碼頭空無(wú)一人，卻忙碌有序。巨大的集裝箱被穩(wěn)穩(wěn)抓起、平移、放下，無(wú)人駕駛車輛來(lái)回穿梭運(yùn)輸——從國(guó)外的鹿特丹、倫敦、名古屋，到國(guó)內(nèi)的青島、廈門、上海，全自動(dòng)化碼頭正成為港口業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。

岸橋、軌道吊、自動(dòng)引導(dǎo)車、智能控制系統(tǒng)……“無(wú)人港”的核心技術(shù)中，“中國(guó)制造”已經(jīng)占有一席之地，將為迎接更大規(guī)模的智能時(shí)代提供堅(jiān)實(shí)支撐。

自動(dòng)化率90%以上，“無(wú)人港”有多神？

39米高的橋吊上，利用集裝箱輕微擺動(dòng)，擊打高爾夫球進(jìn)入5米開外的移動(dòng)球洞。近日播出的《機(jī)智過(guò)人》節(jié)目中這一幕，展示了“無(wú)人港”自動(dòng)化裝卸具有極高的精準(zhǔn)度，完全不亞于頂尖技術(shù)工人的手動(dòng)操作。

振華重工集團(tuán)副總裁、上海洋山港四期碼頭項(xiàng)目總經(jīng)理張健表示，傳統(tǒng)的集裝箱裝卸操作屬于高空危險(xiǎn)作業(yè)，而在“無(wú)人港”，工作人員只需在遠(yuǎn)程控制室里輕點(diǎn)鼠標(biāo)，就能高水準(zhǔn)地操控裝卸作業(yè)。這里的自動(dòng)化率可以達(dá)到90%以上，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、智能化。

從空中鳥瞰“無(wú)人港”，碼頭上一批穿梭不停的小車顯得忙而不亂。這是無(wú)人駕駛的自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車，也被工程師親切地稱作“快遞小哥”，它們配有智能控制系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)時(shí)交通狀況規(guī)劃最優(yōu)路線、自動(dòng)導(dǎo)航、主動(dòng)避障。

洋山港四期碼頭有數(shù)十輛自動(dòng)引導(dǎo)車同時(shí)來(lái)回穿梭，卻從不發(fā)生碰撞。工程師介紹，這種車自重20至30噸，加上集裝箱的重量，全車可達(dá)70噸，但停車位置十分精確，誤差不會(huì)超過(guò)2厘米。

這樣的“無(wú)人港”不僅運(yùn)行精準(zhǔn)，而且高效、低耗。自動(dòng)化碼頭可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)作業(yè)，據(jù)測(cè)算，碼頭效率比過(guò)去有質(zhì)的提升，還能實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放下降10％以上。

自動(dòng)引導(dǎo)車全天候不間斷行駛，能耗卻不高，大容量鋰電池讓車輛可以在滿電后持續(xù)運(yùn)行8個(gè)小時(shí)。振華重工為這些無(wú)人車研發(fā)了自動(dòng)換電系統(tǒng)，電量不足時(shí)，車輛可自行前往換電站更換電池。

張健介紹，更換電池全程只需6分鐘，電池充滿電僅需2小時(shí)，整個(gè)充電過(guò)程零排放，可節(jié)省能耗40%左右。

此外，海側(cè)的岸橋全部由自動(dòng)化遠(yuǎn)程操控，海側(cè)軌道吊全部是自動(dòng)化雙箱軌道吊，可提高碼頭50%的使用率。據(jù)介紹，洋山四期作業(yè)效率在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)達(dá)到40箱/小時(shí)，即使匯集世界上最優(yōu)秀的碼頭操作工人，也無(wú)法達(dá)到這一效率。

數(shù)據(jù)顯示，2017年上海港共完成貨物吞吐量7.51億噸，同比增長(zhǎng)6.9%；集裝箱吞吐量4023萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱，同比增長(zhǎng)8.3%，集裝箱吞吐量連續(xù)8年位居世界第一。上海國(guó)際港務(wù)集團(tuán)董事長(zhǎng)陳戌源說(shuō)，從大港到強(qiáng)港，洋山四期將挑戰(zhàn)世界集裝箱裝卸技術(shù)的巔峰。

短短3年從無(wú)到有，“無(wú)人港”為什么能？

自1993年世界第一個(gè)自動(dòng)化集裝箱碼頭在荷蘭鹿特丹港投入運(yùn)行以來(lái)，目前全球共有30余個(gè)自動(dòng)化程度不一的“無(wú)人港”。

中國(guó)“無(wú)人港”起步雖晚，但追趕速度很快。2014年，廈門港率先建成我國(guó)第一個(gè)全自動(dòng)化集裝箱碼頭。2015年，上海港、青島港先后宣布開始規(guī)劃建設(shè)自動(dòng)化集裝箱碼頭。到2017年12月，上海港洋山四期已經(jīng)開港試運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著我國(guó)港口業(yè)在運(yùn)營(yíng)模式、技術(shù)應(yīng)用以及裝備制造上實(shí)現(xiàn)了跨越升級(jí)與重大變革。

“20年前，我看到國(guó)外的港口實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)的自動(dòng)化作業(yè)，當(dāng)時(shí)就在憧憬，什么時(shí)候我們自己的碼頭也可以這樣智能高效?！标愋缭凑f(shuō)：“如今，我們實(shí)現(xiàn)了碼頭整體作業(yè)的全自動(dòng)化?！?/p>

令我國(guó)工程師自豪的是，“無(wú)人港”的許多核心設(shè)備和技術(shù)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“中國(guó)智造”。

振華重工連續(xù)多年是世界最大的港口機(jī)械裝備制造商，上海洋山港四期碼頭的三大裝卸機(jī)種——橋吊、軌道吊、自動(dòng)引導(dǎo)車均由其制造。據(jù)該企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，振華重工已為荷蘭鹿特丹港、美國(guó)長(zhǎng)灘島港、英國(guó)利物浦港等全球重要港口的自動(dòng)化碼頭提供幾乎所有單機(jī)設(shè)備。

“中國(guó)智造”不僅局限于“殼”，也正在進(jìn)入“芯”時(shí)代。上港集團(tuán)自主研發(fā)的碼頭智能生產(chǎn)管理控制（TOS）系統(tǒng)和振華重工自主研發(fā)的智能控制（ECS）系統(tǒng)，分別組成了洋山四期碼頭的“大腦”與“神經(jīng)”。這兩套系統(tǒng)是自動(dòng)化碼頭得以安全、可靠運(yùn)行的核心，其研制與應(yīng)用，讓“無(wú)人港”成功用上中國(guó)“芯”。

振華重工總裁黃慶豐說(shuō)，企業(yè)跟蹤自動(dòng)化碼頭的設(shè)備研制已有近10年，過(guò)去是給國(guó)外自動(dòng)化碼頭提供設(shè)備，如今不僅能夠參與打造國(guó)內(nèi)自動(dòng)化碼頭，還能自主開發(fā)設(shè)計(jì)設(shè)備管控系統(tǒng)。這對(duì)于中國(guó)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)是重大突破。

2010年至今，上海港連續(xù)保持世界第一大港的地位。陳戌源說(shuō)，憑借幾十年生產(chǎn)和管理經(jīng)驗(yàn)的積累，通過(guò)自身努力，上海港實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)自主集成。“國(guó)外很多港口企業(yè)和航運(yùn)公司到洋山四期看了以后，對(duì)我們自主開發(fā)的系統(tǒng)很感興趣，希望上海港能夠幫助他們實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化改造?！蹦壳?，全球七成的“無(wú)人港”已陸續(xù)換上“中國(guó)芯”。

產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，“無(wú)人港”將改變什么？

從肩挑手提，到機(jī)械抓斗，再到全自動(dòng)化操作，近年來(lái)，碼頭作業(yè)由曾經(jīng)的勞動(dòng)密集型行業(yè)，逐漸轉(zhuǎn)為科技密集型。

自動(dòng)化碼頭生產(chǎn)管控系統(tǒng)，讓船舶和堆場(chǎng)計(jì)劃、配載計(jì)劃、生產(chǎn)作業(yè)路計(jì)劃等原本必須由專業(yè)人員手工完成的任務(wù)，全部交由系統(tǒng)自動(dòng)生成。這些變化，顯著降低了碼頭生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)各個(gè)環(huán)節(jié)的人力資源成本。

但“機(jī)器換人”并非一味減少就業(yè)崗位。碼頭作業(yè)過(guò)去是一項(xiàng)繁重且危險(xiǎn)的工作，40歲以上的人往往就難以勝任?！艾F(xiàn)在，操控人員在辦公室就能夠控制作業(yè)，不怕風(fēng)吹雨淋，年紀(jì)大一點(diǎn)不要緊?！秉S慶豐說(shuō)。

洋山港四期碼頭后續(xù)將繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模，最終有26臺(tái)岸橋、約120臺(tái)軌道吊和超過(guò)130輛自動(dòng)引導(dǎo)車投入使用。工程建設(shè)指揮部總指揮張斌說(shuō)，隨著數(shù)量增長(zhǎng)，系統(tǒng)復(fù)雜程度和對(duì)算法的要求將成倍增加，勢(shì)必要“倒逼”前端技術(shù)的更新迭代。

在智能維保業(yè)務(wù)中，振華重工利用協(xié)同辦公技術(shù)，與港口用戶工程維修需求無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)。依托雙小車岸橋、輪胎吊項(xiàng)目，開發(fā)了港機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)及評(píng)價(jià)體系報(bào)告。

“我們準(zhǔn)備在設(shè)備上安裝芯片，制定遠(yuǎn)程診斷的方案。如果設(shè)備某處出現(xiàn)故障，就會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)告，工程師可以在遠(yuǎn)端收到信號(hào)、實(shí)時(shí)診斷甚至維護(hù)修理?！?洋山四期自動(dòng)化項(xiàng)目部副總經(jīng)理羅國(guó)強(qiáng)說(shuō)。

作為世界最大、技術(shù)最先進(jìn)的全自動(dòng)化集裝箱碼頭項(xiàng)目，上海洋山四期工程設(shè)計(jì)年吞吐量630萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，生產(chǎn)作業(yè)區(qū)占地面積約149.1萬(wàn)平方米，泊位岸線長(zhǎng)度2350米，共設(shè)7個(gè)泊位，能靠泊世界上最大的20萬(wàn)載重噸的集裝箱運(yùn)輸船。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目在碼頭通過(guò)能力、裝卸效率、節(jié)能環(huán)保、安全、智能化等方面具有較為突出的優(yōu)勢(shì)，將幫助上海港繼續(xù)保持全球吞吐量最大的集裝箱碼頭的記錄，同時(shí)也有利于進(jìn)一步提升上海自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)口岸的通關(guān)效率。