2021年10月17日，全球首个“智慧零碳”码头—天津港北疆港区C段智能化集装箱码头正式投产运营，创造了同等规模自动化集装箱码头建设的“中国速度”，践行总书记“把天津港建设好”的殷切嘱托。
天津港以先进工艺设计、先进技术应用及先进设备配置率先实现了现代化码头的自动化、无人化。自投产运行以来，人员部署率较同等岸线自动化集装箱码头降低60%、建设投资减少30%，减少集装箱作业倒运环节50%，作业效率达到39自然箱/小时。在建设过程中，“集装箱地面智能加解锁站”是一大难题，它的实现破解了全球港口难题。
集装箱地面智能加解锁站实现难点
集装箱地面智能加解锁站采用多台机器 人、替换人工实现24小时连续作业。但面对百余种不同的锁具、集装箱到位不准、复杂的全户外环境及码头对流转效率的严苛要求，对建设者也提出了巨大的挑战。
挑战1-锁具种类繁多
每个集装箱在装船前必须上锁固定，以保证航行运输安全。在港口转运的过程中，需要对集装箱进行加解锁。天津港同世界上200多个国家和地区的800多个港口保持航运贸易往来，来自全球不同国家、不同区域、不同运输公司的集装箱对应不同的锁具，目前已知的锁具(锁头)就有100多种，对自动装卸提出极大挑战。
挑战2-港口环境复杂
港口码头是户外开阔环境，存在光照强烈、早晚光线变化多等复杂采光条件，普通视觉传感器很难在全户外光照下使用。一年四季船运不断，随气候变化，存在正午高温、冬季低温及早晚大温差等复杂温度情况，且临海环境下气候潮湿、盐雾腐蚀等对电子设备正常运行不利，对产品适应性提出了严峻挑战。
挑战3-作业强度大
在未进行自动化改造前，集装箱加解锁这一必要步骤是由两名码头工人共同完成的，处理一个集装箱的平均耗时在1分钟，劳动强度大、锁具类型多、安装手势复杂，是自动化改造的难点。天津港集装箱航线已达到130余条，如果完全由人工完成，其工作强度可想而知，对工作效率将产生极大影响。
直面挑战，攻坚克难
面对上述诸多挑战， 为解决困扰自动化实现的难题，集装箱地面智能加解锁站引入埃尔森3D视觉系统，将3D视觉相机安装于机器人末轴、随机器人移动作业，通过3D视觉系统扫描识别、定位不同集装箱体角件，引导机器人完成锁具快速加解，使得加解锁站能够兼容全球不同航运公司的集装箱，真正实现智能化柔性生产。
3D视觉系统依靠获取实时的目标箱体空间坐标，还可有效纠正集装箱停靠到位偏差，降低集装箱进场停靠难度和限位机械装置投入成本，使得无人驾驶、水平运输机器人拖载集装箱转场得以实现。
全户外3D视觉系统适应港口严苛作业环境
该项目采用埃尔森ET系列全户外3D视觉系统，该系列为目前同行业中仅有的能在全户外实现长时间连续作业的视觉产品线。结合工站布局，为用户选配中小视野机型AT-S1000-04A-ET，机身轻便灵活，可引导机器人在紧凑环境下实现精准加解锁。
- 埃尔森AT-S1000-04A-ET型3D视觉系统具备全户外光照适应性，线激光成像方案在110000Lux光照度下依然可生产优质点云，强光照或早晚光照变化均可兼容，不同箱体颜色、喷涂、锈迹等均不影响成像。
- 全户外ET系列产品为适应户外温度特性，通过宽温设计将有效工作温度扩展至-20℃~+55℃，解决视觉相机高温停机和低温起雾等难题，使得产品一年四季、早中晚不同时段、北方港口均可使用。
- 全户外ET系列产品针对港口气候采用三防设计（防水、防盐雾、防霉菌），防护等级IP67，降低环境对电子元器件的侵蚀，延长临海环境下产品的使用寿命。
大幅提升码头转运效率
2023年一季度天津港集装箱吞吐量为504.7万标准箱，上文提到过，未实现无人化升级前的港口，需要两个工人耗时1分钟才能处理一件集装箱，这样的吞吐量数据很难实现。进行改造后，一个工作站通过多台机器人搭配埃尔森3D视觉系统同时作业，将单箱识别速度压缩至3秒，整体加解锁流程从原来的1分钟/台降低至30秒/台，加解锁环节时效优化进而提升了整个码头的流转速度和转运效率。
24小时连续稳定作业
智能港口的运行就像生产车间的流水线，任何环节出现问题流线就会停止，进而影响整个码头的通畅，造成运营成本上升。在复杂气候条件和百余种不同锁具的挑战下， 埃尔森3D视觉系统的加解锁识别准确率达95%以上，保障了全天候作业的流畅性。
尾声
天津港北疆港区C段智能化集装箱码头自21年投产以来，持续稳定生产，屡创泊船失效世界纪录。智能加解锁站方案目前已在我国其他临海港口实现应用复制，埃尔森 ET系列全户外3D视觉系统，在全户外严苛工况下，是机器人的可靠引导者。埃尔森将持续优化产品，助力更多企业用户打造一流港口、智慧码头，为更快实现交通强国、海洋强国的战略实施贡献科技力量。
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