水运工程智慧港口建设工业讲义附图丰富

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发展背景德国工业为什么一枝独秀关键需求领域：《高科技战略2020》（1）气候/能源（2）保健/营养（3）交通（4）安全（5）通信？时间复杂程度工业革命1.018世纪末1784工业革命2.020世纪初电力广泛应用蒸汽机工业革命3.0电子、IT、工业机器人工业革命4.0信息物理系统高新技术发展的必然

工业4.0

工业互联网

新硬件时代智能化环境嵌入式计算机智能工厂智能手机智能卡90%的计算机都是嵌入式多个计算机：1个用户1个计算机：1个用户PC中央计算机1个计算机：多个用户基于物联网与服务的智能环境发展过程工业4.0——从智慧工厂到智慧港口Industry4.0——德国高科技战略计划两大主题：智慧工厂、智能生产智慧工厂重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现（→智慧港口）智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等（→自主装卸、智能服务）智慧港口的增值功能——面向供应链的服务服务库硬件无关抽象服务硬件相关设备控制现场层创新、协调、绿色、开放、共享-理念创新驱动下的可持续发展-模式更安全、更舒适、更环保、更高效-目标新业态转型发展的要求中国视制造20乒25推进横“互跑联网+”便扑捷交康通、黑促进的智能罩交通央发展推进挣“互轧联网+”行物动的酱指导究意见政治匪经济斜的政策策驱球动公路西水路符交通哀运输乎主要正技术骡政策…秋…国内浩外智错慧港胞口的俯发展逃趋势—新加忍坡3D港口多层码头布局综合物流园区上下畅通物流保税肥贸易唤服务国内方外智匪慧港勾口的糕发展女趋势1《智慧主港口检带动摧未来有贸易》2音01奥6我们收必须叙意识菊到，伞港口惠企业幻玉已很胜难单洁纯依榴靠码俭头装耐卸服我务谋蓝求利阻润增谣长。“智们慧港肥口”漂是集劈燕互联惑网、版物联细网和唤码头拆自动顺化技色术为匀一体羽的，乱多边咐界属泻性的写，一产个系脖统化智大港际口生苦态圈找。它加代表练着未书来港示口的万发展捎方向固，孕义育着宫新的箩机会眯和可谎能性产。贸易芳便利杆化！国内大外智恭慧港歉口的提发展久趋势2、智沟慧港撞口物虑流平话台通过蔽智慧放港口奇平台惯建设框，将彩码头糕生产漆作业嘱与对闭外物缓流服戚务无摘缝对迁接，凝将海仓运集扫装箱啄业务户各个澡环节疤的信努息资捉源实驼现充墓分汇岗聚和隆及时危共享碎，使折各个池节点程的业狡务协悠同运剧作成次为可宗能，活同时眯也满志足用债户对虽于信须息完兵整、商准确袭、及领时和速便捷鸟地获龟取需僻求（单没一窗旧口）。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查外智坊慧港另口的程发展馅趋势3、中搜远海放运港竞口的兵新布记局超过85皂00万载速重吨/1常14艘，浮排名忍世界堵第一抖；集装翻箱船茧队排蓬名世堆界第葡四；全球佩集装旧箱码国头超钥过46个；泊位沙数超兰过19壳0个；集装锡箱吞廉吐量90价00万TE笑U，排紧名世冶界第带二全球搏化时足代的船、趟港、踏货：船拳舶是宝载体午，港袜口是衣航运五的中铸转枢辨纽，桃货物术转移伴的时胃空需签求，讨是全毛球贸期易赖淋以存干在的绣根本呆。国内袜外智伯慧港牧口的惭发展倒趋势4、港抹口运否营的怒新愿膏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.窄0—宽—从智原慧港送口到眉智能周装卸示例闭：云平台匠架构恨下危驼险货酿物集装拼箱安谎全监管文协同纹服务平台分类锐管理料、全摇程跟待踪、刺实时亿监控池、信觉息共妹享云平碧台架夸构下雀基于获知识堪的协摘同服历务基于俗物联础网的尊可视源化实珠时监薯控集装船箱供皆应链召安全男监管椅技术伯与系渡统传统目港口束向智轨慧型缺港口孝的转哈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瓣港口果定义现代港口: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。智慧港口绿定义以信息物理系统（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。智慧左港口晴（sm裳ar河t遣po朋rt）：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洗港口虹功能挺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…智慧本型干颠散货码头爽示例馅：火车运输汽车运输船只靠泊船只离港以干羊散货饮出口笛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车主要柳形态便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，凳全面仇感知智慧港口惕主要挎形态螺特征

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，终智能抵决策智慧港口恋主要踢形态辨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，闭自主妇装卸锯搬运智慧港口酸主要赶形态惕特征

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，载全程眠参与智慧港口粗主要辜形态敌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，雀持续津创新智慧弃港口奏主要隶技术猾支撑一、塘物联网技术物联网(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。港口纺应用棒：货接物电年子标汗签智慧循港口监主要撇技术乎支撑二、广移动互联术网技术移动互联网(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址应用塞：移堡动智圆能终贱端应婚用智慧愚港口嗓主要余技术炎支撑三、面云计纷算技柄术云计算（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逮应用醋：港口抹云计酿算中疮心智慧滩港口采主要是技术商支撑四、碧大数据技术大数据（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。港口壶应用甩：智显能监仰管、至智能每商务抄、智误能服振务智慧啊港口打主要洁技术撑支撑五、陈人工渣智能沾技术人工智能（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细应用舍：智牺能计哈划与长调度智慧缴港口穗主要阿技术妖支撑六、籍系统饥仿真苹与预道演技督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。港口机应用卡：码长头生播产预恳演智慧斤港口鼻主要龙技术欢支撑七、离虚拟今现实巾（VR）与造增强糊现实(A帆R)

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。危货段堆场跌监控兄及应散急处怪置智慧费港口章主要梳技术并支撑八、辞设备做智能蔽诊断酬与评桶估（智能赢运维）

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、部位和严重程度，并预报其发展趋势。

港口涛应用医：设凯备远灵程监