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走进中国“无人港”:能用集装箱精准“打”高尔夫

2018-08-20 14:21来源:光明网

  码头空无一人,却忙碌有序。巨大的集装箱被稳稳抓起、平移、放下,无人驾驶车辆来回穿梭运输——从国外的鹿特丹、伦敦、名古屋,到国内的青岛、厦门、上海,全自动化码头正成为港口业发展的新趋势。

俯瞰无人港

  岸桥、轨道吊、自动引导车、智能控制系统……“无人港”的核心技术中,“中国制造”已经占有一席之地,将为迎接更大规模的智能时代提供坚实支撑。

  自动化率90%以上,“无人港”有多神?

  39米高的桥吊上,利用集装箱轻微摆动,击打高尔夫球进入5米开外的移动球洞。央视近日播出的《机智过人》节目中这一幕,展示了“无人港”自动化装卸具有极高的精准度,完全不亚于顶尖技术工人的手动操作。

2.5吨集装箱挑战将高尔夫打进洞  

  振华重工集团副总裁、上海洋山港四期码头项目总经理张健表示,传统的集装箱装卸操作属于高空危险作业,而在“无人港”,工作人员只需在远程控制室里轻点鼠标,就能高水准地操控装卸作业。这里的自动化率可以达到90%以上,真正实现无人化、智能化。

  从空中鸟瞰“无人港”,码头上一批穿梭不停的小车显得忙而不乱。这是无人驾驶的自动引导运输车,也被工程师亲切地称作“快递小哥”,它们配有智能控制系统,可以根据实时交通状况规划最优路线、自动导航、主动避障。

集装箱击中小球瞬间

  洋山港四期码头有数十辆自动引导车同时来回穿梭,却从不发生碰撞。工程师介绍,这种车自重20至30吨,加上集装箱的重量,全车可达70吨,但停车位置十分精确,误差不会超过2厘米。

  这样的“无人港”不仅运行精准,而且高效、低耗。自动化码头可实现24小时作业,据测算,码头效率比过去有质的提升,还能实现二氧化碳排放下降10%以上。

  自动引导车全天候不间断行驶,能耗却不高,大容量锂电池让车辆可以在满电后持续运行8个小时。振华重工为这些无人车研发了自动换电系统,电量不足时,车辆可自行前往换电站更换电池。

无人港景色

  张健介绍,更换电池全程只需6分钟,电池充满电仅需2小时,整个充电过程零排放,可节省能耗40%左右。

  此外,海侧的岸桥全部由自动化远程操控,海侧轨道吊全部是自动化双箱轨道吊,可提高码头50%的使用率。据介绍,洋山四期作业效率在不远的将来会达到40/小时,即使汇集世界上最优秀的码头操作工人,也无法达到这一效率。

  数据显示,2017年上海港共完成货物吞吐量7.51亿吨,同比增长6.9%;集装箱吞吐量4023万标准箱,同比增长8.3%,集装箱吞吐量连续8年位居世界第一。上海国际港务集团董事长陈戌源说,从大港到强港,洋山四期将挑战世界集装箱装卸技术的巅峰。

  短短3年从无到有,“无人港”为什么能?

  自1993年世界第一个自动化集装箱码头在荷兰鹿特丹港投入运行以来,目前全球共有30余个自动化程度不一的“无人港”。

  中国无人港起步虽晚,但追赶速度很快。2014年,厦门港率先建成我国第一个全自动化集装箱码头。2015年,上海港、青岛港先后宣布开始规划建设自动化集装箱码头。到201712月,上海港洋山四期已经开港试运营,标志着我国港口业在运营模式、技术应用以及装备制造上实现了跨越升级与重大变革。

无人港挑战现场

  “20年前,我看到国外的港口实现了堆场的自动化作业,当时就在憧憬,什么时候我们自己的码头也可以这样智能高效。”陈戌源说:“如今,我们实现了码头整体作业的全自动化。”

  令我国工程师自豪的是,“无人港”的许多核心设备和技术都已经实现“中国智造”。

  振华重工连续多年是世界最大的港口机械装备制造商,上海洋山港四期码头的三大装卸机种——桥吊、轨道吊、自动引导车均由其制造。据该企业相关负责人介绍,振华重工已为荷兰鹿特丹港、美国长滩岛港、英国利物浦港等全球重要港口的自动化码头提供几乎所有单机设备。

无人港内的自动引导车

  “中国智造不仅局限于,也正在进入时代。上港集团自主研发的码头智能生产管理控制(TOS)系统和振华重工自主研发的智能控制(ECS)系统,分别组成了洋山四期码头的大脑神经。这两套系统是自动化码头得以安全、可靠运行的核心,其研制与应用,让无人港成功用上中国

  振华重工总裁黄庆丰说,企业跟踪自动化码头的设备研制已有近10年,过去是给国外自动化码头提供设备,如今不仅能够参与打造国内自动化码头,还能自主开发设计设备管控系统。这对于中国制造企业来说是重大突破。

洋山四期自动化码头中央控制室

  2010年至今,上海港连续保持世界第一大港的地位。陈戌源说,凭借几十年生产和管理经验的积累,通过自身努力,上海港实现了软件系统自主集成。“国外很多港口企业和航运公司到洋山四期看了以后,对我们自主开发的系统很感兴趣,希望上海港能够帮助他们实现自动化改造。”目前,全球七成的“无人港”已陆续换上“中国芯”。

  产业转型升级,“无人港”将改变什么?

  从肩挑手提,到机械抓斗,再到全自动化操作,近年来,码头作业由曾经的劳动密集型行业,逐渐转为科技密集型。

  自动化码头生产管控系统,让船舶和堆场计划、配载计划、生产作业路计划等原本必须由专业人员手工完成的任务,全部交由系统自动生成。这些变化,显著降低了码头生产运营各个环节的人力资源成本。

雄伟壮观的无人港

  但“机器换人”并非一味减少就业岗位。码头作业过去是一项繁重且危险的工作,40岁以上的人往往就难以胜任。“现在,操控人员在办公室就能够控制作业,不怕风吹雨淋,年纪大一点不要紧。”黄庆丰说。

  创新驱动发展,科技创新正在带来更多经济新业态。

  洋山港四期码头后续将继续扩大规模,最终有26台岸桥、约120台轨道吊和超过130辆自动引导车投入使用。工程建设指挥部总指挥张斌说,随着数量增长,系统复杂程度和对算法的要求将成倍增加,势必要“倒逼”前端技术的更新迭代。

  在智能维保业务中,振华重工利用协同办公技术,与港口用户工程维修需求无缝对接,实现24小时远程技术服务。依托双小车岸桥、轮胎吊项目,开发了港机远程监测与诊断系统及评价体系报告。

洋山四期自动化项目部的副总经理罗国强

  “我们准备在设备上安装芯片,制定远程诊断的方案。如果设备某处出现故障,就会及时发出报告,工程师可以在远端收到信号、实时诊断甚至维护修理。”洋山四期自动化项目部副总经理罗国强说。

  作为世界最大、技术最先进的全自动化集装箱码头项目,上海洋山四期工程设计年吞吐量630万标准集装箱,生产作业区占地面积约149.1万平方米,泊位岸线长度2350米,共设7个泊位,能靠泊世界上最大的20万载重吨的集装箱运输船。

  据介绍,该项目在码头通过能力、装卸效率、节能环保、安全、智能化等方面具有较为突出的优势,将帮助上海港继续保持全球吞吐量最大的集装箱码头的记录,同时也有利于进一步提升上海自贸试验区口岸的通关效率。

[责编:赵艳艳]

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