)第二代集裝箱自動(dong)化碼(ma)頭的代表。
2008年,荷蘭鹿特(te)丹港Euromax碼頭(tou)投入運營,成(cheng)為(wei)第三代(dai)集裝箱(xiang)自動(dong)化碼頭(tou)的代(dai)表。
2015年,廈門遠海碼頭建成世界首(shou)個第四代(dai)集裝(zhuang)箱自(zi)動化碼頭。
早在1998年,振(zhen)華重工(gong)(gong)就開(kai)始(shi)著手研(yan)(yan)究集裝(zhuang)箱(xiang)自(zi)動碼頭(tou)(tou)裝(zhuang)卸系統,對當(dang)時(shi)世界上所有投入運行(xing)的自(zi)動化碼頭(tou)(tou)進行(xing)調研(yan)(yan),依托“產學研(yan)(yan)用”聯盟以(yi)及振(zhen)華超過(guo)100名(ming)設(she)計和調試工(gong)(gong)程師組成自(zi)動化控制系統研(yan)(yan)發隊伍,其(qi)整體水平居(ju)當(dang)時(shi)全(quan)球第一。
費國進一步(bu)介紹(shao),自1999年打入德國市場(chang)后,振華裝備相繼進入荷(he)蘭、英國。在(zai)當時的(de)全(quan)球第一大港鹿特(te)丹港的(de)Euromax碼頭,振華提供(gong)了除AGV以外(wai)的(de)全(quan)套設(she)備,包括軌道(dao)吊、堆場(chang)設(she)備、岸邊(bian)設(she)備等。
振華長興基地等待發運的岸橋設備
2003年,全國勞模包起帆(fan)認為,中(zhong)國也應該有全自(zi)動化(hua)碼頭(tou),我(wo)們(men)就(jiu)在上海(hai)的(de)外高(gao)橋二期設立了亞洲最大的(de)自(zi)動化(hua)的(de)空箱堆場。時任振華港機總裁管彤賢(xian)提出,自(zi)動化(hua)碼頭(tou)的(de)概念不一定是必須聽老(lao)外的(de),我(wo)們(men)必須有中(zhong)國的(de)解(jie)決(jue)方案(an)。
2004年至2005年,振(zhen)華(hua)投資(zi)約1億元,在長興基(ji)地建成了自(zi)動化(hua)(hua)碼頭(tou)的(de)(de)垂直(zhi)水平(ping)分配(pei)線的(de)(de)示范線。由于研發(fa)中(zhong)的(de)(de)AGV技術尚未成熟,碼頭(tou)上的(de)(de)水平(ping)機械(xie)大多是(shi)集卡,振(zhen)華(hua)當時(shi)認(ren)為,要讓集卡實現自(zi)動化(hua)(hua)很(hen)難,但是(shi)如果改變傳統碼頭(tou)的(de)(de)堆放方向,由水平(ping)改為垂直(zhi),就可以更容易地實現自(zi)動化(hua)(hua)。當時(shi)我(wo)們曾(ceng)經想把這個(ge)概念在連云港實現,但因故沒有實現。
2002年(nian),振華重工(gong)研(yan)制出第一代AGV原型機,在(zai)2005年(nian)至2007年(nian)期間,相繼(ji)開(kai)發出了三代跨(kua)(kua)運車(che)的原型機。逐步將AGV和(he)跨(kua)(kua)運車(che)的動力(li)從大功率內燃機改為混合動力(li)直至全電(dian)動,解決高(gao)耗能、高(gao)成本的難題。
在(zai)2010年至2011年,振(zhen)華完成香(xiang)港(gang)(gang)國際(ji)貨柜碼頭(hit)的(de)24臺軌道吊升(sheng)級改(gai)造項(xiang)目(mu)。之后,廈(sha)門(men)遠海港(gang)(gang)希望建設自動(dong)化碼頭,成為國內首(shou)個(ge)(ge)自動(dong)化碼頭項(xiang)目(mu),我們就(jiu)(jiu)實現了(le)整個(ge)(ge)項(xiang)目(mu)的(de)全國產化,從設備、堆場、水(shui)平運(yun)輸(shu)機器、設備調(diao)動(dong)系統,全部(bu)都(dou)是中國自研。之后,青島港(gang)(gang)、洋(yang)山港(gang)(gang)也就(jiu)(jiu)順理成章。
在自動化(hua)碼頭(tou)上的進(jin)展是振華在其(qi)他港機產(chan)品(pin)上的一個縮影。中國(guo)港機產(chan)品(pin)早期主要是靠(kao)性(xing)價比優勢進(jin)入國(guo)際市場,但是經(jing)過近30年的發展,中國(guo)早已從世(shi)界最(zui)大(da)的集裝箱機械進(jin)口國(guo)變成最(zui)大(da)出(chu)口國(guo),也早已擺(bai)脫靠(kao)價格取勝的階段。
振(zhen)華科技管理部(bu)(bu)副部(bu)(bu)長朱(zhu)昌(chang)彪舉了(le)(le)(le)兩個例子:在港機電(dian)控(kong)、自動化(hua)系(xi)統上的(de)(de)(de)模式方面,上世(shi)紀90年代,起(qi)重(zhong)機的(de)(de)(de)電(dian)控(kong)系(xi)統基(ji)本都是國外原(yuan)裝(zhuang)進口。我(wo)(wo)們先引進之(zhi)前的(de)(de)(de)原(yuan)裝(zhuang)系(xi)統,并組建技術(shu)團隊學習(xi)不同的(de)(de)(de)原(yuan)裝(zhuang)系(xi)統的(de)(de)(de)特點,逐漸培養組裝(zhuang)電(dian)控(kong)的(de)(de)(de)開(kai)發(fa)設計調試能力,最終形成自主(zhu)電(dian)控(kong)品牌EZ,擺脫對(dui)原(yuan)裝(zhuang)電(dian)控(kong)的(de)(de)(de)依賴,大幅(fu)增加產品競爭力。目前我(wo)(wo)們自主(zhu)電(dian)控(kong)已經提供了(le)(le)(le)4000多(duo)套,在振(zhen)華起(qi)重(zhong)機的(de)(de)(de)占比(bi)約達50%左右。這個模式同樣延伸(shen)到自動化(hua)系(xi)統,目前我(wo)(wo)們已開(kai)發(fa)了(le)(le)(le)自主(zhu)的(de)(de)(de)起(qi)重(zhong)機自動化(hua)系(xi)統,并廣(guang)泛應用于廈(sha)門、青島、洋山、寧波、廣(guang)州、欽(qin)州、泰國、巴基(ji)斯坦、阿曼、阿布(bu)扎比(bi)、意大利等(deng)國內(nei)外自動化(hua)碼頭中。
另一個(ge)例子是低(di)姿態岸橋,分了1~3代產(chan)(chan)品,第(di)一代基本是消化意大利(li)用戶(hu)給的老(lao)設(she)備(bei)圖(tu)紙,第(di)二代我們就從(cong)設(she)計(ji)和(he)工藝上做了全面改進,形(xing)成(cheng)振華(hua)自(zi)己風格的產(chan)(chan)品,到第(di)三(san)代我們依靠創新(xin)(xin)完成(cheng)了限高嚴(yan)、起升高度(du)高的全新(xin)(xin)產(chan)(chan)品,技術達(da)到國(guo)際領先水平,并持續拿下了美(mei)國(guo)多個(ge)項(xiang)目的訂單。最新(xin)(xin)進展是美(mei)國(guo)福羅(luo)里達(da)項(xiang)目第(di)一批設(she)備(bei)順利(li)交機(ji),美(mei)國(guo)波士頓(dun)項(xiang)目近期也已順利(li)發運。
進入新(xin)(xin)(xin)時代(dai),振華(hua)重(zhong)(zhong)工副總裁山建國系統(tong)介紹了振華(hua)重(zhong)(zhong)工智能(neng)制(zhi)造的(de)(de)整體規劃(hua),為響應“中國制(zhi)造2025”要求,進一(yi)步打造全球競爭力,振華(hua)提(ti)出(chu)開(kai)創“振華(hua)重(zhong)(zhong)工4.0”的(de)(de)新(xin)(xin)(xin)時代(dai),從一(yi)體化的(de)(de)制(zhi)造、精益化的(de)(de)制(zhi)造、智能(neng)制(zhi)造和(he)綠色制(zhi)造4個維度,提(ti)出(chu)新(xin)(xin)(xin)的(de)(de)規劃(hua)。
在(zai)制(zhi)(zhi)造(zao)過程精(jing)益化自(zi)動化的基(ji)礎上(shang),達(da)成設計先進工(gong)藝的CAPP和制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)藝的MES、資源的ERP等環節的數據流,實(shi)現產(chan)品全生(sheng)命的周期管理,應用仿真(zhen)技術(shu)(shu)、虛擬現實(shi)技術(shu)(shu)、傳(chuan)感與射頻技術(shu)(shu),網絡(luo)化技術(shu)(shu)、大(da)數據技術(shu)(shu),實(shi)現智能生(sheng)產(chan)與決策(ce),打造(zao)重(zhong)型裝備制(zhi)(zhi)造(zao)企業、智能制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)廠。
振華將總體目標分為幾個(ge)階段來(lai)實(shi)施,第一(yi)步是做到精益制造,在(zai)2016年-2018年實(shi)施,現在(zai)基(ji)本上全面完(wan)成了(le)(le)改革提升工作,達(da)成了(le)(le)制造標準化、經營(ying)管(guan)理戰略(lve)專業化,為下一(yi)步的信(xin)息(xi)化夯實(shi)基(ji)礎。
第二步是“兩化(hua)(hua)融(rong)合”,時間(jian)段(duan)是2018年-2020年,目前基本已經實(shi)現(xian)制(zhi)造(zao)自(zi)動(dong)化(hua)(hua)與信(xin)息化(hua)(hua),實(shi)現(xian)了實(shi)現(xian)了公司主(zhu)(zhu)要產品的(de)(de)(de)關鍵(jian)制(zhi)造(zao)過程的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)自(zi)動(dong)化(hua)(hua),廣泛(fan)自(zi)動(dong)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)系列改造(zao)。目前已經在(zai)核(he)心生(sheng)產工(gong)藝逐步打造(zao)一(yi)(yi)些數字化(hua)(hua)制(zhi)造(zao)示(shi)范車間(jian),主(zhu)(zhu)要包(bao)括結構件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)、機械件(jian)的(de)(de)(de)加工(gong)、零件(jian)的(de)(de)(de)裝配,以及(ji)一(yi)(yi)些涂(tu)裝車間(jian)。
第三步要實現智能制造,可能要分(fen)6年來(lai)實現,從2020年-2025年,目標(biao)是基本完成數字化工廠(chang)的建(jian)設(she)與推廣,初步實現由數字化向智能化的轉(zhuan)型升級。同時利(li)用(yong)我們制造加(jia)工資源共享的服(fu)務(wu)(wu),來(lai)探索建(jian)立面向集(ji)團內外部的一些云制造平臺,構(gou)成制造服(fu)務(wu)(wu)化支持平臺,并為所有(you)起重機設(she)備提供(gong)在線檢測、遠程(cheng)診(zhen)斷(duan)服(fu)務(wu)(wu),實現實際(ji)生(sheng)產(chan)與模擬生(sheng)產(chan)同步,對(dui)產(chan)品全生(sheng)命周期進(jin)行(xing)管(guan)理。
目前振華已經逐(zhu)(zhu)步實現了一些(xie)小型(xing)零(ling)部件的智(zhi)能(neng)制(zhi)造和裝配,逐(zhu)(zhu)漸開始在箱(xiang)梁焊(han)接車間(jian)試點少人化(hua)和智(zhi)能(neng)化(hua)生(sheng)產(chan),目標是用5年左右時間(jian)把所有的箱(xiang)梁車間(jian)打造成智(zhi)能(neng)制(zhi)造機(ji)器人的自動(dong)流水線(xian)生(sheng)產(chan)。
但是像高大起重機這樣的(de)(de)大型裝備,如(ru)何(he)實(shi)現自動(dong)化流水線的(de)(de)生(sheng)產(chan)和裝配,還是一個重大科技(ji)難題,如(ru)果解決,對未來的(de)(de)智能制造提升(sheng)將產(chan)生(sheng)很大幫助,無論從時間(jian)、人力(li)、物力(li)、安全(quan)、環(huan)保角(jiao)度都(dou)能夠得到巨大提升(sheng)。
談及把“中國標準”輸(shu)出(chu)海外(wai)的問題,費國坦言,“輸(shu)出(chu)標準是個(ge)大題目(mu)”。
“我們公司從(cong)(cong)發展到(dao)現在(zai),實際(ji)上一直花了(le)很大功夫(fu)適應(ying)國外(wai)的(de)標(biao)準(zhun)。從(cong)(cong)振華第一臺出口(kou)設備,出口(kou)到(dao)加(jia)拿大的(de)岸橋努(nu)力適應(ying)加(jia)拿大標(biao)準(zhun),到(dao)后來適應(ying)美國標(biao)準(zhun),全球(qiu)很多地方都(dou)有各自的(de)標(biao)準(zhun)。”
實際上這么多年來(lai),起(qi)重機(ji)行業沒有一(yi)(yi)個(ge)(ge)統一(yi)(yi)產品標(biao)準,這有點像電器(qi),有歐洲標(biao)準、德國標(biao)準、美國標(biao)準等(deng)等(deng),還有各(ge)(ge)種國家和地方(fang)的安(an)全標(biao)準。起(qi)重機(ji)是一(yi)(yi)個(ge)(ge)古老的行業,這么多年來(lai),其實把(ba)所有的標(biao)準都自(zi)然分散到各(ge)(ge)個(ge)(ge)專(zhuan)業體系(xi)里面去了。
我(wo)們(men)自(zi)己的(de)標(biao)準(zhun)輸出,目(mu)前只有到(dao)亞非拉第三(san)世界。實際上我(wo)們(men)的(de)產品(pin)出口到(dao)歐美富裕國家比(bi)(bi)較(jiao)多,他們(men)目(mu)前還是比(bi)(bi)較(jiao)強勢,但(dan)我(wo)們(men)也(ye)參與(yu)了很多行業協(xie)會標(biao)準(zhun)制(zhi)定(ding)的(de)過程。
5G的出現可(ke)能是一個新的契(qi)機(ji)。朱昌彪表示,5G使原(yuan)來不具(ju)備遠程及自動化能力的設備具(ju)備了改造升級的能力,2019年上半年,在振華承建(jian)的青島港全自動化碼頭上,我們聯合(he)相關方(fang),成(cheng)功實現全球首例基于5G通信的自動化岸(an)橋(qiao)平穩移(yi)動。
2019年10月,振(zhen)華重工還聯合(he)中國(guo)移(yi)動、沃達(da)豐和華為共同(tong)發布(bu)了(le)《5G智慧港(gang)口(kou)白皮(pi)書》,加快(kuai)5G在港(gang)口(kou)的應(ying)用研(yan)究及項目落(luo)地(di)。
目(mu)前,振華重工作為系統總承包(bao)商,與(yu)廣(guang)州港(gang)聯手(shou)將(jiang)(jiang)南沙四期打造成全(quan)(quan)球(qiu)首(shou)(shou)創“單小車自(zi)動化(hua)岸橋、無人(ren)駕駛水平運輸智(zhi)(zhi)能導引車、堆場(chang)水平布置側面裝(zhuang)卸(xie)、港(gang)區全(quan)(quan)自(zi)動化(hua)”方案(an)的智(zhi)(zhi)慧港(gang)口,融(rong)入新一代物聯網感知、大(da)數據(ju)分(fen)析、人(ren)工智(zhi)(zhi)能等(deng)先(xian)進(jin)技術,助力(li)粵港(gang)澳大(da)灣(wan)區首(shou)(shou)個全(quan)(quan)自(zi)動化(hua)碼頭建設。未(wei)來,5G將(jiang)(jiang)會(hui)加速人(ren)工智(zhi)(zhi)能技術在港(gang)口的發展,引發碼頭行業(ye)的新一輪(lun)變(bian)革。
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