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智能化将成为我国矿业开采的发展方向
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高端装备制造： 马上“智能化”
&发布时间： 10:07:07 &来源：中国战略新兴产业杂志
在业界看来，工业机器人是国内制造业转型与提升必不可少的高端装备。随着信息技术向制造业的渗透，新一代信息技术与制造技术的充分交互，制造业自动化、数字化、网络化水平显著提高，智能制造日益成为生产方式变革的方向，正在加速构建新型工业生产体系。
　　智能装备制造几乎可以在每一个生产环节中加以运用和体现。未来5-10年，我国智能制造装备产业将迎来发展的重要战略机遇期。北京、上海、深圳、天津等发达城市明确提出要大力发展高端制造业，东部部分老牌制造业基地已经在主动驱赶中低端制造业。
　　20世纪最后10年见证了家电、纺织、服装行业的兴起， 21世纪最初10年掀起了钢铁、水泥行业的热潮，新一轮的经济周期也需要新的、具有长期成长性的行业来引领。在这个时间节点上，高端装备制造业的位置日益突出，特别是位于制造业金字塔尖的智能制造装备产业。
　　在业界看来，工业机器人是国内制造业转型与提升必不可少的高端装备。随着信息技术向制造业的渗透，新一代信息技术与制造技术的充分交互，制造业自动化、数字化、网络化水平显著提高，智能制造日益成为生产方式变革的方向，正在加速构建新型工业生产体系。对以工业机器人为代表的智能装备需求有望在2014年迎来快速发展期。
　　市场需求呈井喷之势 机器人产业一马当先
　　“十二五”期间，国民经济重点产业的转型升级、战略性新兴产业的培育壮大和能源资源环境的约束，对智能制造装备产业提出了更高的要求，并提供了巨大的市场空间。业内人士表示，未来5-10年，我国智能制造装备产业将迎来重要战略机遇期。
　　2012年，美国《华盛顿邮报》曾指出，世界上现在有3种以指数倍增方式快速发展的技术——人工智能、机器人以及数字制造，它们将重塑制造业的竞争面貌。
　　据国家统计局统计，月，装备制造业增加值同比增长10.7%，增速同比加快2.5%，高于全部规模以上工业增加值增速1%。在加快推进产业转型升级、大力培育战略性新兴产业发展的政策背景下，2014年高档机床、机器人等高端装备制造业正在加快发展。
　　和全球工业机器人市场一样，目前我国的工业机器人的3大主要种类为搬运、焊接和洁净，3大应用行业为汽车及零部件、电子电器和化工，只是所占比例略有不同。汽车工业仍然是国内工业机器人最主要的应用市场。不过随着我国工厂自动化的发展，工业机器人在其他工业行业中也得到快速推广，如电子、橡胶塑料、军工、航空制造、食品工业、医药设备等领域。
　　实际上，由于中国劳动成本快速上涨，一些企业开始用工业机器人替代人工。工业机器人具有稳定性高、生产速率快等技术优势，在现代化快速大规模生产中的优势较为明显。英国埃塞克斯大学机器人研究学科带头人胡豁生教授预测，在年间，工业机器人将会以6%的平均速度快速增长，其中以亚洲和澳大利亚地区的增速最快。胡教授认为，在不久的将来，机器人将进入平常人家，成为家庭的日常用品。而工业机器人在新技术的催产下将会向自动化、智能化方向发展。随着智能技术的发展，工业机器人之间的合作会越来越协调，工作的效率也会越来越高。此外，在物联网快速发展的时代，未来的工业机器人也可能会网络化，利用网络来操作机器人。
　　工信部部长苗圩曾在《着力解决工业转型升级中的几个重大问题》一文中指出，新一代信息技术与制造技术的充分交互，使制造业自动化、数字化、网络化水平显著提高，智能制造日益成为生产方式变革的方向，正在加速构建新型工业生产体系。
　　据了解，“十二五”是中国工业机器人产业发展的关键转折点，市场需求也呈现井喷式发展，工业机器人的需求量将以每年15%-20%的速度增长，目前中国正在服役的机器人已占全球总量的8%左右，业内人士认为，中国市场的机器人需求总量有望超过万亿，智能制造及智能化设备的行业前景乐观。
　　高端装备制造业占主导 万马奔腾齐开拓
　　翻阅国内各大城市的发展规划，不难发现高端装备制造业在我国受到越来越多的关注。据了解，北京、上海、深圳、天津等发达城市，都明确提出要大力发展高端制造业。同时，制造业也出现了由东部向西部转移的趋势，东部大型城市向东部二线城市转移的趋势。东部部分老牌制造业基地已经在主动驱赶中低端制造业。如上海除在张江高科技园区等局部地区引进保留部分高端制造业外，其余的制造业如纺织、加工、电子等行业全部有计划地移出上海。深圳市也不再引进中低端制造业，而是重点发展高端制造业。
　　除了各地的产业发展布局，高端装备制造产业本身也呈现“万马奔腾”态势。比如，我国在短短的几年里，生产出全球最快的高铁，并且迅速实现产业化，这对于亚洲制造业也是一个惊喜，是一个让世界刮目相看的奇迹。高铁产业也带动了其他相关产业的崛起，包括交通物流、装备制造业、新材料、新科技、电子信息产业以及相关服务业的发展。在民用航空产业上，干线飞机、支线飞机、通用飞机、直升机等重点产品研制稳步推进，一批新产品开始批量进入国内外市场。此外，我国的绿色船舶产业将集中力量攻克“绿色”船型、动力、配套设备技术，发展相应的研发制造能力，在2015年初步形成绿色船舶研发基础科研体系，掌握部分绿色船舶装备的关键技术。
　　业内人士认为，未来30年是新中国成立以来的“第三个30年”，是中国绕过“中等收入陷阱”、“由大变强”的关键时期。未来一段时期，中国将形成以高端装备制造业为主导、多种先进制造业互相支撑的产业新格局。
　　工业化、信息化两化融合 知识密集型发展马不停蹄
　　《高端装备制造业“十二五”发展规划》指出，到2015年，高端装备制造业的产值要达到6万亿元，到2020年，高端装备制造业要占整个制造业的25%。
　　当前，制造业正朝着全球化、信息化、专业化、绿色化、服务化的方向发展，而制造技术则向高精度、自动智能、绿色低碳、高附加值、增值服务、物流联动等方向发展。中国自动化学会专家咨询工作委员会主任委员孙柏林认为，在智能装备制造的发展趋势中，制造业的发展重点将主要围绕“绿色化”与“智能化”展开。作为我国高端装备制造领域重点发展的五大行业之一，智能装备将成为推进我国装备制造业迈向“高精尖”的最主要力量。
　　作为近年国家新确定的高端装备制造业的重点发展方向之一，智能装备制造始终与生产制造息息相关，几乎可以在每一个生产环节中加以运用和体现。智能装备制造提高了生产效率，降低了成本。
　　与此同时不得不承认，虽然我国装备制造业规模在国家的大力支持下实现了强劲增长，但是我国自主品牌的高端装备制造业核心竞争力不强，中低端产能过剩、竞争激烈，高端环节则被国外品牌掌控。由于创新能力薄弱，不少企业甚至重点企业的研发实验条件普遍较差，创新能力难以达到预期水平。从英、美、德的世界装备强国和日、韩等后发国家的装备业由规模发展、技术积累到科学原创的发展和追赶阶段，正向技术追赶阶段迈进来看，我国实现装备强国的宏伟目标仍任重道远。如何尽快提高创新能力，已成为能否加快结构调整的关键因素。
　　孙柏林表示，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模已向多品种、变批量、柔性化的方向发展。在信息科学技术发展的推动下，制造业的资源配置已向信息密集型的方向发展。发展先进制造技术的目的，不仅是要高效制造出满足用户需求的优质产品，而且还要清洁、灵活地进行生产，以提高产品对动态多变的市场的适应能力和竞争能力。
　　中国机械工程学会管理工程分会常务理事金达仁认为，关键是要制造业企业推进工业化和信息化的融合，如同加工零件和产品总装一样，应有一套属于自己的、先进的工艺规程，才能确保企业创新发展、两化融合深度和投入产出比处于较高水平。
　　众所周知，发展高端装备制造业与产业链的升级密不可分，这其中包括技术管理创新、发展方向等一系列问题。据业内人士介绍，产业链升级的本质是调整产业链的结构，加强产业链各环节间企业和部门的衔接，最终使得整个产业链实现的价值和产业链运行的效率得到提高。产业链中大量存在着上下游关系和相互价值的交换，上游环节向下游环节输送产品或服务，下游环节向上游环节反馈信息。
　　针对目前我国高端装备制造业产业链现状和面临的主要问题，业内人士分析，企业生产经营活动并不能最大化地创造价值，价值链中生产经营的附加值应有所增加。企业间应加强沟通，兼顾与上下游及同行业企业的关系，以了解最新最准确的市场供需情况。同时，在产品知识方面，应进行技术创新以期同时达到产品生产的广度和深度。另外，与装备制造业密切相关的信息服务业、物流业等服务产业不能跟进发展步伐，不能对产业的发展起到应有的推动作用。高端装备制造业对服务业的要求更高，企业与相关服务业沟通有待改善。
　　在当前宏观经济和行业增速双双放缓的背景下，转型升级已是制造业越来越紧迫的任务。金达仁说，要想使制造业持续健康发展，一方面，需要世界经济的持续强劲复苏和中国各级政府的有效调控，另一方面，也需要行业及企业自觉推进结构调整、转型升级和整体创新。（来源：中国战略新兴产业杂志 记者 杜壮）
责任编辑：机经网编辑部 yangbo
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京公网安备：(2)我国港口智能化发展对策
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世界港口的发展大体经历了三代。第一代港口功能定位为纯粹的“运输中心”，主要提供船舶停靠、海运货物的装卸、转运和仓储等；
世界港口的发展大体经历了三代。第一代港口功能定位为纯粹的“运输中心”，主要提供船舶停靠、海运货物的装卸、转运和仓储等；第二代港口功能定位为“运输中心 + 服务中心”，除了提供货物的装卸仓储等，还增加了工业和商业活动，使港口具有了货物的增值功能；第三代港口功能定位为“国际物流中心”，除了作为海运的必经通道在国际贸易中继续保持有形商品的强大集散功能并进一步提高有形商品的集散效率之外，还具有集有形商品、技术、资本、信息的集散于一体的物流功能。目前，世界主要港口中第二代港口仍是发展的主流，但随着经济全球化、市场国际化和信息网络化，一些大型港口已经开始向第三代港口转型，正向国际化、规模化、系统化发展形成高度整合的“大物流”港，因此，进一步拓展服务功能的“增值物流”、打造技术密集型的“现代化智能港”是当前港口物流发展的潮流。
&&& 一、我国港口智能化现状及存在的问题
&&& 智能港口系统是将互联网技术 (WEB) 、全球定位系统 (GPS) 、移动通信技术 (GMS) 、无线通讯技术 (WAP) 、地理信息系统 (GIS) 、元线射频识别技术 (RFID) 、实时监控系统 (AIS) 、自动化装卸设备、物流搬运机器人 (AGV) 等先进的信息技术和自动化技术综合应用于整个港口物流作业、运输服务及港口管理等各个方面，建立一种在港口服务范围内全方位发挥作用的，实时、准确、高效、优质的港口物流服务体系。
&&& 自1994 年第一次智能交通系统世界大会提出智能交通系统 (ITS) 概念以来，港口作为社会交通大系统的一个重要组成部分，智能港口系统研究得到了普遍关注并取得很大进展。 2004 年韩国政府开始在韩国港口实施“智能集装箱”项目，埃及新杜姆亚特港 2004 年底宣布已经建成地中海沿岸第一个智能港口。
&&& 我国智能港口系统研究目前才刚起步，但已经得到政府和港口企业的普遍重视，交通部在 2005 年制定出台的《公路水路交通科技发展战略》中已经将智能港口系统作为未来智能化数字交通管理技术主要研究方向，有关科研机构已经开始了智能港口系统研究天津、上海、深圳等国内主要港口也已开始进行智能港口系统规划。目前，国内主要港口已经实现了港口集装箱作业从空箱、装箱、卡车运输、堆场位置到报关、起吊、装船的全程实时监控和即时历史数据查询等，但还存在着诸多问题。
&&& 1. 对“港口智能化”的认识不足
&&& 从“十五”规划开始我国的港口信息化建设步伐明显加快，在电子政务、电子商务、各部门的信息化及信息流转配套处理方面都有长足进步，但很多港口认为这样就是“港口智能化”。而实际上，港口信息化仅仅是“港口智能化”的一部分，或者说是“港口智能化”的基础部分。更有甚者把港口中的 EDI 当成“港口智能化”，认为建成了 EDI 就实现了“港口智能化”。正因为有此种种误解，导致了我国“港口智能化”建设一直处于初级的信息采集和基本的应用阶段，难以取得更进一步的发展。
&&& 2. 在港口智能化建设方面还处于信息处理阶段
&&& 目前我国港口信息化实现了计算机管理、网络管理，通过计算机采集数据、录人数据、自动处理、生成有效信息、打印信息、网络传输信息等等，由过去人工数据处理方式转变为计算机处理，这是对信息处理方式和手段的一种很大的改进。然而，现有的大部分港口信息化仍处于信息处理阶段。比如，在采用 EDI 后，出口商在办理货物出口手续时的流程并没有得到多大改变，仅仅是做了无纸化处理，在很多部门中仍然是 EDI 传输与纸张作业并存，使大力技资建设的信息化系统仅仅成为传统纸张作业的补充而已。
&&& 港口智能化不仅仅是将手工数据处理方式转变为计算机处理，也不仅仅是对传统的经营、管理、生产等环节进行简单计算机模拟与再现，而是要在 ITS 、宽带通信、仿真技术等的帮助下实现港口业根本性的变革。
&&& 3. 港口各相关部门之间的智能化建设缺乏统一的规划
&&& 港口各相关部门运作一体化是实现智能化的关键。但是，由于港口中各业务机构分别属于多个部门管辖，处于各自为政、条块分割的状态，各机构之间信息闭塞，无法实现相互之间信息资源共享。因此，需要成立专门的政府机构出面协调，统一组织、统一规划，才能真正实现“智能化港口”的信息共享和系统决策最优。
&&& 4 港口物流设施及装备水平与智能化港口要求相距甚远
&&& 近年来，在北仑、烟台、天津、青岛、上海等港口新建的集装箱码头现代化程度较高，而我国大部分港口或港区的装备水平仅相当于发达国家 20 世纪 60~70 年代的水平，技术装备水平较低。此外，不少港口码头前方装卸与后方仓储、运输不协调，尤其是后方仓储能力偏小，物流信息管理和技术手段较落后，导致物流作业效率不高。例如，目前发展势头强劲的长江三角洲港口中有不少港口的进一步发展受到了后方堆场、仓储能力的限制。另外，我国目前物流设施和装备的标准化程度还较低。各种运输方式之间装备标准不统一，既影响了连接多种运输方式的港口的运作效率，也影响了多式联运的规模和效率。
&&& 二、我国港口智能化发展对策
&&& 针对当前我国港口智能化现状及存在的问题，应从构建完善的智能化物流信息系统，引进或研发先进的智能化的技术装备等方面发展我国港口。此外，鉴于国际物流标准化发展趋势，应考虑港口智能化系统和技术的跨区域合作和通用性，真正提高物流效率。
&&& 1. 构建港口智能化物流信息系统
&&& 随着市场竞争日益激烈，如何优化供应链管理，提高物流综合效益，占领未来竞争的制高点，成了全球港航界最为关注的问题之一。港口智能化物流信息系统可以为港口提供全方位、多层次信息技术支持和管理决策方案，是港口智能化发展的关键。
&&& (1) 港口智能化物流信息系统构建目标
&&& 港口智能化物流信息系统构建的目标是实现港口物流服务和管理智能化，具体体现在：一是实现港口物流服务电子化、网络化、元纸化和自动化，降低港口物流服务成本，提高物流服务效率和港口经济效益；二是实现港口与船公司、铁路、公路、场站、货代、仓储等港口相关物流服务企业的无缝连接，通过物流信息平台实现信息集成和共享，优化物流供应链管理，提高物流服务水平；三是提高港口管理和决策水平，如实现远程调度，信息自动化采集、存储和加工，优化港口物流流程和生产组织提高港口物流服务质量；四是实现港口与海关、海事、商检等口岸单位的信息一体化，提高“大通关”效率和口岸部门服务水平；五是搭建港口物流市场信息服务平台，拓展港口物流市场交易、金融、保险等配套服务功能；六是实现港口物流信息资源的整合，为实施智能港口和智能交通系统规划提供支持。
&&& (2) 港口智能化物流信息系统服务功能结构
&&& 港口物流信息服务需求的主体是客户，按照实现“高效率、高安全性、高品质服务”的新一代智能港口运输模式的要求，智能港口系统必须最大限度地为客户提供港口物流信息服务。根据智能化港口物流信息系统目标、系统功能要素，智能化港口物流信息系统的服务功能可以归纳为 7 个子系统： (1) 港口客户服务系统。通过港口物流信息平台和互联网技术，实现与客户的联系和交流，提供港口基本信息资料、客户服务指南、港口业务流程介绍、业务手续申请办理等子系统功能。 (2) 港口生产管理系统。通过企业内部各业务系统信息化管理软件和内部网络，实现港口业务数据信息交换，进行生产调度、组织和指挥，并通过视频监控的 CCTV 技术和模拟技术对作业过程进行可视化动态监控。 (3) 港口营运管理系统。进行港口运营管理决策，包括市场管理、货运管理、配送管理、客户管理、安全管理、财务与结算管理、自动化办公系统等。 (4) 港口电子商务系统。通过互联网、电子物流交易市场等，以无纸贸易的形式完成与港口物流相关的商务活动及其他业务。 (5) 港口综合运输管理系统。解决水运与公路，铁路、航空等交通方式之间进行多式联运和水运中转的业务管理和决策，实现物流数据共享。 (6) 港口资源管理系统。通过港口内部信息网和 CCTV 、 GIS 系统、电子地图等技术，建立港口企业资源管理基础数据图文库，实现资源智能管理。 (7) 港口口岸管理系统。通过统一的口岸物流信息平台，实现港口物流信息平台与口岸单位 EDI 系统的连接，实现信息共享和“大通关”服务一体化。
&&& 2. 发展港口智能化的技术装备
&&& 港口技术装备的主要发展趋势是智能化与高效化，以适应日益提高的大宗散货进出口系统的生产率和集装箱装卸物流系统的效率。
&&& (1) 全球或全程信息跟踪技术 ( 空间信息技术 )
&&& 全球或全程信息跟踪技术，即通常所说的 3S 技术，指： GIS( 地理信息系统 ) 、 RS( 遥感 ) 、 GPS( 全球定位系统 ) 。首先，通过全程信息跟踪技术，可以及时获得船舶的一些特定信息，如位置信息、预期到达时间。其次，可以监控船舶的安全运营，并使集装箱在正确的线路上运输，从而确保其按时交付。再次，可以使港口进行船舶的动态调度，从而提高船舶在港口通过的效率。同时，还可以对货物进出港口进行路径优化。最后，自动定位系统还可以根据实时网络数据对单个船舶的进出进行路径优化。
&&& 此外，还有许多问题也可以通过全程信息跟踪技术的应用来解决。如：实现货物整个眼踪过程的可见性，从而可以确定某个集装箱在整个运输过程的具体位置；通过和船队进行实时通信而制订高效合理的货物装卸计划；综合考虑客户需求、车辆在港区的位置、港区交通状态等诸多因素来优化车辆进出港口的线路；对一些高价货物或危险品等特种货物进行控制，通过自动定位系统实时跟踪，确保这些货物安全地到达目的地，避免出现差错和由此带来的经济损失或环境污染。
&&& (2) 智能识别技术
&&& 基于智能标签的自动识别技术，主要是研究以高频和超高频智能标签为核心的 RFID 射频识别标准、智能标签 RFID 射频通讯和读写器具标准、基于智能标签的集装箱自动识别技术，进而研究基于智能标签的单元物品自动识别技术，引导物流信息向全过程管理迈进。
&&& 智能识别技术还可以用于货物检测，通过识别技术获取准确的装卸信息，可以大大提高装卸效率，例如，集装箱智能识别系统储存了大量信息，包含集装箱出发地、计划路线、现在位置、装箱人员信息、检查信息、集装箱移功信息、装箱货物信息等，它具有防篡改功能、记录任何进入者的时间和地点等功能。智能识别系统包含电子封条阅读器，它安装在装载、检查和卸载的各地点并发送所有关于集装箱状态信息，如始发地，现在位置，货物和安全性等信息到海关。随着智能货物标签和移动读取装置的广泛应用，可以通过设备终端来管理交通流，从而使港口的生产效率提高。
&&& 智能识别技术还可以通过控制港口进出通道确保港口生产的安全性，从而实现进出港口的自动化。现在的电子识别标签已经具有读写和发送信息的功能，人们可以很容易地确认公司、货物和司机是否可以合法地进出港口。
&&& (3) 运行工具重量检测技术
&&& 运行工具重量检测技术通过与其他智能运输技术的结合，可以获得某一特定船舶的实时信息，如重量、尺寸、速度等，也可以为港口提供追踪、调节的依据，从而有效配合港口设备的工作要求，提高设备工作效率。
&&& 运行工具重量检测技术可以实现船舶在港口内检查的自动化，在这里可以获得船舶的一些特定信息 ( 重量、长度、高度等 ) ，将这些数据与提单进行比较，从而加强港口管理。
&&& 运行工具重量检测技术还可以比较记录的货物与实际货物之间的差异，能够在第一时间找出误报或丢失的货物，并可以对走私企图或问题货物提出预警。
&&& 运行工具重量检测技术可以自动检测出货物超载和船舶不平衡。一方面，检测船舶是否不平衡负载和超载。另一方面，通过测量货车和集装箱的重量识别是否超载，因为超载的集装箱很可能在装卸和搬运过程中导致港口设备的损坏。对于即将出港的车辆，也可以对其超载情况进行检查。否则，超载车辆一旦在内陆检查站被扣留，就将耽搁大量的时间，影响货物的按时到达。
&&& (4) 预先清关技术
&&& 对于港口来说，智能运输系统实施的一个重要的目标就是减少货物不必要的停留时间，从而提高物流效率，并且使船舶进入港区作业时间缩短。预先清关技术就是通过办公系统电子化及信息数据的传输，使智能检查和货物调度系统集成化，实现货物及时通港。
&&& 在进行重量检测或进行路检时，特别是有拥堵的情况发生时，预先清关技术可以最大限度地减少合格车船的通过时间。这主要是由于预先清关技术可以预先处理违规问题。通过与其他安全系统的通讯联系，预先清关技术可以给终端操作人员提供驾驶员、车船及其运输公司的检查记录。根据这些信息，单证和设备的问题都可以被预先告知，从而减少对货物检查的时间。
&&& 预先清关技术可以提供跟踪服务。通过事先提供跟踪信息使港口为船舶到达做好准备。还可以提供信息资源共享，将通关检查的信息储存并将有价值的信息发送给整个运输系统的其他港口。
&&& 3. 加强跨机构、跨区域合作以及技术通用性
&&& 智能运输系统技术已发展得十分成熟，在发达国家的高速公路和城市公路系统中已经得到了广泛的应用。港口作为物流系统的中心，其智能运输系统的应用将更加复杂。其技术实施的关键在于研究各种港口设备的独特之处，设计在物流系统中最适合各方要求的系统和方法。以下两方面主要因素需要考虑。
&&& (1) 加强不同机构和区域的合作
&&& 智能运输技术支持无纸化贸易，因而其实施中要求各个机构间加强合作。另外，商船在不同国家的操作会因地理和规则制度的不同而不同。因而需要形成一套协调各方的协议以方便船舶在不同国家和地区的运作。
&&& (2) 实现技术的通用性
&&& 为了使物流系统的每个机构可以共享所有的数据，必须优先考虑智能运输系统技术在不同节点的通用性，这样可以节省大量的时间和费用。因此，所形成的协调协议必须满足技术和制度两方面的要求。
&&& 三、结语
&&& 随着经济全球化的深入发展，不断增长的贸易和航运运量给港口运作造成了越来越大的压力。港口生产必须以更高效、更可靠、更低费用的方式运作，并要满足不断增强的安全需要。港口必须采用现代化技术和管理手段以适应经济和社会的发展。智能运输系统技术已经被应用在北美和西欧的一些港口，并取得了相当的收益。近年来，我国沿海港口发展迅猛。但是我们要想在国际航运和物流市场立足，必须适时发展智能化港口以适应国际物流发展趋势。（中国交通运输经济信息网）
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