科技成果
中港协科技奖:件杂货码头纸浆全流程自动化关键技术
发布时间:2025-04-30 16:26:00      

件杂货码头作为纸浆进出口的重要枢纽,作业效率和自动化水平成为衡量港口竞争力的重要指标。然而,当前我国件杂货码头在纸浆装卸、运输、存储等环节仍面临效率低、能耗高、工艺流程复杂、自动化程度低等难题。为了提高我国港口件杂货码头的作业效率,降低能耗,实现纸浆全流程自动化,西联公司联合多家科研单位,攻克工艺流程模式、装卸设备、关键技术和智慧管控平台等“卡脖子”难题,由传统人机交叉、传统理货作业模式拓展到以数字化为支撑的全流程自动化,开展了纸浆全流程自动化技术创新与实践的研究。


(一)技术创新


1、基于深度学习算法,打造全流程智能一体化流程再生新体系


针对纸浆装卸作业流程复杂、设备调度困难等问题,设计件杂货装卸作业智能调度算法,整合智慧计划、智能调度及智慧控制三大核心模块,构建全方位、自动化的件杂货管理流程,攻克复杂工序下生产组合模式的难题,根据生产作业需求自动进行任务分配和调度,提高作业效率,降低综合生产成本,全面构建件杂货码头自动化业务流程。


2、赋能北斗导航和数字化技术,研发远程控制装卸设备自动化与智能


为了解决设备自控、轨迹优化和调度的问题,利用北斗导航、5G、传感器等技术,攻克装卸设备数字化设计、复杂轨迹路径矫正优化,车辆调度及纠偏机制,设计了针对码头场景的激光雷达里程计/定位方案(高精度定位简称为Lio-port)Lio-port方法在室内场景及室外开阔场景相较于G-ICP方法的旋转误差由0.0035提升到0.0013,平移误差由0.0249提升到0.0016。吊具系统姿态动态及跟踪防扭控制,吊具自动化防扭消除摆角时间周期为39s,同比国外41s指标提升8%。构建基于数字化技术自动化控制、智能调度、风险监控和动态数据跟踪的一体化设备自动化体系,成功研制门机及属具、IGV水平运输车、伸缩臂叉车三大类设备的数智化远程控制,实现“无人化”控制能力。


3、基于数据共享和信息化技术,开发一体化智慧管控决策软件平台


针对设备、生产和区域数字化信息交互共享的问题,综合信息化、前后端开发、算法和仿真技术,调研件杂货码头作业流程和数据信息流,创建以数据库为基础的生产控制系统(iGTOS)、设备控制系统(ECS)、全场景数字孪生体系,打通经营管理、生产管控、流程控制和装备自动化的全流程数据链条,利用大数据分析设备作业信息、能耗信息、运行数据,建立实时数据分析比对模型,解决调度决策、作业指令、生产数据、装备状态数据和数字孪生虚拟数据的全联通、交互、比对分析的难题。


(二)成果与展望


该项目获得专利20项:国家发明专利10项,实用新型专利5项,国家软件著作权专利5项。全流程自动化投入生产,每年度节约人工成本945万元和能耗63万元,作业效率的提升使得纸浆吞吐量增加60万吨,提升作业效率20%

本项目成果推动我国港口行业的件杂货码头自动化的科技进步及一体化供应链服务水平的提高,获得青岛市场景应用实验室相关成果,取得重大经济和社会效益。通过技术鉴定,整体达到国际领先水平。



2024年度中国港口协会科技进步奖特等奖
项目名:件杂货码头纸浆全流程自动化关键技术研究与应用
完成单位:青岛港国际股份有限公司、青岛前湾西港联合码头有限责任公司、山东港口科技集团青岛有限公司、山东朝辉自动化科技有限责任公司、北京斯年智驾科技有限公司


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