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作者 | 物流絮語
編輯 |物流絮語
圖片來源 | 網絡
我國有廣闊的海岸線,蘊涵了許多深水良港,隨著經濟全球化的加快,我國港口取得了長足的發展;在船舶大型化、經營聯盟化、運輸干線網絡化的國際集裝箱運輸發展大勢下,我國港口智能化也取得了驕人成績。本文回顧港口近年來的發展與變革,分析港口未來的重構與規劃,不妥之處,敬請指正。
一、后發優勢成績大
港口作為海陸連接點,作為物流樞紐,做為公轉水,鐵轉水的重要環節,日益成為全球綜合運輸網絡的神經中樞,在“一帶一路”倡議及多種政策利好支持下,我國眾多港口的吞吐量正逐年上升,目前我國已建成世界級港口群,港口規模穩居世界第一。
近日發布的兩份全球港口排名印證了我國港口的成長壯大:航運信息提供商Alphaliner公布2021年全球集裝箱港口吞吐量排名,前10個港口中有7個是中國港口;上海國際航運研究中心發布2021年全球港口排名,中國港口在前50大港口榜單中占28個席位。
我國港口不只是規模上去了,在智能化港口建設方面,以后發優勢,彎道超車,處于世界前列。我國智能化碼頭已具相當規模,即使是信息化技術極其發達的美國的港口,也只能望其項背,更重要的是,我國智能化碼頭的關鍵技術設施研發已取得重大突破。
隨著智能化港口運營經驗的積累,我國智能化碼頭技術已經逐漸成熟和完善,不斷取得突破,例如,廈門遠海自動化碼頭采用眾多國內創新技術,上海港洋山深水港區四期碼頭的“大腦”與“神經”完全由我國自主研發,是全球規模最大、自動化程度最高的碼頭;再如天津港c段智能化集裝箱碼頭多項全球首創的核心技術為世界港口建設貢獻了“中國方案”凸顯了“中國智慧”。
有智能化難點之稱的散貨碼頭,我國也有突破,專業煤炭港口黃驊港近年實現全流程遠程操控,完成了全國首例煤炭港口的無人化作業,為我國未來煤炭港口及散貨港口建設提供智能方案借鑒。
近日,阿里云發布港口智能運營管控解決方案,將為我國港口智能化進一步賦能,該方案可為港區提供設備車輛高精度定位、港區車路協同、全局智能調度、數字孿生可視化運營等數字化服務,從而提高港口的綜合運行效率。
以往外界認為港口與航運業比較傳統、保守,其實,我國港航業積極擁抱創新,勇于求變,在航運競爭力、科技創新水平、國際影響力等方面均已位居世界前列。
二、智能智慧有距離
在我國,港口智能化的建設工作早已開展,當前,我國港口正在從智能化走向智慧化。“智慧港口”代表著未來港口發展的方向,成為港口轉型發展的關鍵,也將使海運服務迎來革命性轉型。
什么是智能港,什么是智慧港呢,業界專家徐凱說,智能港,就是將信息系統與港口機械化相結合,信息系統支配港口機械的調度權,即半自動和全自動的碼頭。
而智慧港,應該包括兩個層面,一是要實現港區內生產作業的智能化,同時還包括運營港區的組織的智能化;二是港口與港口、物流與航運企業之間生態的智能化。
智慧港口不僅是新技術創新的應用,更是生產關系的深刻變化,帶來管理、組織、生產的改革、生產方式和業態的變化。對于吞吐量大、實力雄厚的港口來說,港口的智慧化建設被視為提升港口核心競爭力的重要手段,也是一個必然要經歷的發展階段。
智慧港口的內在邏輯是以港口生產和管理為核心,擴展物流、跨境電商、金融、信息等各類服務,對港口生態圈和服務供應鏈上的各種信息進行感知、傳遞、歸納、整合以及智能分析,真正的讓系統去戰略分析和經營決策。
國家規劃了“十四五”時期智慧港口發展的3個標志:基本建成自主知識產權的智能化港口綜合系統、初步具備港口生態圈綜合服務能力、初步形成全國智慧物流綜合服務體系。
我國在港口智能化技術方面已實現全面突破,我國的信息產業與制造產業均可對港口智能化提供足夠的技術與設備支撐 為開始的數字化轉型和智慧化探索準備了基礎,港口由智能化向智慧化發展成為必然。
另外,在智慧港口建設中,跨界聯合研發很重要。例如,東風公司、中國移動、中國遠洋海運三方聯合打造的“智慧港口2.0”在廈門遠海碼頭商業化運營,再比如上港集團聯合華為打造超遠程智慧指揮控制中心。
三、無人集卡打頭陣
港口全面智慧化升級,無人集卡是其中重要一環,也是第一步,疫情下,無人集卡獲得更多關注,被寄予更高期望。
無人集卡在技術上可行,港口所在的作業區域,在一個相對封閉的環境里,為自動駕駛創造了落地的條件。相比港區外的高速公路重卡運輸,港口碼頭作業區具有相對封閉、可控的特點,成為自動駕駛落地的首個應用場景。對于研發L4級別的自動駕駛公司來說,無人集卡是小菜一碟。
無人集卡在現實上有需求,集卡行業招工門檻高,用人成本高,作業環境惡劣,很多港口運輸司機面臨著老齡化問題,同時又很難補充年輕力量,無人集卡依托感知、定位、決策、規劃等關鍵技術支撐作業,可實現24小時運營,效率較高,為招工難等問題的緩解提供可能性。
近年來國內涌現出了包括西井科技、主線科技、斯年智駕等港口無人集卡公司,三一重工、經緯恒潤等汽車產業公司也在積極布局。此外,像是元戎啟行這種主做L4級無人出租車的公司,也在將自動駕駛技術“下放”到港口領域,推出了無人集卡。港口無人集卡解決方案的提供者,包括自動駕駛科技公司、傳統工程機械公司、傳統汽車制造公司等等。
早在2018 年 2 月,中國重汽、主線科技及天津港集團聯合推出了天津港智能自動駕駛港口集裝箱純電動牽引車研發與示范運營項目。同年 4 月,中國重汽無人電動集卡在天津港開啟試運營。
只有單車能力的無人集卡并不能滿足碼頭的實際需求,需要的是從上層調度和中臺系統來實現車隊級別的無人集裝箱運輸服務,無人集卡,要對接現有港機系統,在原有生產作業系統間架起一個橋梁,將兩個系統很好的銜接起來,進而提升整體的作業效率。
通過實時與車輛和調度系統共享數據,幫助集卡系統優化出最優路徑,實現更加全面的感知能力,實現碼頭內任意兩點間的水平移動及岸吊、正面吊、堆高機處的自動收送箱功能,總之,面向港口的無人集卡需要放在港口智慧化升級的整體趨勢中來布局,
其實,無人化在港口落地,不僅是集卡,還有無人駕駛起重機、無人跨運車等設備的落地,它們共同實現港口由勞動密集型產業向智能化、無人化的升級轉型。只有將港口碼頭的現實場景中多套用戶設備與無人系統之間的聯合打通,才能最終實現一個真正的無人智能碼頭。
在落地上,實現無人化的途徑有兩條,一種是通過硬件設備自動化重投入或改造,建設“無人化全自動碼頭”,一種是維持現有設施設備,通過數字技術對生產調度、運營管控等系統進行升級,后者和前者相比,具有明顯的成本優勢。
四、北斗系統助力大
在新一輪科技革命的時代背景下,高精度應用需求也變得越來越強烈,北斗系統具有更加準確的定位精度和更加安全的操作環境,對于我國港口的智能化升級有極大的促進作用。
交通部指導文件指出建設基于5G、北斗、物聯網等技術的信息基礎設施,以加快“智慧港口”的建設。
北斗衛星導航系統和5G通訊技術,使高精度的導航和更加快捷的通訊方式成為可能,北斗系統在天津港的應用屬于較早的一批,在集裝箱作業方面,天津港相關港口企業為避免港口“錯箱”事件的發生,給集裝箱和集卡安裝北斗終端,利用北斗系統精準地完成集裝箱裝卸及集卡行駛工作。
武漢花山港運營的5G智能無人集卡使用北斗系統來獲取港口的高精度時空信息,通過5G網絡傳輸數據,賦以集卡更加智慧的“大腦”,使小車能夠感知200米以內的各類物體,停車定位精度控制在5厘米的范圍內。
福州港務集團江陰港區上線的搭載北斗的“5G+MEC 智慧港口”平臺是港口應用北斗系統的具體表現,該平臺實現了既關注整體又兼顧局部的大范圍立體監控模式。
北斗系統在港口建設上的深入應用,釋放了港口的吞吐潛力,推動了港口自動化轉型。不僅北斗系統,云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、智能控制等新一代信息技術與港口各領域深度融合,將持續推動智慧港口建設。
港口的智慧化轉型,本質上是在新一代信息技術驅動下,港口生產作業、管理和商業模式的一次深度變革和重構。
五、挑戰不少需努力
我國雖然有上海洋山港,廈門港,青島港等智能化的示范,但總體來說,港口企業多數處于智能化初級階段,體量大而競爭力不強,企業贏利能力弱。對于散貨碼頭,還處在半自化,甚至傳統的作業方式之下。
我們要認識到,對于許多港口來說,港口的智慧化革新還有很長的路要走,就算處于當下領先地位的港口,目前也不過只收獲了智慧港口系統九牛分之一毛的優勢而已,港口智慧化面臨著重重挑戰。
從技術角度來說,智慧化還不完全成熟,例如應用最廣無人集卡港口的落地依然面臨著不少挑戰:比如厘米級的精準停位要求、大型設備的識別與交互、金屬對無線信號傳輸的干擾等等。
智慧碼頭的穩定性和可靠性也十分重要,無論是操作系統還是自動化設備都不允許“試錯”,因為一旦發生故障,很有可能導致整個碼頭生產癱瘓,這對于一個集裝箱吞吐量巨大的碼頭而言,是不可想象的。
港口的智慧化轉型,成本是繞不開的話題,一個便捷、安全、智能、開放和共享的智慧港口生態圈,首先在成本上能讓港口建設方接受。
目前,智慧化港口因為建設難度大、成本高、收益慢,在國外被稱為貴族碼頭,從全壽命期成本看成本很低,但一次性的巨額投資令不少企業望而卻步,加之建設回報周期長,讓港口對智慧化建設十分謹慎。廈門港和上海港的自動化碼頭,幾十億元的高投入也令不少集裝箱碼頭“望洋興嘆”。
在標準化的集裝箱作業領域,智慧化發展得更快一些,對散貨碼頭,其實現智慧化的難度更大,成本要求更為苛刻。專業煤炭港口黃驊港的智能方案,據說成本不菲,實力雄厚的黃驊港有條件實施,其它散貨港能否借鑒,還需考慮。
上海洋山港、深圳港貨物很多,盈利能力強,這類港口的智慧化建設既有資金支持也得到市場業績鼓勵,空間很大,其他一些中小型港口,綜合考慮利潤、成本等因素后,在智慧港口建設方面一時還無法邁開大的步子。
因此,不同港口的經濟條件、腹地情況各不相同,在智慧化過程中,不同港口要發揮各自不同的特色和專長,發揮專用碼頭的作用,兼顧盈利能力,因地制宜地推動智慧港口建設。
在港口智慧化上,不追求一步到位,逐步改造升級成為許多港口智慧化的最佳選擇。盡可能減少現場基礎設施的改造,在滿足現有作業需求的基礎上,逐步實現智能化、無人化升級,從半自動到全自動再到智慧化。
在原有碼頭基礎上改造,布局上與傳統碼頭并無很大區別,只需進行軟硬件設備改造,嵌入人工智能技術,使很多中小碼頭實現了人力成本降低與效率提升,其性價比將大大超越新建智慧化碼頭,是一條切實可行的升級途徑。
在落地的過程中,不是說采用的技術一定有多頂端,但綜合運用技術和其他方法取得了較好的實效才是正途。
需要注意的是,我國在智慧港口相關標準制定方面要搶先布局,以免在這一領域被“卡脖子”,我國正在形成全自動化碼頭的標準體系,并逐步被國外港口接受。我國相關企業應盡快將硬件、軟件實力轉化為“標準實力”,真正在國際港口智能化市場擁有充分的話語權,并占據主導。
結語:智慧化港口的發展漸行漸近,通過新技術與港口核心業務深度融合,探索現代港口面向綜合供應鏈物流運營與服務的新業態,是我國港口智慧化追求的終極目標。
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