以“八大核心關鍵技術”,加快通用干散貨碼頭智能化進程
2022-12-27 13:13 來源:山東港口
山東港口渤海灣港《門座起重機智能化控制系統研發及應用》項目,其“八大核心關鍵技術”,對于推動港口通用干散貨碼頭自動化、智能化進程具有重要意義。
港口門座起重機(以下簡稱門機)作為在散貨碼頭前沿應用最廣泛的港口裝卸設備,保有量巨大,主要用于吊鉤件雜貨、抓斗散貨和集裝箱吊具等裝卸作業,有著多功能、通用性強等優點,具有不可替代的重要作用。但傳統干散貨碼頭作業環境惡劣,作業工況復雜,門機作業工藝多變,司機培養周期長,用工成本高。為改善門機司機作業環境,滿足港口長時間高效率作業需要,提升設備本質安全水平,亟需推進通用干散貨碼頭的自動化進程。
在操作場景中,與集裝箱岸橋和礦石卸船機自動化作業的上下(起升)、前后(變幅)二維的作業模式相比,門機裝卸作業增加了“旋轉”的第三個維度,工藝更加多變、復雜,自動化作業難度更大,技術含量更高,因此要實現門機的自動化作業,其難度遠高于集裝箱岸橋和礦石卸船機等碼頭裝卸設備。
為此,項目團隊聯合有關科研機構,全力攻關門機智能化控制系統研發及應用項目,以解決抓斗門機作業自動化為目標,針對門機的自動化裝卸作業關鍵技術開展研究攻關與示范應用,經過攻關,重點突破了高精度冗余控制定位、高精度三維掃描智能成像、抓斗智能防搖、掏艙作業、多機安全防撞、多機協同作業、智能化綜合安防、遠程操作“八大核心關鍵技術”,實現了基于三維智能掃描與GNSS高精度定位冗余控制的門機最優抓料-運行-落料工藝、基于電子防搖和智能算法的門機快速精準高效裝卸、門機多機防碰撞協同作業與路徑優化、基于人員和設備音像智能感知與響應的門機自動化綜合安防等具有創新性的“四大創新點”。
創新之一:集成了回轉類臂架起重機數字模型和GNSS高精度定位冗余控制系統,構建了三維智能掃描方法,實現了對碼頭貨垛、船艙口和艙內物料實時掃描、仿真以及最佳取料點和落料點的智能選取。
創新之二:攻克了門機抓斗智能防搖技術,構建了抓斗電子防搖數學模型和智能算法,實現了快速精準高效的物料抓取和裝卸作業。
創新之三:攻克了多臺門機自動化協同作業技術,創新研發了多機動態防碰撞數字模型,實現了通過檢測相鄰門座起重機臂架和抓斗的實時位置對多機協同作業進行最優路徑規劃。
創新之四:融合了圖像智能感知和異音檢測技術,搭建了門座起重機自動化綜合安防系統,實現了人員入侵檢測、設備防撞和關鍵部位故障預警等功能。
該項目擁有授權國家發明專利6項、實用新型專利6項、軟件著作權17項、發布實施山東標準化協會團體標準1項、立項中國港口協會團體標準1項,其多項關鍵技術的完全自主知識產權,填補了行業空白,極大推進了傳統干散貨碼頭自動化進程。
據了解,該項目的研發投用,將大幅改善門機司機工作環境,降低勞動強度,提升設備本質安全水平,實現綜合作業效率與改造前人工作業相比提升5%以上,凸顯更安全、更高效、更舒適、更經濟等顯著優勢,且該項目成果具有極強的復制性和推廣性。東營港7臺門機現已全部實現自動化作業,每年可節省人工成本約370萬元。該技術在山東港口推廣應用后(按50%門機完成改造),預計每年可節省人工成本約1.3億元。目前,國內海港擁有門機數量10000臺以上,其工況、工藝相同,作為應用最廣、存有量最高的港機設備,具有極強的推廣價值,應用前景十分廣闊,對我國港口干散貨碼頭、通用碼頭自動化、智能化進程具有重大推進作用,同時也將對我國智慧港口的建設具有重要意義。
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