作为一个只有550万人口的国家,新加坡不是一个商品消费大国,这是可以理解的。这个小岛几乎没有可以出口到其他国家的自然资源。然而,新加坡是世界上最大的转运中心的所在地——将货物运进港口,然后进行转运,再运回其他目的地。
新加坡港务集团每年处理超过3000万标准箱(20英尺当量单位),七个码头作为一个综合设施运营,与约600个其他港口相连,每天都有航行到世界上每一个主要港口。跟上世界对货物的需求并不是一件容易的事情,随着经营规模的增加,复杂性呈指数级增长,每艘船都与大约300艘其他船只有关系。
因此,该港口严重依赖于自动化。与制造业的其他行业一样,航运业也受到了数字化的影响。这适用于从船舶和卡车上装卸集装箱的起重机。
西门子在起重机行业已经有近70年的历史了——不是制造起重机的金属结构,而是提供起重机背后的电气系统和智能。全球约有5500台集装箱起重机由西门子驱动。
几个电机和驱动器根据一系列关键参数移动数百吨:倾斜控制、摇摆控制、船舶轮廓、碰撞预防、远程控制、堆栈轮廓、起重机管理系统、卡车定位、自动着陆、最佳路径、堆栈定位和集装箱编号识别。将所有这些控制模块结合到先进的自动化软件中,使西门子进入了下一步:用全自动终端取代起重机司机。
在pir Panjang 5号码头,西门子为PSA提供了56台全自动轨道龙门吊的电气和自动化系统。这些起重机可以堆放6高10宽的集装箱。操作人员在中央控制室的一组工作站中进行监视,但只有在需要时才会介入,每个人一次最多负责五台起重机。在任何给定的时间,大约80%的集装箱完全不受人工操作人员的影响。
西门子起重机业务高级副总裁Christian Kögl上周在西门子新加坡举行的行业新闻发布会上表示:“如果你有一台自动化起重机,那么自动化工作的效果就会和手动起重机一样好。”“它不像无人驾驶汽车那么复杂,但也很相似。我们每小时可以搬运30多个集装箱。如果你看看世界各地的其他终端,你很难找到这么快的运营速度。”
事实上,自动化起重机通常比人工操作更高效、更安全。例如,无需常规地将集装箱搬到起重机的最大高度,以确保它清理现有的堆栈,自动化起重机可以在更优化的路径上更精确地运行。Kögl网站称:“它使生产效率提高了10%以上,而且更安全。”“如果没有整个起重机的数字化,这是不可能的。”
Kögl补充说,大数据正在变得越来越重要,包括通过几个终端连接所有起重机的信息。我们已经开始在制造业中听到的数字双胞胎——一种虚拟版本的设备,可以为调试和维护目的提供模拟模型——也已经成为船舶起重机操作的一部分。
起重机的数字双胞胎由三个主要部分组成:一个区块管理系统使用模拟向客户展示他的集装箱堆栈将如何生产;模块化自动化主要用于调试,在运输前测试出起重机的性能;起重机的虚拟模型探索了物理,包括起重机如何实际移动,金属如何在温度变化中膨胀或收缩,如何随着容器的重量弯曲等等。
鉴于大型船舶和大型联盟,这种数字化的转变变得越来越重要。集装箱业务始于20世纪60年代左右,此后一直快速增长。它的年平均增长率约为10%。不仅进港船只的数量在增加,船只的大小也在增加。在过去的几年里,出现了超大型船舶,其载重量可以达到惊人的2万个标准箱或更多。与1959年推出的25米长船不同,超大型船的长度可以达到400米。当然,它们也更宽更深——比航空母舰更大。
这对航运公司来说可能是好事,他们可以通过运营更大的集装箱船来降低每个集装箱的成本,但对港口运营商来说,如果不采取任何措施,生产力将会下降。Kögl表示:“港口运营商确实面临着挑战,必须提高生产率。”
与此同时,较小的船只并没有被废弃,而是被转移到其他市场,从而增加了出海船只的数量,并对港口造成潜在的严重影响。
大型联盟是影响生产力的另一个趋势。排名前16位的航运公司现在已经建立了4个大型联盟,这增加了港口运营商与船只关系的复杂性。
效率是最重要的。对于一艘将2万个集装箱运进港口的典型船只来说,它可能会卸载其中的5000至6000个集装箱。Kögl网站称,这需要在大约30小时内完成。
新加坡可能没有太多的资源,但它所做的是智慧——智慧产业、智慧基础设施、智慧城市。制造业仍占该国GDP的20%左右。新加坡经济发展局(Economic Development Board)城市、基础设施和工业解决方案小组(Cities, Infrastructure and Industrial Solutions Group)主任方品芬(Fong Pin Fen)说,“这是有意为之,我们计划将这一比例保持在20%至25%。”他补充说,新加坡40%的全球出口被认为是高科技产品。“我们认为自动化和数字化是提升制造业中心地位的关键途径。”