听潮汐,筑灯塔,聚千帆:智慧港口全球创新实验室启航时

脑极体 2022-08-18

原标题:听潮汐,筑灯塔,聚千帆:智慧港口全球创新实验室启航时

自古以来,港口就是中华文明的重要标志。春秋战国时已经有了碣石港的记载;到了汉代,合浦、徐闻等港口已经实现了与东南亚、南亚的贸易通商;至北宋,广、明、泉、杭四大港蜚声中外;明清以来直到近代,水陆码头与港口造就了天津卫的兴起。

某种程度上来说,海港史就是交通史、商业史和文明发展史;海港的未来,也是交通、商业乃至整个文明的未来。当时间来到21世纪,数字化升级成为港口发展最重要的趋势之一。

如何将最先进的智能技术、最多元的发展力量、最真实的行业需求融汇于港口,已经成为中国乃至全球关注的问题。

8月18日,智慧港口全球创新实验室成立暨揭牌仪式在天津举行。该实验室旨在打造国际一流智慧港口科技创新基地,致力实现从“技术攻关”到“应用落地验证”及“商业价值”产学研用的完整闭环。实验室将连接政府、行业(含港口、海事、航道、航运)、科研院所、行业头部企业,发挥各自优势能力,加速智慧港口建设。

能够发现,智慧港口全球创新实验室既是面向全球海港数字化的重要探索,也是华为海关和港口军团的拔锚启航。从去年成立到如今,海关和港口军团为什么要选择以推动建设一间高水准实验室作为亮相?为什么要选择在天津这座城市开启新的旅程?如果我们深入解析实验室的价值、天津港的探索,以及港口数字化的发展供需,这些问题或许都将得到答案。

与港口紧密为伴的一道标志性风景,就是灯塔。灯塔负责指引来往船只,为港口保驾护航。1978年,中国自主建设了渤海上的大沽灯塔,在当时创下了一系列世界之最。如今,智慧港口全球创新实验室就像一座新的灯塔,将产业研用各方力量引入渤海湾中的天津港,引入港口数字化的时代需求。

筑技术、寻场景、聚生态,为天下港口建一座智能灯塔,就是华为海关和港口军团的启航之路。

识涛:海港数字化的澎湃潮音

新冠疫情爆发以来,全球航运与港口行业受到了巨大的冲击。但在中国,港口行业却呈现出另一番景象。一方面,中国海港确保了能进能出,成为全球贸易体系中难得的“良港”;另一方面,中国大量重要港口的吞吐量不降反升,在疫情影响下吞吐能力反而得到了加强。中国港口的淡季不淡、能进能出,货物和集装箱吞吐量双双逆势增长,也成为中国经济发展活力与韧性的重要表现。而这种现象背后的原因,是在中国社会整体疫情控制成功的前提下,港口的数字化、智能化能力推动了产业效率强劲增长。

从目前形势来看,港口数字化的重要性与战略价值,已经在国家与社会层面凝聚了高度共识。经济要发展,国家要强大,交通特别是海运首先要强起来。打造世界一流的智慧港口、绿色港口——这一指示正在引领全国海港产业的发展方向。

为了实现智慧港口、绿色港口的发展目标,港口的智能化、数字化升级就成为主要的产业探索方向。与此同时,海港数字化也在与时代潮流和前沿科技探索紧密结合。不久之前,科技部、教育部、工信部等六部委联合印发了《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》,其中交通治理领域明确提出了智慧港口的AI应用场景。在建设全国统一大市场的行动中,港口也成了探索区域大宗商品市场一体化的先行官和主力军。

换言之,港口数字化在今天中国经济的整体发展中意义正在愈发重要,其价值并不仅仅关乎于港口行业本身,还紧密联系着国家的科技发展战略与市场升级方针。

一项产业升级趋势,只有在有动力的同时有挑战,才能获得真正的跨越式发展。海港数字化升级正是如此。在内外部动力充沛的前提下,我们能看到这一领域的挑战也十分艰巨。比如说:

1.港口行业作业时间长、作业环境艰苦等特点,导致了用工成本正在不断提升。如何在港口实现真正产业级的无人化、智能化作业,降低整体用工成本,成了港口数字化的核心挑战。

2.港口行业的产业链漫长,行业知识非常复杂。如何让数字化、智能化技术真正融入港口行业的特性、需求与知识体系,是产业各方的主要难点。

3.中国海岸线漫长,港口众多。而港口之间的数字化基础与数字化需求参差不齐,差距巨大。相对来说,新港口需要领先的智能化探索,旧港口亟待存、算、网基础设施的升级改造。这为业界带来产业机遇的同时,也带来了业务复杂多样的挑战。

面对着这样的需求与挑战,听懂港口的数字化潮音,是推动其发展的前提挑战。整体而言,先进、可用的ICT技术,是海港数字化升级的抓手,是解决问题的关键。而探索适用于中国目前港口产业需求的行业生态与产学研用循环,则是产业发展至关重要的前提条件。

为了解决这两个核心问题,华为海关和港口军团开启了以己所长,聚众所善的启航之旅。

筑基:让华为所长,适配海港之需

海港数字化的内容很多,包罗万象。从最前沿的整片区应用AI与自动驾驶技术,到具体某个机械装置的数字化控制,都属于海港数字化的一部分。

华为海关和港口军团深入这一领域,统筹组织架构为产业需求服务的第一步,就是明确自身究竟擅长什么,而华为的擅长又能够为港口带来哪些价值。

华为最擅长的东西,当然是ICT技术能力与解决方案。所以华为也以此为边界,将5G、F5G、WiFi-6、智能感知、存储、云计算、AI等前沿技术进行交叉整合,形成了一个个场景化解决方案,从而完成与海港数字化真实需求的适配。

华为所长与海港所需的适配,是一个有所为有所不为的过程。华为的所为在于三个方面:首先是对海港网络、存储、计算等ICT技术设施的升级;其次是华为在面向海港产业长期服务中,将经验与先进技术交叉组合得到了场景化解决方案。这些解决方案往往可以完成海港急需的产业要求,具有高度的不可替代性;再有华为还将进行广泛的产学研用合作,在ICT基础技术的基础上开放生态,以被集成的态势推动海港数字化的生态建设,满足产业的定制化、个性化需求。而脱离了华为所擅长的ICT技术与基础设施领域,更多机械数控等领域的港口数字化,以及行业合作伙伴的价值范畴,则是华为有所不为的地方。

进入港口的华为,并不是一个颠覆者、重构者,而是一个有所擅长与专精的参与者、联接者。华为的技术能力与解决方案会成为海港数字化的新基石,在其上建设更多智能化、数字化的可能性。

在一些关键的解决方案场景中,可以清晰看到华为海关和港口军团带给港口场景的价值。

集装箱分配调度,是每一个码头都必备的技能。但传统的码头集装箱调度,往往通过人工经验来完成。但由于集装箱分配所受的影响因素非常多样,人工分配往往无法取得最合理、科学的结果,并且人工分配的整体时间较长,带来的岸桥运营成本相对较高。另一方面,这项工作高度依赖调度员的经验,如果经验丰富的老师傅退休,新人没有得到有效培养,则工作效率很可能大打折扣。

面向港口数字化中的关键需求,即实现人、机、场、车、船、货整体系统效能的最优。华为推出的集装箱智能计划,包含了4大智能计划特性:智能泊位计划、智能岸桥作业计划、智能配载计划、智能堆场计划。其中,泊位计划和岸桥作业计划实现了由人工计划的小时级,变为了由系统进行秒级制定;智能配载计划,由人工的4至10时提升到小于10分钟;智能堆场计划,也由人工计划的小时级提升到小于5分钟。这些能力极大提升了港口码头的集装箱分配效率,进而提升了整个港口的吞吐能力。通过华为的智能计划,单船配载已经可以从20个小时计划时间,缩短到10分钟内完成智能计划,进而实现了船舶在岗时间缩短7%,单船完工时间提高80%,船时装载效率提升5%,堆场倒箱量降低10%。在这些优异成果背后,就体现了华为的先进ICT技术就行交叉整合,以及场景化落地。比如华为独有的天筹AI求解器,为港口带来了巨大的运筹学效能提升;而华为打造的超融合一体机,则可以实现网络、计算、存储、安全、容器的高度融合,非常适合港口的部署与安全需求。这些技术能力的整合与落地,为港口带来了真正需要,又难以找到替代方案的智能化、数字化价值。这一逻辑正体现在港口场景的方方面面。

再来看一个案例,码头中需要大量内集卡车将集装箱运送到内堆场。而这就需要巨大的人工成本,并且卡车司机工作量大,任务繁重,很容易造成疲劳驾驶等问题。另一方面,港口内部道路比较单一,驾驶员无法看到全域情况,很容易造成场内的交通拥堵。

而以自动驾驶卡车来满足码头的内集装箱的运输需求,显然是最佳解法。为了实现这一目标,需要克服一系列技术挑战。比如如何实现多车协同的无人驾驶,如何实现无人驾驶车辆精准装配集装箱,如何实现无人驾驶车队的全流程安全可靠等等。为了解决这些问题,华为基于优质的算法能力和高精度地图,推出了智能水平运输方案,采用首创的基于C-V2X及边云协同的全网云控调度技术,实现全自动码头无人驾驶,一人管理多辆车。最终实现了人工成本降低60%,作业效率整体提升20%,港区安全也得到了有效提升。在这一方案背后,是华为自动驾驶技术中积累的调度算法、路径规划算法、高精地图能力作为支撑。将华为的技术优势进行融合与适配,最终实现了高水准的智能港口建设。

在天津港C段码头,我们已经可以看到真正意义上的自动化、无人化码头。除了诸如船上作业等岗位外,整段码头在华为先进的技术加持下,实现了从设计标准到现实作业的无人化、自动化。自去年11月开港依赖,这一段1100米长的码头,已经达到了11万集装箱的吞吐量,真正意义上实现了全球领先。

在华为看来,港口码头的数字化、智能化必须实现三个标准:首先是真正意义上的无人化、智能化,而不仅仅是示范、样本意义;其次是要真正投入生产,完成落地;再有就是要真正为港口带来极大的效益提升。

秉承着这样的理念,华为所点亮的智能光芒,正在真正与港口行业的需求相结合,构成海港智能化探索的新基石与新起点。面向未来,这盏光芒需要照亮更大的海域,吸引更多力量进入到港口的数字化大潮中来。

灯塔:智慧港口全球创新实验室的启明之势

津门极望气蒙蒙,泛地浮天海势东。

俯览渤海,目极四方的天津港,自古以来就在中国经济与商贸中占据着重要地位。在数字化时代,这里也涌现出先锐进取、敢为人先的探索精神。对于天津港乃至全球更多港口来说,华为带来的领先ICT技术与合作经验只是开始,是聚合更多力量的信标与基础。海港数字化的需求多样、产业链复杂,需要具有广泛参与度的产业生态融合其中。

明确理解广泛生态必要性与急迫性的华为海关和港口军团,选择在启程之路上首先推动了智慧港口全球创新实验室建设。在聚合了港口、高校、软硬件生态合作伙伴的渤海边,华为希望与各界一起将ICT技术的基石,建造为可以照亮港口数字化前路的灯塔。

在实验室成立仪式上,华为海关和港口军团CEO岳坤介绍了这所实验室的定位和愿景,其将聚合行业力量,聚焦智能算法、智能硬件和应用与集成三大课题方向,建立行业“生态连接器”,共同打造国际一流智慧港口的科技创新平台。

具体而言,华为将发挥自身在ICT技术上的领先优势与多年的海港数字化服务经验,主动展现能力与担当。基于智慧港口全球创新实验室这一平台,联接政府、行业、科研院所、行业头部企业,共同提出行业课题,发挥各自优势能力进行解题与攻关。在岳坤看来,数字化转型需要解决难点和痛点,而不是仅仅展现亮点。只有解决了痛点的数字化才是具有生命力的。而港口行业就非常符合这一特质,其中大量场景与挑战在目前阶段是有难度的。而正因为有难度,才有聚合各方优势进行解题的必要性,才有攻克难关之后涌现出的巨大价值。

为了实现面向未来的海港数字化升级,华为海关和港口军团会首先聚焦搭建平台,提出问题,完成沟通。目前阶段,智慧港口全球创新实验室就承载着这样的作用。其将首先聚焦三大课题方向,完成港口产业最击破需求的技术化跃升。

首先是聚焦算法的研究。在水平运输、调度系统等关键的港口场景中,AI代表的智能算法可以提供关键的辅助能力,大幅降低作业成本,提升作业效率。而这就首先需要找到价值场景,磨练和提升港口中的算法应用能力。

其次是在智能硬件方面,港口码头有着大量独特的硬件需求。比如智能化龙门吊、无人驾驶集卡等等,都需要硬件侧的智能创新。港口中具有海量的硬件智能化需求,这也意味着巨大的机遇空间与生态协作需求。

同时,硬件创新还带来了远程通信领域的需求。港口码头要求精细操作,不差分毫。而在远程化、无人化的探索中,如何保证远程通信的高质量、高可靠、高安全是非常大的挑战。

这也需要各界携手解决与验证,打造真正适配港口场景的网络升级。

与此同时,智慧港口全球创新实验室还提出了五个中心任务:即港口行业场景方案的创新与研究;ICT新技术的行业应用验证;参与港口、海事、航道、航运等领域的数字化规范与标准制定;推动相关领域创新成功的转化交流;为海港数字化提供人才培养实践环境和技术支持。

在各界力量齐聚,各项工作齐头并进的推动下,智慧港口全球创新实验室不仅可以成为辐射天津港的智能灯塔,还将照亮全球海港产业的智能之路。

让科研、政府、行业生态的千帆入港,让软件、硬件、通信、智能的万舸来泊,才是华为海关和港口军团的真正目标。

千帆:将智能时代泊入海港

坚持有所为,有所不为,成为港口行业与智能技术的连接器,是华为海关和港口军团的发展道路的基础战略定位。在智能时代,一个大型行业的数字化、智能化升级,需要的是无数角色汇聚,产业生态共享未来。这样的目标想要实现,需要的不是华为一艘大船进港,而是产学研用生态的千帆尽来。

从智慧港口全球创新实验室的建立,我们能看到的海关和港口军团对于交流、协作、生态聚合的认可与重视。目前,海关和港口军团已经在多种解决方案与产业项目上与生态伙伴进行了协作。坚持被集成的策略,为伙伴提供充分的产业机遇与验证服务、价值背书。

通过将自身关键优势ICT技术与海港行业场景相结合,华为已经在三重价值上,帮助各方伙伴照亮了通往海港数字化机遇的航道。以技术照见机遇,以合作打开前景,以需求凝聚共识,蔡司真正的中国水运智慧,野生华为能够助力全球港口智慧化发展的底气所在。具体来看华为海关和港口军团推动的生态合作策略。

1.构筑平台。

海港数字化需要多方面、立体化的融合交流,不同角色的碰撞才有价值生成的可能。单点对单点,项目对项目的沟通方式,很难满足未来海港复杂、多元、高度定制化,且需要长期开展的数字化需求。这个机遇空间,需要不同角色来到一个平台。以常态化的沟通和交流构筑共识,寻找解法。这也是为什么华为海关和港口军团要推动产学研用的闭环。只有这样的闭环才能带来平台效应,推动场景与技术高度耦合。

2.确立边界。

华为不是要重新建设一座港口,或者颠覆港口的已有产业规律,而是要发挥自己擅长,带来港口、码头真正需要的东西。为了创造价值,首先要确立边界,华为既需要明确自身的产业边界,也需要明确与合作伙伴之间的价值边界。岳坤强调,华为在海关与港口场景中只做自己擅长的事情,坚持有所为有所不为。这也回应了相关各界对华为海关和港口军团的好奇与关注。

3.点亮价值。

无论是科研机构、院校,还是软硬件企业、开发者,在面临海港数字化的需求时都会思考这样一个问题:我的机会究竟在哪里?行业最需要的究竟是什么?为各界伙伴解决这些问题,是华为推动整个产业发展的关键。在实验室的建立中我们就可以看到,华为明确指出了算法、硬件、通信等领域的需求,鼓励更多智能算法、智能硬件、应用创新课题方向的伙伴、企业进行合作。为产业点亮价值,洞察方向,是华为海关和港口军团的生态职责。

洞察海港数字化的大势;以自身所长匹配海港数字化需求;构建平台点亮产业灯塔;进而形成产业发展生态,实现海港数字化、智能化的真实发展——这就是华为海关和港口军团的启航之路,是一场听潮汐,筑灯塔,聚生态的价值之路。

或许可以这么说,已经出航的华为海关和港口军团,目标是让港口里,码头上,潮汐起落间,都能通过一座座数字化灯塔,看到这样的场景:

一盏智能星火升,数字潮涌千帆来。

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