ABB Waterside Automation: AI tự động hóa cần cẩu bến tàu xử lý container như thế nào

Trong nhiều thập kỷ qua, các cảng container đã tự động hóa nhiều khâu trong chuỗi logistics của terminal—từ cần cẩu bãi, phương tiện vận chuyển tự động đến hệ thống cổng ra vào. Tuy nhiên, một công đoạn quan trọng vẫn chủ yếu dựa vào con người: điều khiển cần cẩu bến tàu (ship‑to‑shore crane) khi thao tác trực tiếp trên tàu.

Giải pháp Waterside Automation mới của ABB nhằm giải quyết chính điểm nghẽn này bằng cách đưa AI, cảm biến và dữ liệu vận hành thời gian thực vào quá trình điều khiển cần cẩu. Mục tiêu là chuyển từ vận hành hoàn toàn thủ công sang mô hình tự động có giám sát (supervised autonomous operation).

Điều đó có nghĩa là phần lớn chu trình nâng và đặt container được tự động hóa, còn con người chủ yếu giám sát hệ thống và can thiệp khi xuất hiện tình huống đặc biệt.

Waterside Automation của ABB là gì?

Waterside Automation là một gói tự động hóa tích hợp dành cho cần cẩu bến tàu ship‑to‑shore (STS). Hệ thống cho phép cần cẩu tự động thực hiện nhiều thao tác nâng, hạ và định vị container ngay phía trên tàu—một khu vực vốn rất phức tạp và lâu nay do người vận hành trực tiếp điều khiển.

Nền tảng này tích hợp ba lớp công nghệ chính:

• Dữ liệu cảm biến từ cần cẩu và hệ thống trong terminal
• Hệ thống AI nhận thức và phân tích môi trường
• Điều khiển cần cẩu kết hợp dữ liệu vận hành thời gian thực

Nhờ đó, cần cẩu có thể thực hiện các chu trình bốc dỡ container với mức tự động hóa cao hơn nhưng vẫn duy trì tiêu chuẩn an toàn và độ chính xác ổn định.

ABB xem đây là bước tiến hướng tới cần cẩu bến tàu tự hành, nơi người vận hành không còn phải điều khiển liên tục từng thao tác mà đóng vai trò giám sát.

AI giúp tự động hóa việc nâng và đặt container ra sao?

Làm việc trên boong tàu là một trong những môi trường phức tạp nhất trong logistics cảng biển. Cấu trúc tàu, nắp hầm hàng, khung dẫn container và cách xếp container đều có thể thay đổi giữa các chuyến tàu.

Waterside Automation giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp sensor fusion, thị giác máy tính và điều khiển thông minh.

Các năng lực chính gồm:

• Sensor fusion: nhiều loại cảm biến cung cấp dữ liệu về vị trí container, môi trường xung quanh và trạng thái cần cẩu.
• Nhận dạng đối tượng bằng AI: hệ thống thị giác máy tính giúp xác định container và các vật thể liên quan trong khu vực vận hành.
• Điều khiển theo dữ liệu thời gian thực: hệ thống tự động điều chỉnh chuyển động nâng, hạ và đặt container dựa trên dữ liệu mới liên tục.

Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào phán đoán của người lái trong cabin cần cẩu, hệ thống có thể “hiểu” môi trường theo cách số hóa và điều khiển chuyển động dựa trên thuật toán.

Con người vẫn đóng vai trò quan trọng, nhưng chuyển sang giám sát và xử lý ngoại lệ khi xuất hiện tình huống ngoài kịch bản chuẩn.

Vì sao cần cẩu bến tàu lâu nay là “nút thắt cổ chai”?

Ở nhiều cảng container hiện đại, các khu vực phía sau bến—như bãi container, phương tiện tự động và cổng ra vào—đã được tự động hóa ở mức cao.

Tuy nhiên, khâu bốc dỡ container trực tiếp trên tàu lại khó tự động hóa hơn nhiều do:

• cấu trúc tàu thay đổi theo từng chuyến
• vị trí và cách xếp container không đồng nhất
• sự hiện diện của nắp hầm và kết cấu tàu
• các thao tác thủ công như tháo buộc container

Vì vậy, trong nhiều terminal, mỗi cần cẩu vẫn cần một người điều khiển liên tục. ABB coi đây là điểm nghẽn hiệu suất quan trọng của các cảng container hiện đại.

Nếu tự động hóa được công đoạn này, cảng có thể tăng đáng kể tính ổn định và năng suất của toàn bộ dây chuyền logistics.

Những lợi ích vận hành cho cảng container

Giám sát từ xa nhiều cần cẩu

Khi phần lớn chu trình đã tự động, người vận hành không cần ngồi trong cabin trên cao. Thay vào đó họ làm việc từ phòng điều khiển trung tâm, giám sát nhiều cần cẩu qua hệ thống camera và giao diện điều khiển.

Điều này giúp cải thiện điều kiện làm việc, an toàn và năng suất của nhân viên.

Mô hình “crane pooling”

Waterside Automation cho phép tách người vận hành khỏi từng cần cẩu riêng lẻ. Một nhóm nhỏ nhân viên có thể giám sát nhiều cần cẩu cùng lúc và chỉ tập trung vào nơi phát sinh vấn đề.

Cách vận hành này giúp terminal linh hoạt hơn khi khối lượng công việc thay đổi.

Vận hành theo mô hình xử lý ngoại lệ

Trong nhiều hệ thống tự động hóa hiện đại, máy móc thực hiện công việc lặp lại, còn con người xử lý các tình huống bất thường.

Cách tiếp cận này giúp hệ thống chạy liên tục và ổn định, đồng thời tận dụng con người cho các quyết định phức tạp.

Nhận dạng container bằng OCR và xác minh vị trí xếp

ABB còn cung cấp hệ thống Crane OCR kết hợp module QuayPro để tự động nhận dạng container và xác nhận vị trí xếp trên tàu theo thời gian thực.

Trước đây, nhân viên bến cảng phải ghi nhận các thao tác container bằng tay. Hệ thống OCR có thể tự động ghi nhận và so sánh với kế hoạch xếp dỡ của tàu.

Hướng dẫn công việc số hóa

Khi container và vị trí xếp được nhận dạng tự động, hệ thống có thể tạo hướng dẫn công việc kỹ thuật số cho người vận hành và hệ thống tự động.

Điều này giúp giảm giấy tờ thủ công và tăng khả năng theo dõi hoạt động trong toàn bộ terminal.

Dựa trên kinh nghiệm tự động hóa cảng toàn cầu của ABB

Waterside Automation không phải là công nghệ xuất hiện từ con số 0. Nó được xây dựng dựa trên hệ sinh thái tự động hóa cảng mà ABB đã phát triển nhiều năm.

Công ty đã triển khai nhiều công nghệ trong ngành cảng biển, bao gồm:

• tự động hóa cần cẩu ship‑to‑shore
• hệ thống vận hành cần cẩu từ xa
• cần cẩu bãi tự động
• hệ thống nhận dạng container bằng OCR

Theo ABB, các giải pháp của họ đã được triển khai trên hơn 1.000 cần cẩu tại các cảng trên toàn thế giới, tạo nên nền tảng kinh nghiệm vận hành quy mô lớn cho các hệ thống AI mới.

Nhờ cơ sở này, ABB có thể mở rộng tự động hóa từ khu vực bãi container ra tới khu vực bến tàu—nơi phức tạp nhất của toàn bộ terminal.

Bước tiến hướng tới cảng container tự động

Waterside Automation cho thấy một thay đổi quan trọng trong cách vận hành cần cẩu bến tàu. Thay vì mỗi cần cẩu cần một người điều khiển liên tục, hệ thống có thể trở thành tài nguyên tự động được giám sát bởi đội ngũ điều khiển trung tâm.

Nếu được triển khai rộng rãi, mô hình này có thể giúp các cảng:

• tăng năng suất và tính ổn định của cần cẩu
• giảm mệt mỏi cho người vận hành
• nâng cao an toàn lao động
• quản lý nhiều cần cẩu linh hoạt hơn

Trong bối cảnh hơn 80% hàng hóa toàn cầu được vận chuyển bằng đường biển, việc cải thiện tốc độ và hiệu quả xếp dỡ container có thể tạo tác động lớn đến toàn bộ chuỗi logistics thế giới.