今天跟大家分享的內容是振華重工在港口數字化賦能方面的新實踐，通過近期的一些項目建設和系統研發進展來匯報一下振華在碼頭數字化轉型方面的思考。
第一部分：振華在自動化碼頭建設方面的最新進展1993年第一個自動化碼頭—荷蘭ECT自動化碼頭建成后，自動化碼頭就如雨后春筍般涌現，包括極具代表性的德國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的自動化設備。經過多年的發展，雖然碼頭的自動化技術愈加成熟，但是冗長的碼頭建設周期、居高不下的建設成本、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化碼頭系統，為用戶提供一站式的解決方案。隨著廈門遠海、青島前灣和洋山四期三個第四代全自動化碼頭的順利投產運營，全國智慧港口的建設也迎來了新的高潮，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化碼頭項目訂單，著手為粵港澳大灣區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在廣州港口中心簽訂了南沙四期工程集裝箱碼頭自動化裝卸系統采購項目。南沙四期擬建設2個10萬噸級和2個5萬噸級集裝箱泊位及配套12個集裝箱駁船泊位，工程設計年通過能力每年490萬標箱。南沙港區四期工程的定位是集裝箱中轉港，由于水轉水運輸的比例高，其主要工藝流向多為平行于碼頭前沿。因此，在堆場設計上突破目前國內外全自動化碼頭堆場垂直布局的模式，采用與傳統碼頭堆場布局一致的水平布局模式，水平運輸設備IGV可穿梭至堆場的每一個箱位，并在堆場后方設置港內外交互區，實現外集裝箱拖車與IGV的分流隔離。這一創新將為傳統集裝箱碼頭自動化升級改造提供寶貴的借鑒。作為粵港澳大灣區首個全自動化碼頭，振華重工為南沙四期量身定做全球首例“單小車自動化岸橋、智能引導車IGV、堆場水平布置側面裝卸、港區全自動化”的“廣州方案”，采用了大量針對性和創新性設計，將新一代物聯網感知、大數據分析、人工智能等先進技術融入其中，助力南沙港打造智能型、環保型、節約型全自動化碼頭。前不久，南沙四期現場已經實現所有設備的全流程實船作業聯調，碼頭預計將在今年年底實現試運營。2020年9月30日，振華重工與北部灣港集團簽署了欽州港全自動化碼頭項目合同，聯手打造全國首個海鐵聯運自動化碼頭。欽州港全自動化集裝箱碼頭共4個泊位，岸線總長1302米，設計吞吐能力為每年260萬標箱。欽州港項目在碼頭布局方面采用了全球首創的“U”型工藝方案，依次相鄰兩個堆場共用外集卡集疏運U型通道或IGV水平運輸通道，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兩臺軌道吊共軌運行的問題，形成交互簡潔、直進直出、側面裝卸的碼頭平面布置，有助于進一步提高碼頭自動化作業效率，降低碼頭建設投資和運營成本。振華重工為欽州港7號、8號泊位全自動化碼頭項目提供了5臺岸橋、16臺軌道吊以及30臺IGV。部分設備已經在前不久抵達了欽州現場，目前正在緊張地單機調試中，計劃今年年底實現三大機種的整體聯調。第二部分：振華在港口數字化系統方面的最新研發情況在積累了數十年自動化碼頭的建設經驗以后，振華重工厚積薄發、砥礪前行，從碼頭全生命周期和全產業鏈角度出發，全面提升產品和服務的質量，致力于為用戶提供更加完善的一站式解決方案。針對港機產品定制化程度高、交付周期短、有較大的服務市場等特點，振華開發了港機產品設計-制造-運維全過程一體化的工業軟件，建立了一個以港機產品信息模型為核心，工業互聯網為基礎，數據信息全生命周期一體化的新技術體系，減少了港機生產過程中的重復工作，縮短生產周期并降低了生產成本。同時，基于一體化體系，在設計、制造、運維各階段的關鍵環節探索開發軟硬件智能應用及智能產品，進一步提升生產效率，提升產品質量，拓展服務業務。仿真在碼頭建設全生命周期的各個階段都起到了非常重要的作用。在前期規劃設計階段，可以進行碼頭規劃方案的評估，比如碼頭各子系統的能力分析、設備數量配置分析以及交通組織分析。在碼頭實施階段，可以進行碼頭軟件測試，有利于降低軟件調試的成本，以及縮短整個碼頭軟硬件系統的交付周期。在碼頭運營階段，可以將仿真環境與實際的軟件對接，對碼頭操作者進行軟件培訓。碼頭投產之后，需要進行不斷的優化，可以利用仿真系統對碼頭作業計劃進行預演分析，或者對碼頭軟件各種參數進行調優，從而優化系統性能。振華開發了自己的仿真軟件Smartsim，軟件對各種碼頭單機設備以及系統控制算法、策略進行了模塊化封裝，便于仿真人員快速進行碼頭模型搭建。Smartsim不僅可以應用在碼頭規劃階段進行碼頭方案的評估驗證，同時可以與碼頭實際操作軟件（如TOS、ECS）對接，進行軟件測試及優化。振華重工于2019年成立了港口管理創新籌備小組，專注于碼頭生產管理系統TOS的研發，開始打造振華第二代自動化碼頭系統，填補振華自動化碼頭沒有“大腦”的空白。就在最近，振華重工簽訂了中谷欽州項目采購合同，首次上線自主開發的名為“PORTMANUS”的TOS系統。高度一體化的系統設計，涵蓋了碼頭的所有操作范圍，實現了集裝箱生產計劃、設備調度和控制的深度集成和統一。該系統匯聚了振華重工近十年來的自動化碼頭建設經驗，采用跨平臺的分布式微服務和云計算架構，結合先進的大數據和人工智能技術，為碼頭用戶提供安全可靠的一體化和智能化體驗。該系統將為集裝箱碼頭生產運營提供高效的作業效率的同時，減輕中控操作管理人員的工作負擔，為建設智慧數字化港口提供便利。碼頭一體化運營監控系統，基于數字孿生和物聯網技術，通過2D或3D GIS和高精地圖數據，結合視頻融合技術，以全時空全景可視化的方式，在中控室為用戶對碼頭安防、碼頭設施狀態、系統和設備的運行狀態進行監控，可對人車機等軌跡進行的高精度展示。該系統采用AI人工智能和大數據分析技術，實現安防事件、設備故障以及現場實時作業的主動預警，同時滿足設備拓撲、故障管理、性能管理和資產管理的需求，定制化港機和機房管理應用，解決設備管理、運營維護等諸多難題。針對自動化碼頭的服務需求，振華研發了面向鋼結構、關鍵傳動機構以及鋼絲繩等部件傳感器，在自動化港機產品上進行了安裝布署，用于設備運行數據的采集，并通過開發邊緣計算設備對數據進行篩選與清理后, 傳輸到自主研發的起重機遠程與監測服務平臺上，為用戶提供故障監測報警、維保計劃訂制、壽命預測、在線培訓等智能化服務，加速產業鏈向服務端延伸。目前，碼頭一體化設備維保系統平臺可以同時支持500臺以上港機設備的同時接入，通過后臺集成的大數據分析算法，以平臺加應用的方式，幫助用戶在全球范圍內實現對下屬碼頭設備的智能管控。第三部分：振華在海鐵聯運以及腹地物流等多式聯運方面的發展情況除了海港自動化碼頭的建設，振華也在以集裝箱自動化裝卸設備為基礎，同時結合TOS系統的開發，來拓展港口物流多式聯運解決方案。西部陸海新通道位于我國西部地區腹地，北接絲綢之路經濟帶， 南連21世紀海上絲綢之路，協同銜接長江經濟帶，在區域協調發展格局中具有重要戰略地位。國家發展改革委在2020年2月發布了《西部陸海新通道總體規劃》，北部灣港與上海港、深圳港、廣州港并列被定位為國際樞紐海港。欽州港作為海運物流和腹地物流的轉運中心，其重要性不言而喻。振華重工之前與中鐵聯集簽訂合同，為欽州集裝箱鐵路中心站提供了6臺自動化鐵路軌道吊和配套遠控系統；前不久又跟中谷物流簽訂了集裝箱多式聯運物流基地項目，并配套振華自主研發的TOS系統，包含全部的系統集成和后期維護。由此，振華重工為欽州港打造了海運、鐵路和公路三位一體的多式聯運綜合物流解決方案，為港口物流園區的生態體系建設添上了濃厚的一筆。振華將充分利用人工智能、大數據和5G等前沿技術，建設先進的智能化碼頭生產和設備管理系統，通過數據的有效采集、綜合分析、仿真模擬和深度挖掘，實現所有系統和設備的有效聯動，不斷提高碼頭的作業效率和服務水平。（王巖：上海振華重工（集團）股份有限公司振華研究總院技術總監）
