看似寻常最奇崛——驭矩科技改写港口传奇

时间:2022-10-07 01:21:04 作者:雷火电竞登录 来源:雷火电竞直播平台

  10月12日,由张江集团和张通社共同打造的“张江朋友圈”正式成立仪式在张江机器人谷举行,此次活动也是张江机器人谷的首次亮相。活动邀请到驭矩科技创始人兼CEO洪俊明,分享了驭矩科技所研发的港口起重机器人。

  不妨在一个周末的下午,去码头兜一圈。那种袭人的海风和上下涌动的波涛会让人感到生涩——同时,另一些物体也会吸引住你的眼球:看起来似乎遥远的轮船,正迟缓地挪近;一排排庞大的巨兽,在陆地的尽头沉默地矗立。时间在此时此刻仿佛凝固。

  他们在做什么?他们看起来是那么慢,那么笨重,却又似乎在等待人们自己去发现。他们和港口有着怎样神秘的联系?

  19世纪,美国作家梅尔维尔曾经在《白鲸》中描画了形形的港口。港口是商业的起源与象征,港口的繁荣也是一个国家实力的象征。将目光投向现代,全球港口集装箱的吞吐量正逐年增长,自2012年至今,世界各大港口的吞吐量从年6亿标准箱增至8亿标准箱,并且在未来几年呈现刚性上涨趋势。而中国,在全球港口贸易中占据了举足轻重的位置。在劳氏日报公布的2020年全球百大集装箱港口排名中,中国大陆有6家港口上榜前十;其中,上海港全年集装箱吞吐量已连续11年蝉联世界第一,举世瞩目。

  日益繁忙的港口,需要与之相匹配的装卸效率。然而,尽管我国港口的集装箱吞吐量水平一再创历史新高,严峻的现实问题却也随之凸显——岸线资源有限,场桥平均作业效率不高。同时,“人”也是一个长期以来的困扰。年轻人往往追求更为舒适的生活,苦涩的港口对他们不再具有吸引力;随着劳动力成本的上升,港口“招工难”问题日渐突显。如何平衡港口日益增长的效率需求与人力资源短缺二者之间的矛盾?是否存在一种可能,在保证效率的前提下,实现港口的全自动化作业?

  人类身体的各部位器官是组织精密的仪器,自生而始,便在和自然、和重力进行对抗。而机器要想克服自然规律之困,拥有像人一样自由灵动的躯体,每一个关节里都凝聚了大量精密复杂的计算。

  集装箱从船舶到堆场的指定位置,大致经历如下几个关键步骤:首先,桥吊从海侧抓取集装箱放置到码头的水平运输设备,如内集卡、AGV等;接着,载有集装箱的水平运输设备依据码头作业系统下发的指定路径,驶向特定的堆场箱区;最后,堆场上的轮胎吊把集装箱从集卡侧抓取,放置到堆场指定的位置。

  这个过程看上去像堆积木,然而在现实环境下,要实现全自动地将集装箱像积木一样堆起来,却没那么简单。港口往往风力很大,且变幻不定,和气象作斗争,是自动化永恒的难题。过去,国内外的主流码头虽然实现了部分自动化,但关键环节仍需人工操作。

  与无人驾驶相比,无人轮胎吊在完成自主水平移动后,仍需克服更多垂直方向上作业的不确定性因素。其中,驱动动态对准就是一项世界级的难题,通过柔性钢丝绳控制吊具及吊具以下的集装箱进行厘米级的精准对位,并且克服外界的各种扰动。驭矩团队采用深度学习和多传感器融合的检测手段,实时感知目标位置,并结合基于专家系统的控制策略进行动态抓放箱,使堆场自动化作业成功率大于95%。

  更进一步,驭矩还解决了集卡侧的难题。卡车司机排队入场等候装车,然而这一流程常常需要耗费较长时间,遇上高峰时期周转速度更是大大变慢。尤其是外集卡提箱作业,一直是业界难题,笨重的集装箱要几近完美地套住车板凸起的四个锁钮,需要轮胎吊司机把握好作业时机反复尝试。驭矩团队以自主控制来解决这一问题,采用双保险来保证着箱的精确性:一方面根据运动轨迹,预测出集装箱的着箱时刻;另一方面,通过3D相机和激光雷达实时动态检测集卡和集装箱的,结合精准的着箱确认方案,完成动态着箱。这一设计,可实现成功率高达90%的集卡侧自主作业。

  阿基米德曾向世界发出“一个支点撬起地球”的宣告,对于力学而言,工具所要实现的目标,是四两拨千斤,尽可能以最简洁的方式提起最重的物体。当前市场上常见的自动化轮胎吊多采用八绳或全功能小车的设计来控制吊箱过程中的稳定性,然而其实施及维护流程相对繁琐,对一些尚未采用自动化的传统码头改造难度大、要求高。相较之下,驭矩科技遵循大部分传统码头轮胎吊普遍使用的四绳设计,在不对其进行结构性改造的基础上,完全适配四绳机型。

  强壮的机械之躯,被注入了灵魂。它功能强大,举重若轻:200吨重的庞大身躯,以120米/分钟的速度奔跑。它行动敏捷,能完成每小时20个Move的自动化作业,也就是说,每3分钟便可完成一次作业。它有完美的防撞系统,知进退,懂避让。精确纠偏系统,不断接近完美与精确。每一行代码都是改变中国工业的力量,注入了灵魂的无人轮胎吊能够实现全场景、真无人作业,不再需要人工996、007。国际知名港口对其青睐有加。

  “庞大”的背后,是真无人、全场景改造的宏图构想,与经年累月所磨砺出的耐心。“我们的目标,是在十年的时间里,用软件重新定义起重机,使中国到2030年时,重型机械无人化达到30%以上。”驭矩团队的资深工程师均有七年以上的自动化科班背景,多年专注于港口的智能化改造,未来也将打造更多紧密结合工业场景的应用。

  “灵动”的背后,是无数个昼夜的迭代与测试,将误差从不同方向上控制到最小,接近完美的程度。“办公室里坐着的,只是我们公司的一部分人;还有一半的人,在港口调试。”公司的联合创始人兼CTO陈环,已和团队在港口浸润了一千多个日日夜夜。

  诗云:“看似寻常最奇崛,成似容易却艰辛。”这个庞大的无人轮胎吊,看上去和传统的轮胎吊平台似乎没什么两样。但是,调节平衡好它各部位功能的不易,每一道难题背后所经历的日复一日调试的寂寞,在如今这尊动静自如的巨兽面前,悄然隐去。

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