7. Kết cấu của đề tài
1.3.2. Phát triển cảng thông minh tại cảng Rotterdam
1.3.2.1. Cảng Rotterdam
Cảng Rotterdam là một trong những cảng biển lâu đời nhất và lớn nhất ở châu Âu. Cảng Rotterdam ra đời vào năm 1283 tại một làng chài nhỏ được tạo ra ở cửa sông Rott. Cảng đã trở thành một cảng biển lớn vào năm 1360 sau khi xây dựng một kênh đào đến Schie. Sự phát triển này cho phép cảng tiếp cận các thành phố lớn hơn ở phía Bắc và tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hóa giữa Anh và Đức. Cảng Rotterdam đã trở thành quốc gia cảng thứ hai quan trọng nhất sau khi mở rộng dọc theo Meuse. Việc khám phá tuyến đường biển đến Ấn Độ vào thế kỷ 17 đã dẫn đến một thời kỳ bùng nổ trong lĩnh vực vận chuyển và thương mại. Cảng Rotterdam đã trở thành một cảng biển lớn vào năm 1360. Khi chiến tranh thế giới nổ ra,1/3 cơ sở của cảng đã bị phá hủy. Cảng bắt đầu hoạt động xây dựng lại sau khi Thế
chiến II kết thúc. Các tòa nhà truyền thống cũ, bị phá hủy trong chiến tranh, đã được thay thế bằng các tòa nhà theo phong cách hiện đại.
Cảng Rotterdam được coi là cảng bận rộn nhất thế giới trong giai đoạn từ năm 1962 đến năm1986, hiện đã bị lu mờ bởi các cảng châu Á như Singapore và Thượng Hải. Cảng Rotterdam được coi là một điểm phân phối chiến lược quan trọng ở châu Âu vì nó được bao quanh bởi các trung tâm công nghiệp và dân cư đông dân Châu Âu - quận Ruhr của Đức, Paris và London. Tuy nhiên, chính quyền cảng sau đó đã thực hiện nhiều biện pháp nhằm đưa cảng Rotterdam trở lại vị trí hàng đầu trên thế giới như hiện nay.
* Hoạt động khai thác cảng:
Cảng Rotterdam và khu công nghiệp được quản lý và vận hành bởi Cảng vụ Rotterdam (PoRA). Đây là một công ty trách nhiệm hữu hạn không niêm yết, với cổ phần được nắm giữ bởi Thành phố Rotterdam (75%) và Nhà nước Hà Lan (25%). Chính quyền cảng chịu trách nhiệm xử lý lưu lượng vận chuyển và phát triển cơ sở hạ tầng công cộng, các khu vực cảng hiện có và các trang web cảng mới. Mục tiêu chính của công ty là tăng cường vị thế cạnh tranh của cảng về quy mô và chất lượng.
* Cơ sở hạ tầng cảng:
Cảng Rotterdam có dung tích bể chứa hơn 30m3 mét khối, kho chứa dầu thô 12m3 mét khối và kho chứa dầu khoáng sản có dung tích 6,7m3 mét khối. Nó cũng tạo điều kiện cho việc lưu trữ độc lập các sản phẩm dầu khoáng, các sản phẩm hóa học, và dầu thực vật và chất béo.
Cảng bao gồm 122 cầu cảng và 23 bến, và có sáu thuyền phi công và 29 tàu kéo. Có hơn 90 thiết bị đầu cuối, 35 dành riêng cho hàng rời chất lỏng, 15 cho hàng rời khô và 17 cho sử dụng đa mục đích.
Cảng có chín nhà ga container để xử lý vận tải biển ngắn, biển sâu và nội địa. Cảng cũng có một bệnh viện độc đáo với các sắp xếp chỗ ở đặc biệt cho các thủy thủ thuộc mọi cấp bậc và quốc tịch.
An ninh ba cấp tại cảng đáp ứng các tiêu chuẩn Mã quốc tế về tàu và an ninh cảng biển (ISPS). Cấp một được bảo hiểm với các thủ tục an ninh bảo vệ tiêu chuẩn. Các biện pháp bảo vệ bổ sung được thực hiện ở cấp độ hai vì nguy cơ xảy ra sự cố an
ninh ở đây cao hơn. Cao nhất là ở cấp ba, trong đó xác suất xảy ra sự cố an ninh là lớn hơn. Trung tâm chỉ huy và kiểm soát cảng Rotterdam được trang bị màn hình lớn để theo dõi và phân tích tàu thuyền.Cảng cũng có hệ thống sàng lọc container hàng hóa dựa trên tia X, có khả năng sàng lọc gần 150 container mỗi giờ.
* Trang thiết bị
Thiết bị xử lý hàng hóa tại cảng Rotterdam bao gồm mười cần cẩu chân, 12 cần cẩu container, 22 cần cẩu hàng loạt trên bờ, 25 cần cẩu nổi, 103 cần trục container và 162 cần cẩu đa năng.
* Lượng hàng thông qua tại cảng
Tại cảng Rotterdam, hàng trăm triệu tấn hàng hóa được xử lý hàng năm. Dữ liệu của năm 2018 cho thấy, có 77,6 triệu tấn hàng khô, 211,8 triệu tấn hàng lỏng, 149,1 triệu tấn hàng container, 30,4 triệu tấn hàng rời đã được thông qua ở cảng Rotterdam. Cảng Rotterdam là cảng container lớn nhất ở châu Âu. Ngay cả các tàu lớn nhất cũng có thể vào cảng mọi lúc (24/7) nhờ độ sâu lớn và không bị hạn chế từ thủy triều
1.3.2.2. Xây dựng cảng thông minh tại cảng Rotterdam
Dưới áp lực của khách hàng, đòi hỏi thúc đẩy dịch vụ logistics phải được cung cấp theo hướng cạnh tranh hơn, Chính quyền cảng Rotterdam đã lắng nghe nhu cầu của khách hàng, lên kế hoạch và thực hiện các đổi mới và cải tiến làm cho cảng hiệu quả và hấp dẫn hơn.
Anahita Molavi và cộng sự, (2019) đánh giá mức độ thông minh của các cảng biển hiện nay trên thế giới thông qua chỉ số Key Performance Indicators (KPIs) và nhận thấy rằng, cảng Rotterdam được xếp ở vị trí thứ hai, đạt số điểm là 0,6751 (xếp sau cảng Hamburg với số điểm là 0,6756). Điều này cho thấy để đối phó với sự cạnh tranh từ các cảng khác trên thế giới, cũng như sự nhanh nhạy với sự thay đổi của cách mạng công nghệ trên thế giới, cảng Rotterdam đã thực hiện hàng loạt các biện pháp nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh thông qua các giải pháp về công nghệ.
Cảng Rotterdam nổi tiếng thế giới, có cần trục và xe tải tự trị xử lý việc bốc dỡ hàng hóa, cũng như một ứng dụng dựa trên dữ liệu chuyên dụng để tối ưu hóa cách tàu ra vào cảng (do startup Hà Lan phát triển - Teqplay). Cảng Rotterdam cung cấp một mô hình thành công về vận hành cảng thông minh: vận hành mỗi ngày với công
suất tối đa, các nhà khai thác tại cảng di chuyển nhiều hơn 25-50% container mỗi giờ so với bất kỳ cảng nào khác ở Bắc Âu. Điều quan trọng là những đổi mới này phần lớn được hỗ trợ bởi sự tài trợ từ phía chính phủ, và sự tham gia của các công ty khởi nghiệp công nghệ cao địa phương trong lĩnh vực hàng hải làm tăng năng lực đổi mới sáng tạo của quốc gia.
Chính quyền cảng cũng khuyến khích việc đề xuất các ý tưởng mới, đầu tư vào các cải tiến trong hệ thống cảng, số hóa cổng vào, thực hiện chương trình CarEsmatic nhằm tăng cường sử dụng xe điện trong cảng. Việc khuyến khích triển khai các hoạt động dựa trên nền tảng số hóa nhằm cải thiện hiệu quả trong cả nội bộ (giữa chính quyền cảng và các doanh nghiệp tại cảng) và các đối tác bên ngoài (khách hàng, nhà cung cấp và những đối tác khác). Những thay đổi này được thực hiện theo một lộ trình nhất định tùy vào tình hình phát triển của thị trường và được thực hiện theo một chương trình đào tạo. (Martí Solé, 2018)
Mục tiêu của Chính quyền cảng Rotterdam là cho phép các tàu tự hành tại cảng bốc và dỡ hàng thông qua các cảm biến Internet of Thing và nền tảng quản lý big data kết hợp với Analysis. Để đạt được mục tiêu đó, các quan chức cảng đã đặt mục tiêu tạo ra cảng thông minh nhất thế giới. Chính quyền cảng và IBM và Cisco đã bắt đầu hợp tác trong nỗ lực nhiều năm để sử dụng các thiết bị và cảm biến Internet of Things, cùng với Wi-Fi và thông tin di động.
Một bảng điều khiển trung tâm sẽ thu thập và xử lý dữ liệu cảm biến thời tiết và nước theo thời gian thực, được kết nối an toàn bởi Cisco Kinetic và được phân tích thông qua nền tảng IBM Watson IoT. Mục tiêu là quản lý giao thông an toàn và hiệu quả hơn tại cảng. Ngoài IBM và Cisco, ESRI đang cung cấp hệ thống thông tin địa lý cho vị trí và lập bản đồ 3D. Axian sẽ kết nối các cảm biến vật lý trong lĩnh vực này với thế giới kỹ thuật số trong đám mây. Bằng cách truy cập dữ liệu về tầm nhìn, tốc độ và hướng gió, độ cao của thủy triều, độ mặn của nước, thủy triều và dòng chảy, cảng sẽ tính toán các điều kiện lý tưởng cho tàu vào cảng và độ cao giải phóng mặt bằng tối ưu cho tàu. Điều đó sẽ giúp giảm chi phí cho cả cảng và hơn 130.000 tàu sử dụng cảng mỗi năm.
Điều kiện nước và thời tiết của Calm cho phép mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho tải trọng trên mỗi tàu hiệu quả và giúp đảm bảo hàng hóa đến nơi an toàn.
Mục tiêu của chính quyền cảng là xây dựng một kiến trúc hệ sinh thái trong tương lai kết hợp phát triển công nghiệp cùng với phát triển kinh doanh và đô thị bền vững. Chính quyền cảng Rotterdam đã lên kế hoạch tạo ra một bộ đôi kỹ thuật số của cho Cảng Rotterdam trong phạm vi 42 km bằng cách sử dụng IBM IoT. Sẽ có một bản sao kỹ thuật số chính xác của các hoạt động cảng để phản ánh thời tiết và chuyển động của tàu tại cảng với độ chính xác 100%.
Với bộ đôi kỹ thuật số đó, cảng có thể kiểm tra các kịch bản để xác định rõ hơn hiệu quả hoạt động. Ví dụ, trong quá trình vận hành phức tạp của việc neo tàu, tất cả các bên liên quan sẽ có thể xem các hoạt động cùng một lúc, giúp giảm thời gian neo tàu trong một giờ. Việc giảm thời gian một giờ sẽ cho phép các nhà khai thác tàu tiết kiệm trung bình 80.000 đô la và cho phép cảng tiếp nhận được nhiều tàu hơn mỗi ngày.
Các công ty vận chuyển cũng sẽ có thể sử dụng dữ liệu chính xác về thời tiết và mực nước để dự đoán thời điểm tốt nhất để vào cảng dựa trên các điều kiện thuận lợi nhất.
Ngoài ra, cảng đã tạo ra một phòng thí nghiệm sản xuất bằng cách sử dụng in 3D để tạo ra các bộ phận công nghiệp dự phòng. Một cánh tay hàn robot áp dụng từng lớp kim loại chất lượng cao để tạo ra các thành phần tàu như cánh quạt một cách nhanh chóng.
Đối với nhiều bộ phận, một quy trình sản xuất truyền thống có thể kéo dài tới tám tuần, nhưng chính quyền cảng dự đoán nó có thể giảm xuống còn 200 giờ. Cảng cũng đang dựng lên các bức tường quay thông minh có tên là Kỹ thuật số Dolphin trực tuyến và các phao được trang bị cảm biến để hỗ trợ chuyển hàng hóa từ tàu sang tàu. Khi quá trình chuyển hàng diễn ra, dữ liệu sẽ được tạo ra để cung cấp dấu thời gian của quy trình nhằm mang lại hiệu quả quản lý cao hơn. Học máy sẽ được áp dụng để học từ các mẫu dữ liệu được tạo bởi các cảm biến để các nhà khai thác cổng có những hiểu biết chính xác về cơ sở hạ tầng tổng thể của cảng.
Cảng Rotterdam là một trong những cảng hiện đại bậc nhất trên thế giới và cũng là một yếu tố huyết mạch cho ngành công nghiệp Hà Lan.Vì là một phần của thành phố Rotterdam thuộc tỉnh Nam Hà Lan, Hà Lan, cảng chịu trách nhiệm về việc nâng cấp công nghệ để xử lý các vấn đề về ô nhiễm, giao thông, sử dụng năng lượng và lao động.
Việc vận chuyển tàu và bốc dỡ container cũng sẽ được thực hiện một cách tự động bằng trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa chuyển động hàng hóa. Ngoài ra, một nền tảng kinh doanh sẽ hiển thị thông tin cần thiết cho các công ty vận chuyển sử dụng, cung cấp cho họ thông tin về kho, hậu cần, bảo vệ môi trường và giao thông. Chính quyền cảng cũng thiết lập một liên kết giữa cảm biến với quy trình quản lý kinh doanh của các bến cảng.
Một khía cạnh quan trọng của việc chuyển sang công nghệ mới của cảng là sự an toàn. Năm 2017 Chính quyền cảng và Cisco Kinetic cùng với IBM Watson IoT đã cùng ký một dự án hợp tác trong 6 năm nhằm tích hợp các dữ liệu trong hoạt động của cảng và hoạt động công nghiệp khác. Dự án này cũng đảm bảo sự an toàn, phòng ngừa va chạm và an toàn cá nhân - cũng như ứng phó với thảm họa. Là một phần của nền tảng quản lý Kinetic, Cisco sẽ cung cấp các bộ định tuyến và bộ chuyển mạch thông minh và chắc chắn trong cảng để chạy tải tính toán từ các cảm biến ở rìa mạng. Các cảm biến này sẽ cung cấp phản hồi ngay lập tức trong vài giây, sau đó dữ liệu sẽ được gửi lên đám mây. Đây là hệ thống phân tích dữ liệu lớn hơn nhiều so với trước đây, tạo ra một luồng dữ liệu hiệu quả trên toàn bộ cấu trúc liên kết mạng, với các luồng công việc được tính toán ngay trên cơ sở hạ tầng mạng. Dự án được kỳ vọng sẽ áp dụng cho các tàu tự hành và đảm bảo an toàn hơn với phương pháp kỹ thuật số đang được triển khai tại Rotterdam.
Ngoài ra, Chính quyền cảng Rotterdam cũng chú ý đến việc các giải pháp chuyển đổi năng lượng nhằm giảm thải CO và sử dụng hiệu quả nguyên liệu thô và₂ nguyên liệu thừa. Chính quyền cảng muốn đưa cảng Rotterdam phù hợp với các mục tiêu của Thỏa thuận Khí hậu Paris, trong đó mục tiêu là hiệu quả và cơ sở hạ tầng , hướng tới một hệ thống năng lượng mới và hướng tới một hệ thống nguyên liệu và nhiên liệu mới.
Bước đầu tiên trong quá trình chuyển đổi năng lượng là sử dụng các nguồn tài nguyên hóa thạch hiện tại hiệu quả hơn. Nhiệt lượng thừa đã được sử dụng để sưởi ấm nhà, tòa nhà thương mại và nhà kính. CO được bắt và lưu trữ dưới Biển Bắc.₂ Bước 2 là thay đổi hệ thống năng lượng. Thay vì sử dụng dầu và khí đốt để sưởi ấm, ngành công nghiệp sẽ chuyển sang sử dụng điện và hydro (xanh). Điều này đòi hỏi rất nhiều điện giá cả phải chăng từ các nguồn bền vững như gió và mặt trời. Cuối cùng, họ tăng cường thay thế tài nguyên hóa thạch thông qua việc sử dụng sinh khối, vật liệu tái chế, hydro xanh và CO (portofrotterdam.com,₂ 2019)
Chính quyền cảng Rotterdam cố gắng để chống lại biến đổi khí hậu. Điều này đòi hỏi một sự chuyển đổi trong sử dụng năng lượng tại cảng, trong đó họ thực hiện đổi mới các cơ sở hạ tầng hiện có và tích cực nghiên cứu những sáng kiến mới.
* Cải thiện hệ thống kết nối tại cảng
Hỗ trợ cho sự phát triển của cảng thông minh là hệ thống cơ sở hạ tầng cơ bản, các hệ thống này cho phép tạo ra sự kết nối mạnh mẽ với bất kỳ địa điểm nào trong đất liền. Việc triển khai WiFi hoặc 5G trong một cảng thông minh là một yếu tố quyết định cho một làn sóng đổi mới kỹ thuật số mới trong tương lai. Hiện nay tại cảng Rotterdam đang ứng dụng các giải pháp kết nối của công ty khởi nghiệp Port-Wifi của Bỉ. Các giải pháp này giúp kết nối các thiết bị thông minh và tài sản với mạng sẵn có, trong đó không chỉ giúp kết nối các thiết bị IoT mà còn kết nối những người đi biển đến internet với giá cả phải chăng.
* Tăng cường đào tạo nguồn nhân lực gắn với trách nhiệm xã hội
Việc sử dụng các công nghệ 4.0 đã làm thay đổi cơ bản về phương thức hoạt động tại cảng Rotterdam. Các thay đổi này đã biến đổi lực lượng lao động theo hướng kỹ thuật số. Nhiều công việc thủ công đã được thay thế bằng các hoạt động tự động hóa. Tuy nhiên, mục tiêu của chính quyền cảng là gắn với trách nhiệm xã hội, theo đó chính con người quyết định sự thành công của, mặc dù hầu hết các hoạt động của cảng đều áp dụng tự động hóa, sử dụng robot và các phát triển công nghệ khác. Một cảng quan trọng là một cảng bao gồm cung cấp việc làm trực tiếp và gián tiếp cho tất cả các tầng lớp dân cư. Chính quyền cảng liên tục dành sự quan tâm cho sự phát triển và mức sống của người lao động, tạo dựng cuộc sống ổn định của họ trong tương lai.