以“八大核心关键技术”,加快通用干散货码头智能化进程
2022-12-27 13:13 来源:山东港口
山东港口渤海湾港《门座起重机智能化控制系统研发及应用》项目,其“八大核心关键技术”,对于推动港口通用干散货码头自动化、智能化进程具有重要意义。
港口门座起重机(以下简称门机)作为在散货码头前沿应用最广泛的港口装卸设备,保有量巨大,主要用于吊钩件杂货、抓斗散货和集装箱吊具等装卸作业,有着多功能、通用性强等优点,具有不可替代的重要作用。但传统干散货码头作业环境恶劣,作业工况复杂,门机作业工艺多变,司机培养周期长,用工成本高。为改善门机司机作业环境,满足港口长时间高效率作业需要,提升设备本质安全水平,亟需推进通用干散货码头的自动化进程。
在操作场景中,与集装箱岸桥和矿石卸船机自动化作业的上下(起升)、前后(变幅)二维的作业模式相比,门机装卸作业增加了“旋转”的第三个维度,工艺更加多变、复杂,自动化作业难度更大,技术含量更高,因此要实现门机的自动化作业,其难度远高于集装箱岸桥和矿石卸船机等码头装卸设备。
为此,项目团队联合有关科研机构,全力攻关门机智能化控制系统研发及应用项目,以解决抓斗门机作业自动化为目标,针对门机的自动化装卸作业关键技术开展研究攻关与示范应用,经过攻关,重点突破了高精度冗余控制定位、高精度三维扫描智能成像、抓斗智能防摇、掏舱作业、多机安全防撞、多机协同作业、智能化综合安防、远程操作“八大核心关键技术”,实现了基于三维智能扫描与GNSS高精度定位冗余控制的门机最优抓料-运行-落料工艺、基于电子防摇和智能算法的门机快速精准高效装卸、门机多机防碰撞协同作业与路径优化、基于人员和设备音像智能感知与响应的门机自动化综合安防等具有创新性的“四大创新点”。
创新之一:集成了回转类臂架起重机数字模型和GNSS高精度定位冗余控制系统,构建了三维智能扫描方法,实现了对码头货垛、船舱口和舱内物料实时扫描、仿真以及最佳取料点和落料点的智能选取。
创新之二:攻克了门机抓斗智能防摇技术,构建了抓斗电子防摇数学模型和智能算法,实现了快速精准高效的物料抓取和装卸作业。
创新之三:攻克了多台门机自动化协同作业技术,创新研发了多机动态防碰撞数字模型,实现了通过检测相邻门座起重机臂架和抓斗的实时位置对多机协同作业进行最优路径规划。
创新之四:融合了图像智能感知和异音检测技术,搭建了门座起重机自动化综合安防系统,实现了人员入侵检测、设备防撞和关键部位故障预警等功能。
该项目拥有授权国家发明专利6项、实用新型专利6项、软件著作权17项、发布实施山东标准化协会团体标准1项、立项中国港口协会团体标准1项,其多项关键技术的完全自主知识产权,填补了行业空白,极大推进了传统干散货码头自动化进程。
据了解,该项目的研发投用,将大幅改善门机司机工作环境,降低劳动强度,提升设备本质安全水平,实现综合作业效率与改造前人工作业相比提升5%以上,凸显更安全、更高效、更舒适、更经济等显著优势,且该项目成果具有极强的复制性和推广性。东营港7台门机现已全部实现自动化作业,每年可节省人工成本约370万元。该技术在山东港口推广应用后(按50%门机完成改造),预计每年可节省人工成本约1.3亿元。目前,国内海港拥有门机数量10000台以上,其工况、工艺相同,作为应用最广、存有量最高的港机设备,具有极强的推广价值,应用前景十分广阔,对我国港口干散货码头、通用码头自动化、智能化进程具有重大推进作用,同时也将对我国智慧港口的建设具有重要意义。
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