【文/觀察者網(wǎng) 周遠(yuǎn)方】隨著青島港、廈門(mén)遠(yuǎn)海港、上海洋山港等全自動(dòng)化集裝箱碼頭的相繼投產(chǎn)運(yùn)行，無(wú)人作業(yè)的“魔鬼碼頭”的概念逐漸為中國(guó)大眾熟知。

如今，振華重工研發(fā)成功并正在測(cè)試的IGV，使“魔鬼碼頭”技術(shù)再次升級(jí)。與此前在洋山港等地的投運(yùn)AGV相比，IGV無(wú)需依賴(lài)地上的磁釘就能自動(dòng)駕駛，使全球傳統(tǒng)碼頭以更為簡(jiǎn)單的施工和較低的成本改造為“魔鬼碼頭”成為可能。

2021年中國(guó)品牌日（5月10日至12日）前夕，觀察者網(wǎng)參加了由國(guó)務(wù)院國(guó)資委新聞中心組織的“走進(jìn)新國(guó)企業(yè)·智能制造”大型采訪活動(dòng)，4月27日與新華社、科技日?qǐng)?bào)等16家媒體一起走進(jìn)上海振華重工長(zhǎng)興基地，參觀采訪智能制造生產(chǎn)車(chē)間和調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)。

長(zhǎng)興島基地IGV測(cè)試場(chǎng)

基于IGV，振華重工自主研發(fā)、全球首創(chuàng)的“單小車(chē)自動(dòng)化岸橋+智能引導(dǎo)車(chē)（IGV）+堆場(chǎng)平行布置”作業(yè)模式也即將在南沙港四期工程落地，打造粵港澳大灣區(qū)首個(gè)全自動(dòng)化碼頭和全國(guó)5G應(yīng)用示范工程。

在長(zhǎng)興島振華基地IGV測(cè)試場(chǎng)地，振華南沙自動(dòng)化碼頭項(xiàng)目電氣工程師張宇欣介紹，今年年底即將在南沙港投入運(yùn)行的無(wú)人駕駛智能引導(dǎo)車(chē)（Intelligence Guide vehicle，下簡(jiǎn)稱(chēng)IGV）是無(wú)人駕駛自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)（Automatic Guide vehicle，下簡(jiǎn)稱(chēng)AGV）的升級(jí)版本。IGV和AGV同屬港口“水平運(yùn)輸機(jī)械”（相對(duì)于岸橋等機(jī)械的垂直作業(yè)方式而言）兩者最主要的區(qū)別在于，AGV主要依靠作業(yè)區(qū)地面每2米鋪設(shè)一個(gè)的無(wú)源磁釘定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，但這種模式資金投入和施工難度較大，而且一定范圍內(nèi)不能有鐵質(zhì)物體干擾，對(duì)整個(gè)碼頭作業(yè)區(qū)的地面和周?chē)h(huán)境要求較高。

長(zhǎng)興島振華基地IGV測(cè)試場(chǎng)地

而IGV不再依賴(lài)地面磁釘，而是依靠北斗導(dǎo)航定位、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和激光雷達(dá)協(xié)同來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，這樣就無(wú)需在基礎(chǔ)設(shè)施上做較大的改造。另外，“堆場(chǎng)平行布置”方案也更加貼合傳統(tǒng)碼頭的布置方式。此外，IGV引入配合對(duì)整個(gè)岸橋、堆場(chǎng)已有設(shè)備的改造，這對(duì)全球所有老舊碼頭的自動(dòng)化、智能化改造，實(shí)現(xiàn)“魔鬼碼頭”的低成本普及有較大意義。

此外，在人機(jī)交互方面，IGV相比AGV也有一定升級(jí)，AGV的作業(yè)環(huán)境要求完全無(wú)人，人機(jī)交互在特定區(qū)域靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)進(jìn)行，而IGV允許在部分場(chǎng)景與人進(jìn)行有限交互。這一設(shè)計(jì)主要是出于集裝箱裝卸過(guò)程中拆裝鎖銷(xiāo)的需要。

振華重工總工費(fèi)國(guó)介紹，集裝箱在運(yùn)輸過(guò)程中，箱與箱之間通過(guò)鎖銷(xiāo)連結(jié)固定，拆裝鎖銷(xiāo)的工序仍然必須由工人完成，主要原因是鎖銷(xiāo)種類(lèi)太多，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。費(fèi)國(guó)坦言，目前全球鎖頭種類(lèi)可能有數(shù)百種，目前還無(wú)法靠機(jī)器自動(dòng)完成，可謂碼頭自動(dòng)化“最后一公里”的難題。

IGV上的激光雷達(dá)和機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)

談及IGV的自動(dòng)駕駛與特斯拉等廠商的“Autopilot自動(dòng)輔助駕駛”有何區(qū)別，費(fèi)國(guó)表示，兩者還是有較大不同，在公開(kāi)道路的自動(dòng)輔助駕駛只需保持車(chē)道或避免碰撞，而IGV要實(shí)現(xiàn)碼頭正常裝卸集裝箱作業(yè)，必需把行車(chē)精度保持在50毫米以內(nèi)，同時(shí)還要跟港區(qū)其他作業(yè)設(shè)備進(jìn)行交互，這是比較難的。

此外，IGV與目前一些廠商開(kāi)發(fā)的“無(wú)人集卡”也有區(qū)別，在靈活度方面，IGV尺寸較短，還能夠?qū)崿F(xiàn)前后輪獨(dú)立大幅度轉(zhuǎn)向；而無(wú)人集卡轉(zhuǎn)向半徑較大，也缺乏專(zhuān)業(yè)的港口物聯(lián)網(wǎng)交互設(shè)備，在復(fù)雜狹窄的港區(qū)作業(yè)環(huán)境中，IGV能夠更加靈活。

張宇欣介紹，自上世紀(jì)90年代集裝箱運(yùn)輸模式進(jìn)入成熟期，自動(dòng)化碼頭的發(fā)展就已開(kāi)始，迄今已有30多年歷史，已經(jīng)歷了4次迭代。

1993年，世界上第一個(gè)集裝箱自動(dòng)化碼頭在鹿特丹港的ECT Delta Sealand投產(chǎn)。德國(guó)漢堡港隨后效仿，成為第一代集裝箱自動(dòng)化碼頭。但其投資巨大、比人工操作效率低，且水平運(yùn)輸采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，噪音大，有污染，因而未能廣泛應(yīng)用。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著集裝箱運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，特別是超巴拿馬型運(yùn)輸船的大量出現(xiàn)，推動(dòng)了碼頭港口機(jī)械及裝卸系統(tǒng)的更新?lián)Q代。

2002年，漢堡港CTA化碼頭投入運(yùn)營(yíng)，成為第二代集裝箱自動(dòng)化碼頭的代表。

2008年，荷蘭鹿特丹港Euromax碼頭投入運(yùn)營(yíng)，成為第三代集裝箱自動(dòng)化碼頭的代表。

2015年，廈門(mén)遠(yuǎn)海碼頭建成世界首個(gè)第四代集裝箱自動(dòng)化碼頭。

早在1998年，振華重工就開(kāi)始著手研究集裝箱自動(dòng)碼頭裝卸系統(tǒng)，對(duì)當(dāng)時(shí)世界上所有投入運(yùn)行的自動(dòng)化碼頭進(jìn)行調(diào)研，依托“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)盟以及振華超過(guò)100名設(shè)計(jì)和調(diào)試工程師組成自動(dòng)化控制系統(tǒng)研發(fā)隊(duì)伍，其整體水平居當(dāng)時(shí)全球第一。

費(fèi)國(guó)進(jìn)一步介紹，自1999年打入德國(guó)市場(chǎng)后，振華裝備相繼進(jìn)入荷蘭、英國(guó)。在當(dāng)時(shí)的全球第一大港鹿特丹港的Euromax碼頭，振華提供了除AGV以外的全套設(shè)備，包括軌道吊、堆場(chǎng)設(shè)備、岸邊設(shè)備等。