開篇:震撼的洋山港四期
2017年12月10日,上海洋山深水港四期自動化碼頭開港試生產(chǎn)。
洋山深水港區(qū)四期工程集裝箱碼頭岸線長2350米,擁有7個5~7萬噸級集裝箱泊位。
諾大的碼頭裝卸現(xiàn)場只看到橋吊、軌道吊和自動引導(dǎo)車(AGV)在忙碌。運輸車來來往往,集裝箱起起落落,可這年吞吐量400萬標箱的港口內(nèi)竟空無一人。
洋山港四期就像是我們曾經(jīng)想象中的未來世界,從碼頭到堆場的整個作業(yè)環(huán)節(jié)中,除了岸橋主小車和路側(cè)軌道吊采用自動化+人工遠程操控外,其它作業(yè)過程均為全自動化作業(yè)模式。
管理區(qū)的中控室是整個自動化碼頭的大腦。
工作人員通過人機交互界面監(jiān)控整個碼頭的作業(yè)進程。由上港集團自主研發(fā)的全自動化碼頭智能生產(chǎn)管理控制系統(tǒng):TOS,覆蓋了自動化碼頭全部的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié),并與上海港的各大數(shù)據(jù)信息平臺進行對接。
穿梭在碼頭中的AGV,依靠地下埋藏的61483個磁釘,實現(xiàn)精密而精確的定位,并根據(jù)實時裝載需要和路況選擇經(jīng)濟的路線。
這座自動化碼頭在勞動力成本降低了70%的同時,工作效率卻比以前提升了30%。不僅如此,橋吊、軌道吊、AGV均采用電力驅(qū)動,使得整個碼頭成為了一個零排放綠色碼頭。
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中篇:自動化集裝箱碼頭裝卸系統(tǒng)
洋山四期工程采用世界先進的自動化集裝箱裝卸工藝,碼頭裝卸采用雙40’雙小車岸橋,水平運輸采用提升式AGV,堆場裝卸采用帶懸臂和無懸臂兩種形式的軌道吊。
典型的裝卸流程包括:卸船流程、裝船流程、堆場接力、集卡交換區(qū)裝卸、互拖集卡裝卸、冷藏箱裝卸、特殊箱裝卸、軌道吊邊進邊出流程、岸橋邊裝邊卸流程等。
岸橋邊裝邊卸流程
岸橋?qū)⒓b箱吊到AGV上
門架小車運行到相鄰車道
從AGV上吊起集裝箱
門架小車將集裝箱放到中轉(zhuǎn)平臺上
主小車吊起集裝箱裝船,卸船同時裝船流程完成
高潮:基于深度學(xué)習(xí)的集裝箱自動識別系統(tǒng)
那么,在岸橋卸船、裝船或是邊裝邊卸的流程中,在沒有人工的干預(yù)下,如何自動識別這一集裝箱號,得知它從哪里來,需要運往哪里,又應(yīng)該堆放在哪里,從而發(fā)送指令給到AGV或者主小車呢?
識別集裝箱號的秘密就藏在與它相連的人工智能邊緣計算平臺中。
門架小車在將集裝箱卸至AGV或?qū)⒓b箱從AGV吊至中轉(zhuǎn)平臺時,兩邊的攝像頭會拍下箱側(cè)的照片,然后上傳到其所連接的邊緣計算平臺中。
基于深度學(xué)習(xí)的邊緣計算平臺自動識別集裝箱號,并與中心服務(wù)器進行通訊,獲取這一編碼背后的貨物信息,從而得知這一集裝箱去往哪里,應(yīng)堆放在哪里,并將結(jié)果發(fā)送給AGV或主小車。
而這臺能夠?qū)崿F(xiàn)集裝箱自動識別系統(tǒng)的邊緣計算平臺,就是宸曜的Nuvo-7160GC。
要在碼頭這樣的環(huán)境下進行高速作業(yè),完成集裝箱的自動識別,上港集團對這一項目提出了一些核心需求。
在處理器和內(nèi)存方面要求:Intel 6th以上CPU,8G以上RAM,256G以上SSD;
Nuvo-7160GC搭載第八代英特爾? Coffee Lake酷睿? 35W/65WLGA1151 CPU,擁有出色的運算能力。
接口方面要求:3 x GbE,可接彩色Camera;
Nuvo-7160GC支持多達六個GigE端口并支持9.5KB巨幀。
通訊要求:1 x GbE,用于和中心服務(wù)器通訊;
Nuvo-7160GC可通過擴展盒提供1個3代PCIe x16插槽,16-lanesPCIe信號。
圖形處理能力需求:RTX 1660Ti,基于深度學(xué)習(xí)的集裝箱自動識別系統(tǒng);
Nuvo-7160GC支持高達120W TDP的 NVIDIA? GPU圖像顯卡,可提供 4-6 TFLOPS 的電腦推演運算能力,為邊緣計算而設(shè)計。
?環(huán)境需求:需要運行在高溫高濕有鹽堿的惡劣環(huán)境,并要有一定抗震能力;
Nuvo-7160GC采用的散熱設(shè)計,真正實現(xiàn)-25℃至60℃的寬溫度范圍操作,濕度可以達到10%~90% , 無凝露;而在運行狀態(tài)中,它的抗振動和抗沖擊能力均通過了MIL-STD-810(環(huán)境工程考察和實驗室測試)。
再來說說深度學(xué)習(xí)在視覺檢測中的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的AOI、ROI、OCR大多基于模板匹配,對于有視野有偏差、遮擋、畸變、噪聲、模糊等場景,束手無策。
集裝箱側(cè)面的集裝箱碼受到環(huán)境、字體、角度、表面凹凸、及很多不可控的因素影響,依靠傳統(tǒng)的模板匹配并不能作出良好的判斷,而基于深度學(xué)習(xí)的算法可以容忍偏差和不可預(yù)知的缺陷,甚至能擊敗好的操作員,非常適用于集裝箱識別。?
擁有這一系列出色特質(zhì)的宸曜Nuvo-7160GC終成為了上港集團集裝箱自動識別系統(tǒng)的選擇。
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不僅如此,宸曜邊緣計算平臺還擁有不同的機型,以適應(yīng)不同需求的應(yīng)用場景,如其它實際應(yīng)用案例中的集裝箱進尾聲:創(chuàng)造可期未來。
上海洋山港四期是直擊人心的、震撼的。我們的祖國還有更多令人感到自豪的自動化人工智能應(yīng)用,宸曜科技將秉持匠心精神和創(chuàng)新的理念,助力更多自動化和人工智能應(yīng)用。場識別(Nuvo-5501),箱內(nèi)物體檢測(Nuvo-6108GC)等。