從今年7月份畢業到現在，我已經工作了快半年了。我目前在一家與AGV行業相關的機器人公司工作。在此之前，我一直在知乎潛水。看著大家分享的知識，我也萌生了寫下自己的想法和經歷的想法。一方面，我寫出來分享給大家。我不僅可以進行輸入，還可以輸出一些東西。期待與您交流。另一方面，整理這些知識的過程其實也是一個自我提升、自我學習的過程。

起初，我第一次知道洋山港自動化碼頭是在央視紀錄片《超級工程II中國港口》中。然后又在AGV這個行業，所以一直關注這件事情。近日，洋山港自動化碼頭四期工程試運營。于是就有了寫這篇文章的想法。

首先簡單介紹一下洋山港碼頭：

洋山深水港區位于杭州灣入海口外的浙江省嵊泗列島。是中國最大的集裝箱深水港。2014年12月23日，上海國際航運中心洋山深水港區四期工程正式開工建設。這是中國第一個全自動集裝箱碼頭。項目總投資約139億元。目前，首批已投產的10臺橋式起重機、40臺軌道吊和50輛自動導引運輸車將在開港時投入試生產。按照規劃，洋山港四期工程最終將配備橋式起重機26臺、軌道吊120臺、自動導引運輸車130臺。

大家可以通過兩個視頻初步了解這個自動化終端：

言歸正傳，從傳統港口過渡到自動化碼頭，但其功能沒有改變，仍然是集裝箱的中轉和暫存。在解讀自動化終端之前，先科普一下：

集裝箱最大的成功在于其產品的標準化以及由此建立的整個運輸體系。不愧是幾十噸載重的龐然大物的標準化，并以此為基礎，逐步實現船舶、港口、航線、公路、中轉站、橋梁、隧道、多式聯運的全球物流體系. 被稱為人類在歷史上創造的偉大奇跡之一。

集裝箱示意圖-圖片來自網絡 軌道吊也可以是龍門吊。是港口重要的起重設備，可實現集裝箱從裝卸車到集裝箱堆場的起重堆垛運輸。在洋山港自動化碼頭，它是一臺雙面履帶起重機。什么是雙面履帶起重機？主要分為海上軌道起重機和陸上軌道起重機。洋山港四期工程中集裝箱起重機，海濱軌道吊已實現自動化作業。

軌道起重機-圖片來自網絡 碼頭起重機全稱Quayside Container Crane（簡稱Square Crane），又稱集裝箱碼頭起重機、橋式起重機，主要用于實現集裝箱碼頭裝卸集裝箱船舶的專業設備。

岸橋-圖片來自網絡

簡單了解了這些大家伙和重口味的設備后，大家就可以試著梳理一下這臺自動華塢的操作流程了。主要操作流程可分為以下幾種：

進口箱操作流程：與出口箱操作流程相反 中轉箱操作流程：與進出口箱操作流程類似，不再重復 特箱操作流程：考慮其特殊性和完整性，完全由人工操作

操作流程示意圖

通過以上的梳理，流程自動化的全過程主要集中在堆場內的集裝箱吊裝轉運過程和岸橋與堆場之間的集裝箱轉運過程。

通過軌道吊實現集裝箱的自動化作業不是很難，但我不是很了解。為什么工程設計人員不需要在卡車和堆場之間引入人工操作流程？這個不是很清楚。，增加了遠程操作，與原來的軌道起重機相比，實現了控制本體和控制信號的分離過程集裝箱起重機，為工程操作人員提供了更好的工作環境，實現了從“藍領”到“白領”的轉變。下面主要介紹一下“快遞小哥”。

AGV整齊地停在港口-那種工業美-圖片來自網絡

快遞小哥的專業名稱叫自動導引車（Automated Guided Vehicle），簡稱AGV，意思是它具有電磁或光學等自動導引換位，可以沿著規定的導引路徑行駛，具有安全保護和各種移栽功能運輸車。AGV動力一般由電池供電，是一種裝有非接觸式導引裝置的無人駕駛自動化車輛。主要功能是在電腦的監控下，根據路徑規劃和作業要求，小車可以更準確的行駛，停靠在指定地點，完成作業任務。

通俗地說，就是一種機器人，可以依靠外部傳感器實現機器人本體的導航定位功能，實現“我在哪里”，更既定的調度任務，實現“我怎么走？”的安全目標。 “ 完成一些指定的任務。

青島港自動化碼頭AGV小車-圖片來源網絡

工作中的AGV-圖片來自網絡

上面介紹了AGV的基本概念。下面我們就來看看洋山港自動化碼頭的AGV。

我們來看看振華自己是怎么介紹這個東西的；

AGV是自動化碼頭的“搬運工”，需要將集裝箱從岸橋轉移到堆場軌道吊下面，或者從堆場轉移到岸橋。振華重工為洋山四期工程提供的鋰電池驅動AGV小車采用了當今最前沿的技術。除了無人駕駛、自動導航、路徑優化、主動避障外，還支持故障自診斷和電量自監測。. 在無線通訊設備、自動調度系統和地面鋪設的60000多根磁釘的引導下，AGV可以在繁忙的碼頭現場平穩、安全、自如地穿梭，并通過精確定位準確到達指定停放位置。獨特的液壓頂升機構，讓AGV與軌道吊不再被動等待，解決水平運輸與堆場作業“脫鉤”問題，有效提高設備利用率。采用大容量鋰電池，充滿電后AGV可連續運行12小時。這么長的運輸時間是基于大容量電池，電池的起始重量在6噸左右；振華重工在國內首創自動換電站技術，使得AGV更換電池僅需6分鐘集裝箱起重機?洋山港自動化碼頭簡單梳理，充滿電僅需2小時。水平運輸與堆場作業之間，有效提高設備利用率。采用大容量鋰電池，充滿電后AGV可連續運行12小時。這么長的運輸時間是基于大容量電池，電池的起始重量在6噸左右；振華重工在國內首創自動換電站技術，使得AGV更換電池僅需6分鐘，充滿電僅需2小時。水平運輸與堆場作業之間，有效提高設備利用率。采用大容量鋰電池，充滿電后AGV可連續運行12小時。這么長的運輸時間是基于大容量電池，電池的起始重量在6噸左右；振華重工在國內首創自動換電站技術，使得AGV更換電池僅需6分鐘，充滿電僅需2小時。這么長的運輸時間是基于大容量電池，電池的起始重量在6噸左右；振華重工在國內首創自動換電站技術，使得AGV更換電池僅需6分鐘，充滿電僅需2小時。這么長的運輸時間是基于大容量電池，電池的起始重量在6噸左右；振華重工在國內首創自動換電站技術，使得AGV更換電池僅需6分鐘，充滿電僅需2小時。

AGV正在工作——圖片來自網絡

這個“快遞小哥”可以運輸約61噸的集裝箱（詳見招標文件），所以這是一款大噸位、大載重的重型AGV。結合下面的示意圖，可以知道它采用的是四輪轉向。與市面上大部分兩輪轉彎方式相比，在行駛速度小于40km/h的前提下，操控性更好，轉彎半徑更小，行駛車道可以更小，可以有更多空間用于堆放容器；與許多使用轉向輪或差動輪的AGV相比，四輪驅動運動模型更復雜，控制系統也更復雜。

截圖來自紀錄片超級工程-紀錄片AGV在中國香港的底部

紀錄片《超級工程-中國香港》截圖

在導航定位方面，洋山港碼頭的AGV采用了AGV行業已經廣泛應用的磁釘定位導航。洋山港四期工程共埋地螺絲61483顆。這是一個非常大的工作量。下面簡單介紹一下磁釘導航的工作原理和性能特點：

工作原理：磁釘導航方式是利用磁釘的磁信號檢測磁導航傳感器的磁信號，實現AGV的定位。與原來的磁條導航方式相比，磁釘導航改變了連續感應為間歇感應。釘子與磁釘之間的位置處于精確定位狀態。此時可以依靠編碼器號等里程傳感器計算位置，依靠陀螺儀等角度傳感器確定方向角，最終得到AGV的位置和方向信息。得到。性能特點：與其他定位方式相比，成本低，技術方案成熟；其抗干擾、抗磨損能力強，對室外雨淋、外界環境變化大、復雜多樣等具有較強的穩定性，而且由于埋在地下，比較美觀；當然，磁釘也有一些缺點，因為磁信號的穩定性對于定位的實現至關重要，所以不能在這樣的地方進行磁場干擾。路徑上不允許消磁等影響磁釘磁性的裝置。同時，由于埋在地下，不易更換，無法快速部署。即一次性鋪設，如果后續改動需要二次操作。根據港口特點，由于泊位固定，

洋山港整個試運行系統共包括130臺AGV。如何讓這130臺AGV協同工作，達到最佳效率，是整個系統的大腦，AGV調度系統。接下來簡單介紹一下調??度系統。洋山港碼頭控制系統主要包括自動化碼頭智能生產管理控制系統（TOS）和設備管理系統（ECS），堪稱洋山港的“大腦”和“神經”。如何理解這兩個系統，洋山港自動化碼頭的核心任務就是實現上面提到的一些任務，那么如何完成上面的任務就需要一個大腦來控制所有的設備。要控制這些設備，就需要了解當前這些設備是什么狀態，也就是大腦和神經的關系，那么具體涉及到的任務是：生產任務計劃控制、設備遠程控制、設備監控。對于碼頭的操作任務，可以假設前面提到的一些生產任務，出口箱操作，進口箱操作，中轉箱操作，我們可以通過一個箱子的流程來回顧整個系統是如何操作的. TOS根據箱子的最終目的地，通過ECS感知當前箱子的當前狀態。位置和狀態及其目標位置和狀態，然后通過TOS向設備端發送任務控制，設備端作為執行端，實現目標位置的變換和改變。

當AGV調度子系統接到TOS的運輸任務后，調度系統根據AGV的位置信息，根據一些算法計算出最優的AGV。AGV收到控制系統的任務后，調度系統會規劃出A系統優化路徑，AGV收到運動信息后，使AGV到達目的地點，完成相應的生產任務。可知單機不具備自然導航和自主導航功能。其運動路徑不由單機規劃，而是由調度系統完成任務調度和路徑規劃。單機只作為執行器使用，所以單機的路徑可能不是最優的。反而，

好吧，我可能終于寫完了，我已經寫了好幾天了。很多東西沒有深入介紹，后面會介紹一些具體的技術，比如AGV的系統結構、導航定位系統、調度系統等。

作為一個行業新手，希望在微博上盡自己的一份力，讓大家更了解這個世界。