工业40与智慧港口建设

工业4.0与智慧港口建设宓为建

上海海事大学SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY工业4.0发展背景景德国工业业为什么么一枝独独秀关键需求求领域：：《高科技战战略2020》（1）气候/能源（2）保健/营养（3）交通（4）安全（5）通信？时间复杂程度度工业革命命1.018世纪末1784工业革命命2.020世纪初电力广泛泛应用蒸汽机工业革命命3.0电子、IT、工业机机器人工业革命命4.0信息物理理系统高新技术术发展的的必然工业4.0工业互联联网新硬件时时代智能化环环境嵌入式计计算机智能工厂厂智能手机机智能卡卡90%的计算机机都是嵌嵌入式多个计算算机：1个用户1个计算机机：1个用户PC中央计算算机1个计算机机：多个个用户基于物联联网与服服务的智能环境境发展过过程工业4.0———从智慧工工厂到智智慧港口口Industry4.0———德国高科科技战略略计划两大主题题：智慧工厂厂、智能能生产智慧工厂厂重点研究究智能化化生产系系统及过过程，以以及网络络化分布布式生产产设施的的实现（→智慧港港口）智能生产产主要涉及及整个企企业的生生产物流流管理、、人机互互动、3D打印以及及增材制制造等技技术在工工业生产产过程中中的应用用等（→自主主装卸、、智能服服务）智慧港口口的增值值功能——面向供应应链的服服务服务库硬件无关关抽象服务务硬件相关关设备控制制现场层创新、协协调、绿绿色、开开放、共共享-理念创新驱动动下的可可持续发发展-模式更安全、、更舒适适、更环环保、更更高效-目标新业态转转型发展展的要求求中国制造造2025推进“互互联网+”便捷交交通、促促进智能能交通发发展推进“互互联网+”行动的的指导意意见政治经济济的政策策驱动公路水路路交通运运输主要要技术政政策………国内外智智慧港口口的发展展趋势—新加坡3D港口多层码头布局综合物流园区上下畅通物流保税贸易易服务国内外智智慧港口口的发展展趋势1《智慧港口口带动未未来贸易易》2016我们必须须意识到到，港口口企业已已很难单单纯依靠靠码头装装卸服务务谋求利利润增长长。“智慧港港口”是是集互联联网、物物联网和和码头自自动化技技术为一一体的，，多边界界属性的的，一个个系统化化大港口口生态圈圈。它代代表着未未来港口口的发展展方向，，孕育着着新的机机会和可可能性。。贸易便利利化！国内外智智慧港口口的发展展趋势2、智慧港港口物流流平台通过智慧慧港口平平台建设设，将码码头生产产作业与与对外物物流服务务无缝对对接，将将海运集集装箱业业务各个个环节的的信息资资源实现现充分汇汇聚和及及时共享享，使各各个节点点的业务务协同运运作成为为可能，，同时也也满足用用户对于于信息完完整、准准确、及及时和便便捷地获获取需求求（单一窗窗口）。一站式服务集装箱智慧物流平台功能框架业务办理电子闸口信息更新信息验证APP移动端接口交互信息储存数据交互Web网页端订舱数据获取集卡调度派单堆场扫码提箱集装箱数据采集电子进闸场位动态采集集装箱箱号识别集装箱验残视频监控/对讲智能派位自动车牌识别自动抬杆司机接单小票打印信息查询码头危品箱查询码头箱状态查询司机备案查询集卡备案查询集卡派单信息查询设备交接单信息查询集装箱物流动态查询国内外智智慧港口口的发展展趋势3、中远海海运港口口的新布布局超过8500万载重吨吨/114艘，排名名世界第第一；集装箱船船队排名名世界第第四；全球集装装箱码头头超过46个；泊位数超超过190个；集装箱吞吞吐量9000万TEU，排名世世界第二二

全球化时时代的船、港、、货：船舶是是载体，，港口是是航运的的中转枢枢纽，货货物转移移的时空空需求，，是全球球贸易赖赖以存在在的根本本。国内外智智慧港口口的发展展趋势4、港口运运营的新新愿景单机设备智能化装卸作业高效化资源利用最佳化信息应用整体化工业4.0———从智慧港港口到智智能装卸卸示例：云云平台架构构下危险险货物集装箱安安全监管协同同服务平台分类管理理、全程程跟踪、、实时监监控、信信息共享享云平台架架构下基基于知识识的协同同服务基于物联联网的可可视化实实时监控控集装箱供供应链安安全监管管技术与与系统传统港口口向智慧慧型港口口的转型型应用和发展港口装卸专业化、智能化技术：1、支持集装箱码头向智能化方向发展，推广应用码头生产组织营运仿真与预演技术，推广以智能计划与调度为核心的流程重组，推广应用集装箱码头自动化装卸技术、集装箱物流全程实时在线监控技术。2、鼓励大宗干散货码头装卸作业推广应用智能化控制技术。鼓励液体散货码头推广应用自动化装卸技术。推广应用港口装卸输送设备变频驱动技术。

3、鼓励应用单机设备安全保护和运行状态智能监测技术、基于自动控制系统数据的港口机械在线健康监测技术。应用和发展港口作业管控一体化技术、港口柔性工艺技术。支持发展港口机械轻量化设计技术、控制能耗与排放设计技术、低耗料低污染低排放制造技术。现代港口的发展方向是：1）建设智慧型港口系统2）传统港口智能化改造现代港口口定义现代港口:是具有水陆联运设备和条件，供船舶安全进出和停泊的运输枢纽,是水陆交通的集结点，工农业产品和外贸进出口物资的集散地,也是国际物流全程运输与国际贸易的服务中心和服务基地。智慧港口定义义以信息物理系统（Cyber-PhysicalSystems）为结构框架，通过高新技术的创新应用，使物流供给方和需求方共同融入集疏运一体化系统；极大提升港口及其相关物流园区对信息的综合处理能力和对相关资源的优化配置能力；智能监管、智能服务、自动装卸成为其主要呈现形式，并能为现代物流业提供高安全、高效率和高品质服务的一类新型港口。智慧港口口（smartport）：智能商务物流园区代理铁路海关税收其他部门检验检疫货主公路金融保险机构船公司智能政务自主装卸智能管理智慧港口口功能构构成智能泊位调度智能堆场管理智能闸口自主装船作业自主取料作业堆料智能作业设备智能监管区域智能监管电子商务平台（合约）智能船舶管理海水雾化抑尘智能商务智能闸口智能堆场智能泊位控制自主装卸智能安全管理绿色环保货物智能监管生态抑尘…智慧型干干散货码头示例例：火车运输汽车运输船只靠泊船只离港以干散货货出口为为例船舶运输进闸口堆料作业面签合同入库船舶手续申报装船作业取料作业人工泊位调度人工设备维护人工安全巡视人工货物监管智慧港口主要要形态特特征全面感知是所有深层次智能化应用的基础，智能监测的结果是现场数据的全面数字化。包括现场物联网、远程传输网络以及数据集成管理（筛选、质量控制、标准化和数据整合）。一，全面面感知智慧港口主要要形态特特征

智能决策是在基础决策信息感知收集的基础上，明确决策目标及约束条件，对复杂计划、调度等问题快速做出有效决策。二，智能能决策智慧港口主要要形态特特征自主装卸是在智能决策基础上，设备自主识别确定装卸对象、作业目标，并安全、高效、自动完成作业任务。三，自主主装卸搬搬运智慧港口主要要形态特特征

全程参与，即是通过云计算、移动互联网技术的应用，使港口相关方可以随时随地利用多种终端设备，全面融入统一云平台。通过广泛联系，深入交互，使港口综合信息平台能最大限度优化整合多方需求与供给，使各方需求得到即时响应。四，全程程参与智慧港口主要要形态特特征港口可持续创新是通过港口相关方的广泛参与和深入交互，通过港口管理者与智能信息系统的人机交互，智能信息系统的自主学习，使得港口具备持续创新和自我完善的功能，是智慧港口最主要特征之一。大众创新用户创新开放创新协同创新系统创新自学习自组织人机交互五，持续续创新智慧港口口主要技技术支撑撑一、物联网技术物联网(InternetofThings)，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。港口应用用：货物物电子标标签智慧港口口主要技技术支撑撑二、移动动互联网技术移动互联网(MobileInternet,简称MI)是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业态，包含终端、软件和应用三个层面。从信息获取到基于信息的服务链接互动共享微信订舱手机支付实时监控港口应用用：移动动智能终终端应用用智慧港口口主要技技术支撑撑三、云计计算技术术云计算（CloudComputing），是一种基于互联网的应用与服务方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。港口云计算中心政府监管系统船货代系统集疏运一体化系统码头业务系统物流仓储系统港口应用用：港口云计计算中心心智慧港口口主要技技术支撑撑四、大数据技术大数据（Bigdata），或称巨量数据、海量数据、大资料，指的是所涉及的数据量规模巨大到无法通过人工，在合理时间内整理成为人类所能解读的信息。必须借由计算机对数据进行统计、比对、解析方能得出客观结果大数据推动全球物流业进入新纪元分析预测知识发现智能商务利用大数据，实时计算全球船舶、港口、货物之间的时空关系，从而推算出船舶活动情况、货物流动情况以及港口作业情况，以数据为中心，以全球化的国际贸易运输为研究对象，提供面向金融期货、宏观经济、商品贸易以及航运咨询领域的决策情报。港口应用用：智能能监管、、智能商商务、智智能服务务智慧港口口主要技技术支撑撑五、人工工智能技技术人工智能（ArtificialIntelligence,AI）也称为机器智能，是计算机科学的一个分支，主要研究应用人工方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能。人工智能应用领域广泛，涉及问题求解、深度学习、专家系统、模式识别、机器人学等领域。智能泊位计划智能场地计划智能设备调度最合理的船舶在港时间最恰当的场内翻箱最小化的运输成本港口应用用：智能能计划与与调度智慧港口口主要技技术支撑撑六、系统统仿真与与预演技技术系统仿真是一门研究系统建模与仿真理论、方法、技术及应用的综合性科学技术。预演技术是对具体生产作业过程的整体性动态描述。港口应用用：码头头生产预预演智慧港口口主要技技术支撑撑七、虚拟拟现实（（VR）与增强强现实(AR))

虚拟现实（VR）是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，生成可交互的三维环境，并能提供沉浸感觉的技术。增强现实（AR）是通过设备识别判断将虚拟信息叠加在以识别物为基准的某个位置，并显示在设备屏幕上，可实时交互虚拟信息，实现虚实结合、实时交互。危货堆场场监控及及应急处处置智慧港口口主要技技术支撑撑八、设备备智能诊诊断与评评估（智能运维维）

设备智能诊断与评估就是通过网络与专家知识对人与设备的状态进行监测，判断其是否正常，当出现异常时分析其产生的原因、部