智慧港口-智能干散货码头研究与实践

非生产工时 30%
流 程 切换与 混 配 的转 产时间 降低30Baidu Nhomakorabea。
消除等待、设备无 序 维 修 的时间， 将非生产工时（ NPL) 降低30%。
智能港口
全程可追溯 Traceability
装卸不良 80%
不良不是在结船及流程起动 后检出， 而应该在产生的 源头消 除它，环保不可控 装卸下降80%。
智能港口特征 以智能企业的“实时、融合、开放、自 主、普遍、智能”六大特征作为设计原 则，将通过由大数据分析和物联网等新 技术支持制定的业务战略和运营模式， 推动干散货码头业务转型，优化效率， 强化客户为中心，促进经济增长，提升 资产生产率。
智能港口体系架构
智能港口的客户价值--PRTV
故障停机 30%
质量偏离 20%
生产灾害 90%
消除机械设备的故障停 机，实现故障率降低 30%。
通过全面质量管理体 系，监控混配参数变 化趋势，保持工艺稳 定，差偏离值降低 20%。
人、港口、物料全面安全 预防检查，实现灾害降低 90%。
安全稳定生产 Reliability
提高生产效率 Productivity
转产工时 30%
ZN19：设备预防性维修策略建立 ZN20：设备停机分析系统 ZN21：设备监控中心 ZN22：能源监控中心 7环境与安全管理 ZN23：安健环监控中心 ZN24：煤炭湿度控制系统
智能港口体系架构
ZN01：智能港口顶层设计 ZN02：数据标准框架建设 ZN03： 智能港口数字化运维体系建设
PDI智能港口能力成熟度模型与评价体系
港口资源利用效率和可持续发展能力提升的需求
• 船舶大型化，需港口实现相匹配的装卸效率，减少船舶在港时间 • 港口作业高峰期和低谷期的作业不均衡性，需科学编排生产计划，提升资源利用率 • 安全、绿色诉求，对货物、设备、人员、物流状态紧密跟踪，维护港口可靠运营
现状、挑战与机遇
智能港口建设愿景
✓ 加大港口信息 资源的开放力 度
智能干散货码头 研究与实践
中交水运规划设计院有限公司 张伟红 2019.07.18
目录
CONTENTS
1 现状、挑战与机遇 2 智能港口体系架构 3 PDI智能港口建设实践
现状、挑战与机遇
港口发展要紧紧围绕“创新、协调、绿 色、开放、共享”五大理念，深刻认识 我国经济新常态、供给侧改革、“一带 一路”等国家战略机遇，站位全局推动 港口转型升级。
✓ 统一数据交换 标准；
✓ 向行业和国际 推广的重要基 础
新理念
新模式
新格局
新动能
新标准
开放共享的港口 基于港口网络的 港口企业合作发 港口智能化运营 港航信息资源
生态圈发展
供应链高效协作
展
互联互通
现状、挑战与机遇
资产管理 • 资产复杂性日益增加，维修费
用在港口现金操作成本中占比 较大 • 资产的可用性、安全性影响生 产的高效、安全
级别划集分成级
优化级 主要水平
引领级
部分核心业务有信息化基础
标准化和数字化，单一业务 内部开始实现数据共享
引数领据全级港（范5围）内可实共现享了预对测数识、据、进预模行警型挖、等掘的自，应适实用现应，对，知通过实现与了，产预产业测业链、模上预式警的下、创游自新的适横应
工程设计
向集成，带动产业模式的创新
智能港口不是简单的新技术应用，而是共享经济与港口供应链协作的结合，要求多渠道、多维度的互联互通。在此基础上，通过对海量的客户信息进行自动 挖掘分析，深挖重点客户的个性化服务需求，不断推出针对不同类型企业、不同区域的个性化、精细化服务，提高上下游客户的黏合度。
现状、挑战与机遇
业务需求
服务能级提升的需求
生产维度：体现了面向生产的全生命周期或全过程的智能化提升，智能港口生产 全生命周期包括了港口设计、码头生产、集疏运、市场营销和对外服务5类，其 中码头生产包括采购、计划和调度、生产管理、库场与配送、质量控制、安全与 环保； 涵盖了从接收客户需求到提供物流与增值服务的整个过程。与传统的生产 管理过程相比，智能生产的过程更加侧重于各业务环节的智能化应用和智能水平 的提升。
• 事件记录系统变更 • 事件记录/
追踪 联系技 术支持 供 应商
中控 室技术 员
•
HPA-MES系统
支持 人员
性能 监测
需求 与缺陷 追 踪
批准 需求
维修 平台小 组
企业 部门
HPA-MES 系统 执行负 责人， 维修 平台执 行负责
智能港口体系架构
智能港口体系与标准建设
ZN01：智能港口顶层设计 ZN02：数据标准框架建设 ZN03：智能港口数字化运维体系建设
系统有问题
操作 人员
主管
维修
维修 主管
记录 和更新 事件 详细 情况
H PA技术 支持
IT管理 系统
事件 追踪
变更 管理
• 查询和更新事件详细 情况
• 事件记录系统需求和 缺陷 /变更 申请
智能维度：智能技术、智能化基础建设、智能化结果的综合体现，是对信息物理 融合的诠释，完成了感知、通信、执行、决策的全过程，包括了资源要素、互联 互通、系统集成、信息融合和新兴业态5大类，资源要素包括战略、员工、设备、 能源。引导港口利用数字化、网络化、智能化技术向模式创新发展。
智能港口体系与标准建设
现状、挑战与机遇
干散货码头智能化系统存在的问题
目录
CONTENTS
1 现状、挑战与机遇 2 智能港口体系架构 3 PDI智能港口建设实践
智能港口体系架构
智能港口内涵与特征
智能港口的内涵：以供应链管理为主线，以生产管理为核心，综合应用现代传感技术、网络技术、虚拟化技术、 大数据技术等先进的信息化技术，与现有生产工艺、设备运行、安全环保、管理理念等高度集成，实现物流、资 金流、信息流和业务流四流集成的新型港口，从而达到本质安全、生产高效、节能环保、管理卓越和可持续发展 的目标。
• 港口客户对物流服务能力需求的不断提升 • 船舶大型化、船公司联盟化等对港口议价能力造成的冲击 • 港航及物流相关产业面临持续的创新压力
枢纽港集疏运效能提升的需求
• 江海联运方面，海铁联运，集改散等多式联运， 减少联运转运、装卸等待时间，提升水运 效能
• 陆路集疏港方面，需有序管理卡车进港，提高作业效率，降低排放，提升业务协同水平
基于设计经验开展计算机辅 助二维设计，并编制设备技 术规格书；
实现计算机辅助三维设计并 实现专业内部的协同；（ BIM）
构维计与优建模仿工化集型真艺成，优设级设进化计（施行，的4设关实并）计键现行信环工协能能息节程同反够的的设；馈三设计对优数基全基维化据于维于等核进知度模业心识仿型务行库真的的业挖来与设协务掘实优计同流，现化、；程实设，检，计并测现体工实与对艺现运现知了识实工 个人现程 性、工基设 化模于计 设智型大云 计能等数服 、的据务 协、， 同应知实 化用识现 设，库工 计并的程 。
3智能化装备与设施 ZN08：堆场无人化系统 ZN09：装卸船机无人化系统 ZN10：建设模块化的皮带机控制单元与电子巡检系统
智能港口总体建设内容
4智能化生产系统建设
ZN11：先进的控制与优化系统 ZN12：MES实时生产系统 ZN13：行动APP系统 ZN14：APS高级智能排产系统 ZN15：客户服务平台 ZN16：数据工程、大数据和BI应用整合 5生产中心建设 ZN17：智能化港口生产集中监控中心建设 ZN18：可视化生产指挥中心与客户服务中心建设 6资产管理
基于知识库辅助工艺创新推 理及在线自主优化，实现多 领域、多区域、跨平台的全 面协同，提供即时工艺设计 服务。
智能港口体系架构
ZN01：智能港口顶层设计 ZN02：数据标准框架建设 ZN03：智能港口数字化运维体系建设
智能港口体系与标准建设
通过搭建数据框架可以有效的以数据、信息的视角展现港口的业务全景，定义22类主题域和高阶实体指导指标的设计 通过评估数据高阶实体在系统的覆盖，作为后续数据源寻源工作的输入和指引 通过搭建数据标准规范框架，规范项目的数据应用、编码体系及平台建设规范。
智能港口体系架构
智能港口总体架构
智能港口体系架构
1智能化港口体系与标准建设 ZN01：智能港口顶层设计 ZN02：数据标准框架建设 ZN03：智能港口数字化运维体系建设
2智能化港口绿色基础保障设施提升建设 ZN04：网络规划与物联网设计 ZN05：基于GIS的综合管网信息管理系统 ZN06：控制网络架构升级 ZN07：数据中心与机房建设
现状、挑战与机遇
国内干散货码头智能化系统建设现状
ERP、MES
中央控制室
带式输送机
装、卸船机 堆、取料机 翻车机、装车楼
现状、挑战与机遇
CPS架构趋于成熟
电商物流系统的全自动化与无人化 智能工厂的全自动化物流配送系统，
国内外对标
全自动化智能港口
APS智能排产系统 无人化堆场 无人化装卸船机、装车楼及直接配送
《CPS智能工厂技术标准白皮书》 《智能制造能力成熟度模型白皮书（1.0）》
智能港口体系架构
智能港口体系与标准建设
ZN01：智能港口顶层设计 ZN02：数据标准框架建设 ZN03： 智能港口数字化运维体系建设
PDI智能港口能力成熟度模型与评价体系
智能港口能力成熟度模型指标体系定义表
维类
域
已规划级
规范级
化。
已规划级（1） 开始对智能生产进行规划，部分核心业务有信息化基础
工艺系统设 计（离散）
实现计算机辅助工艺规划和 工艺设计；
实现工艺设计关键环节的仿 真以及工艺设计的内部协同 ；
实现计算机辅助三维工艺设 计及仿真优化，实现工艺设 计与设备设计间的信息交互 、并行协同；
实现基于工艺知识库的工艺 设计与仿真，并实现工艺设 计与设备厂商间的协同；
生产 维
设计
工艺系统设 计（流程）
集成级（3） 核心业务间实现了集成，数据在全港范围内可共享
建立完整的工艺三维数字化
具备符合国家/行业/企业标 准的工艺流程模型及参数；
工艺模型应用于现场，能够 满足场地、安全、环境、质 量要求；
能立规够单范利元用级级离工（线艺2优优）化化平模核部台型开心，；始建业实务基实现的于现数重工全据艺流要优程共环化工享节模艺实型优现与化知；标识准库化和仿的 识真数 库数模字 实字型化 现化，模 工，完拟 艺单成， 的生能 实一产够 时业全基 在务过于 线内程知 优
锚地待时 20%
船舶在港停时 30%
报表时间 90%
自动实时监控 Visibility
实时监控生产进度， 合 理安排正常排班和 异常 插单任务，调整 产能缩 短交期，实现 交期时间缩短20%
优化进出库场及堆 存策略，提高泊位 利用率，船舶在港 停时下降30%
通过自动化资料采集和 系 统强大的逻辑运算， 减少 数据作业输入时间 ，和统 计各类报表时间 。
能源管理 • 能耗费用的比例较大 • 国家对节能减排的监管日益加强
港口企业生产面临的挑战
供应链管理 • 港产城一体化联动 • 港口供应链密切合作
面临的挑战
生产管控 • 市场多变，生产需要灵活高效 • 原货种质量不一，对加工混配工艺提出
更高要求 • 人员成本压力增大，利润薄，经营压力
增大
安全与环保 • 国家HSE的管控力度日趋严格绿色低碳要求 • 对人员安全重视程度不断提高应急指挥需求
✓ 立足港口物流 链的整体优化
✓ 打造物流信息 ✓ 促进供应链上
网络
下游港口企业
✓ 建立海铁联运、 转型升级
港城联动供应 ✓ 推动形成区域
链协作新模式
一体化、跨区
✓ 发挥港口的网
域联盟化的港
络效应
口发展模式
✓ 改变港机装备 的人工模式
✓ 提升港口生产 调度效率
✓ 智能洞察潜在 风险
✓ 建立信息共享 机制；
查询效率 85%
资料准确率
100 %
根据 货 种 信息、生产 信息、 货 主 信息、 进 出库信息等，实现正 反向追溯，查询效率 提高85%。
根据 货 种 信息、生产 信息、 货 主 信息、 进 出库信息等，实现正 反向追溯，查询效率 提高85%。资料准确 率达到100%。
服务水准
69%
根据详细的物流信息流资 料，压缩客诉问题的分析 和处理时间，提高客户对 产品质量的信任度，综合服 务水准提高69%。
随着“数字中国”上升为国家战略，信 息化建设进入高速期，港口通过打造智 慧港口促进服务模式从链条式变为平台 式，实现包括港口、物流节点、资源与 服务提供商以及客户等全程供应链的信 息整合与贯通，助力港口转型升级。
港口吞吐量增速已经连续两年放 缓，由过去的两位数增长步入个 位数增长的新常态。
我国局部区域散货、油品等货种 码头已出现不同程度的低水平重 复建设、同质化竞争等问题，产 能过剩趋势明显。