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      熱門關鍵詞 : 俄羅斯  專利  自動駕駛  無人駕駛,  嬴徹科技 

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      萬字解讀!中外港口無人駕駛發展現狀與未來趨勢(上)

      作者:Lynn 來源:低速無人駕駛產業研究所 發布時間:2022年01月11日

      [摘要]國內目前已有近300輛無人駕駛卡車進入港口,港口無人駕駛正在實現從技術研發到商用落地里程碑式的發展。

      [關鍵詞]無人駕駛 智慧港口 無人集卡

      伴隨無人駕駛技術的成熟,港口建設逐步從“自動化”邁向“無人化”。尤其是在港口集裝箱水平運輸作業環節,智能設備不斷升級,不僅可以覆蓋高昂的人力成本,還能大幅提高作業效率的無人駕駛集卡被更多地應用起來。


      業內人士預測,港口無人駕駛2022年將迎來爆發式增長。面對數千億藍海市場,中外無人港口發展現狀如何?產品落地的競爭優勢在哪?頭部企業的發展規劃是怎樣的?這篇文章或許可以給大家提供一些參考!

      文章基于新戰略無人駕駛產業研究所調研,采訪了留德校友聯合會執行主席、斯年智駕合伙人汪楚皓,西井科技無人駕駛創始人孫作雷博士以及三一海洋重工相關負責人,主要從中外港口無人駕駛發展現狀、全球各地區產業環境優劣勢、智慧港口未來升級方向三大方面進行分析,分上、下兩篇刊載。

      發展現狀——中歐港口自動化水平全球領先

      港口集裝箱的裝卸過程通常會涉及三個作業環節:貨物通過岸橋設備,在碼頭面進行裝卸船;貨物通過水平運輸設備,在碼頭面和堆場之間運輸;貨物通過場橋設備,在堆場進行裝卸箱。

      對于碼頭運營商而言,最大的痛點來自水平運輸,主要是人力成本過高和人力資源供不應求帶來的壓力。針對這一環節,目前港口主要有三種自動化解決方案:AGV(Automated Guided Vehicle)、集裝箱跨運車和無人駕駛集卡。

      其中,AGV作為最早應用起來、也是目前全球集裝箱港口市占率最高的自動化設備,在傳統加埋磁釘導航作業的產品基礎上,還創新發展出了ART(Artificial Intelligence Robot of Transportation)、IGV(Intelligent Guided Vehicle)等柔性化、智能化程度更高的車輛。

      歐洲最早建成自動化集裝箱碼頭,是港口AGV應用的代表

      自動化集裝箱碼頭首先出現在勞動力成本昂貴和熟練勞動力匱乏的歐洲。1993年,世界上第一個集裝箱自動化碼頭在荷蘭鹿特丹港ETC Delta Sealand投產,集裝箱從岸到場堆的水平運輸采用了AGV沿固定圓形路線運行,這是AGV首次應用在港口作業。

      由于AGV以固定路線行駛,路線長、不靈活,會產生堵塞、堆場前沿占用面積大等弊端問題,鹿特丹港在總結Delta Sealand自動化碼頭建設和使用經驗的基礎上,于1997年建成Delta Dedicated(DDE)自動化集裝箱碼頭,2000年建成Dedicated Wes(DDW)自動化運轉集裝箱碼頭。鹿特丹港在2008年投入運營的Euromax碼頭代表了第三代集裝箱自動化碼頭,堆場內每個箱區設有1條AGV通道,在相互交叉的情況下,AGV不僅可以直行,而且可以轉彎、環行,還可在軌道式龍門起重機的門腿間進行裝卸作業。

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      嘗到自動化的甜頭后,歐洲、北美、亞洲、大洋洲陸續掀起熱潮,在英國倫敦港、日本川崎港、新加坡港、德國漢堡港、比利時安特衛普港、西班牙阿爾赫西拉斯港等港口建成全自動化或半自動化碼頭,其中世界上最先投產運營的一批自動化集裝箱碼頭主要分布在歐洲。

      歐洲是AGV的發源地,也是港口AGV的流行地。據留德校友聯合會執行主席、斯年智駕合伙人汪楚皓介紹,AGV技術發展至今已經很成熟了,目前歐洲港口使用最多的還是AGV,其次是跨運車。但因為碼頭用的重載AGV技術要求更苛刻,且需要在運行區域鋪設數萬枚磁釘,對港口地基的土建基礎要求非常高,導致后期面臨運營維護成本高、升級改造難等問題。如世界首個自動化碼頭——鹿特丹港現在就深受困擾。

      中國起步晚但發展快,自動化碼頭作業效率遠超國外

      相比歐洲從20世紀90年代就開始發展自動化港口,日本、美國、新加坡、韓國等也緊隨其后取得成績,中國起步較晚,但發展勢頭強勁。

      2012年10月,中遠太平洋、振華重工、廈門海滄投資集團達成合作,宣布全球首個第四代全自動化碼頭裝卸系統將落戶廈門遠海碼頭(一期)。2016年3月,廈門遠海自動化碼頭正式投產運營,標志著中國建成首個全自動化集裝箱碼頭。

      遠海碼頭(1)

      從廈門遠海碼頭開始,中國正式搭上自動化碼頭發展快車。據新戰略無人駕駛產業研究所了解、交通運輸部數據顯示,我國目前已建成10座自動化集裝箱碼頭,并有7座自動化集裝箱碼頭在建。已建和在建規模均居世界首位,其中多個智慧碼頭實現亞洲乃至全球首創。

      國內部分自動化碼頭建設情況(新戰略無人駕駛產業研究所不完全統計)

      從實際營運情況看,我國自動化碼頭運行穩定,裝卸效率逐步提升。2017年12月開港運行的上海港洋山四期工程是全球單體規模最大、智能化程度最高的集裝箱碼頭,投運第一年就完成集裝箱吞吐量201.36萬TEU,2020年完成集裝箱吞吐量420萬TEU,2021年創下了自動化碼頭2.1萬標箱的24小時晝夜作業紀錄。青島前灣自動化碼頭運營4年多來,多次刷新自己創造的裝箱世界紀錄,創造出平均作業效率36.2自然箱/小時,最高作業效率43.8自然箱/小時的世界紀錄,效率遠超國外同類碼頭。

      從投用產品類型看,國內自動化碼頭較少使用集裝箱跨運車,主要是跨運車可以堆箱層數較低,且堆場利用率較低,不符合國內大多數集裝箱碼頭建設需要。而加埋磁釘作業的傳統AGV正在被兼具智能化、輕量化、模塊化等特點,設備日常維護保養更便捷的ART、IGV所取代:在廈門遠海碼頭,6輛純電動無人駕駛運輸車已從單機智能變成編隊行駛,天津港于2021年交付了港口規模最大的60臺ART車隊。

      值得注意的是,近年來,除了技術路線類似無人駕駛的ART、IGV,真正具備L4級自動駕駛技術的無人駕駛集卡在港口的出鏡率越來越高。

      國內部分自動化碼頭無人駕駛集卡投用情況(新戰略無人駕駛產業研究所不完全統計)

      另外,在總結經驗的基礎上,我國組織編制并發布了全球首部《自動化集裝箱碼頭設計規范》和《自動化集裝箱碼頭建設指南》,形成了中國標準,不僅大大提高了國內自動化碼頭建設水平,也為世界上其他國家貢獻了“中國方案”。如以色列海法港、阿布扎比哈里發港二期、意大利首個自動化港口——瓦多港等,在自動化碼頭總平面布置、裝卸工藝等方面均采用了我國的技術標準。

      瓦多港(1)

      智慧港口加速跑,無人駕駛卡車是主要方向

      其實,港口水平運輸的智慧化建設,首要解決的就是內集卡司機的人力成本高和勞動力斷層問題。吞吐量大的港口集卡通常需要24小時運行,每輛內集卡需要3名司機三班倒,有時還需要再增加1名司機替補。

      據新戰略無人駕駛產業研究所了解,目前,中國港口內集卡司機成本(工資+社保)平均每年約15萬-20萬元,并且逐年上漲。按此標準,我國大中型集裝箱碼頭每年用于內集卡司機的人力成本大概在22億-40億元,在很多港口占到了整體成本的70%。

      同時,港口內集卡司機需要至少A2等級以上的駕駛證,外加若干年安全駕駛經驗,是技術要求較高的職業。而內集卡司機較長途運輸司機收入低,加之行業競爭壓力大,受外部環境影響更容易出現歇業的情況,在當前高昂的人力開銷下,港口內集卡司機還處于短缺狀態。

      這也是全球港口普遍面臨的痛點。據美國卡車運輸協會的數據,當前全美短缺8萬名司機。因為卡車司機和卡車設備的短缺,美國無論是開啟7天24小時運營,還是執行高額滯留罰款,對其港口擁堵的疏通作用都不大。

      西井科技是國內較早在港口推廣無人駕駛卡車的自動駕駛公司,西井科技無人駕駛創始人孫作雷博士介紹,結合運營經驗,目前港口每投入一輛無人駕駛卡車可減少3-4名司機,一年還可節省45-60萬的人力成本,一定程度上減輕了招工壓力。同時,無人駕駛電動集卡結構簡單,配件購買方便,修理保養與傳統卡車沒太大區別,因此日常維護費用也相對較低,每車每年可省去10萬左右的燃油費和車輛維護費。

      顯然,成本是首要原因,而無人駕駛集卡能逐步取代AGV,集卡的改造與適配能力也是非常重要的因素?,F階段的汽車產業,電氣化技術儲備已經非常豐富,能夠向行業或自動駕駛技術公司提供成熟的線控底盤電動車型。后者采購電動集卡并加裝傳感器,就可以實現對油門、轉向、制動模塊的控制。且經過改造的無人集車可以再退回到人工操作,對于一些在技術上把握不夠,或者說沒有太多的信心,不知道自動駕駛到底可以做成什么樣子的企業來說,也能避免重資產突然報廢。

      此外,汪楚皓表示,無人駕駛卡車對比傳統AGV,除了單車投入成本更低,使用上也無需對基礎設施做大的改造,同時適用老碼頭自動化改造和新建自動化碼頭。而且,隨著無人駕駛技術的發展,更多潛在的應用場景不斷拓展延伸,對比新型ART、IGV,無人駕駛卡車有更大的商用價值,不僅可以在港口內、港口間運輸集裝箱,還能進入更開放的場景,在高速公路承擔干線運輸,未來可打造從貨輪到倉儲區、物流中心的跨場景“一條龍”服務。

      據新戰略無人駕駛產業研究所了解,國內瞄準無人駕駛卡車的企業主要分為三股力量,分別是振華重工、三一海洋重工等為代表的傳統港口機械制造商,西井科技、斯年智駕、飛步科技、摯途科技、圖森未來、主線科技等為代表的自動駕駛創業公司,還有一汽解放、上汽集團、東風柳汽、中國重汽、比亞迪等為代表的汽車廠商。這些企業自主研發或合作落地的自動駕駛卡車,在2021年也取得了突破性發展:

      三一海洋重工在中國首個由傳統散雜貨碼頭升級改造的自動化碼頭——媽灣港——交付了18臺無人駕駛卡車;西井科技攜手和記港口,在泰國完成全球首個交付用戶自己運營的港口無人駕駛集卡項目,同時與中遠海運阿布扎比哈利法港二期碼頭全球首創“無人駕駛商業化代運營”(2020年下半年已完成簽約),目前西井科技實際運營的無人駕駛車輛達到了近百臺;斯年智駕拿下全球首個L4級別無人駕駛商業化運營付費協議,已部署近40輛無人集卡進入常態化運營;飛步科技在梅山港區組建了超40臺的全球最大規模自動駕駛集卡作業車隊,并完成寧波舟山港集團2021年第3000萬標準箱作業;主線科技成為業界首個港口無人駕駛車輛商業交付“破百”的自動駕駛卡車公司,并完成天津港2021年第2000萬標準箱作業;上汽集團無人駕駛重卡2021年轉運集裝箱超4萬標準箱,計劃2022年投用超30輛無人重卡;......

      據新戰略無人駕駛產業研究所了解,內目前已有近300輛無人駕駛卡車進入港口,港口無人駕駛正在實現從技術研發商用落地里程碑式的。


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