碼頭空無一人，卻忙碌有序。巨大的集裝箱被穩(wěn)穩(wěn)抓起、平移、放下，無人駕駛車輛來回穿梭運輸——從國外的鹿特丹、倫敦、名古屋，到國內(nèi)的青島、廈門、上海，全自動化碼頭正成為港口業(yè)發(fā)展的新趨勢。

岸橋、軌道吊、自動引導(dǎo)車、智能控制系統(tǒng)……“無人港”的核心技術(shù)中，“中國制造”已經(jīng)占有一席之地，將為迎接更大規(guī)模的智能時代提供堅實支撐。

自動化率90%以上，“無人港”有多神？

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

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

從空中鳥瞰“無人港”，碼頭上一批穿梭不停的小車顯得忙而不亂。這是無人駕駛的自動引導(dǎo)運輸車，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)實時交通狀況規(guī)劃最優(yōu)路線、自動導(dǎo)航、主動避障。

洋山港四期碼頭有數(shù)十輛自動引導(dǎo)車同時來回穿梭，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70噸，但停車位置十分精確，誤差不會超過2厘米。

這樣的“無人港”不僅運行精準(zhǔn)，而且高效、低耗。自動化碼頭可實現(xiàn)24小時作業(yè)，據(jù)測算，碼頭效率比過去有質(zhì)的提升，還能實現(xiàn)二氧化碳排放下降10％以上。

自動引導(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)運行8個小時。振華重工為這些無人車研發(fā)了自動換電系統(tǒng)，電量不足時，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，整個充電過程零排放，可節(jié)省能耗40%左右。

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

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6.9%；集裝箱吞吐量4023萬標(biāo)準(zhǔn)箱，同比增長8.3%，集裝箱吞吐量連續(xù)8年位居世界第一。上海國際港務(wù)集團董事長陳戌源說，從大港到強港，洋山四期將挑戰(zhàn)世界集裝箱裝卸技術(shù)的巔峰。

短短3年從無到有，“無人港”為什么能？

自1993年世界第一個自動化集裝箱碼頭在荷蘭鹿特丹港投入運行以來，目前全球共有30余個自動化程度不一的“無人港”。

中國“無人港”起步雖晚，但追趕速度很快。2014年，廈門港率先建成我國第一個全自動化集裝箱碼頭。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)開港試運營，標(biāo)志著我國港口業(yè)在運營模式、技術(shù)應(yīng)用以及裝備制造上實現(xiàn)了跨越升級與重大變革。

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

令我國工程師自豪的是，“無人港”的許多核心設(shè)備和技術(shù)都已經(jīng)實現(xiàn)“中國智造”。

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

“中國智造”不僅局限于“殼”，也正在進入“芯”時代。上港集團自主研發(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)是自動化碼頭得以安全、可靠運行的核心，其研制與應(yīng)用，讓“無人港”成功用上中國“芯”。

振華重工總裁黃慶豐說，企業(yè)跟蹤自動化碼頭的設(shè)備研制已有近10年，過去是給國外自動化碼頭提供設(shè)備，如今不僅能夠參與打造國內(nèi)自動化碼頭，還能自主開發(fā)設(shè)計設(shè)備管控系統(tǒng)。這對于中國制造企業(yè)來說是重大突破。

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，憑借幾十年生產(chǎn)和管理經(jīng)驗的積累，通過自身努力，上海港實現(xiàn)了軟件系統(tǒng)自主集成?！皣夂芏喔劭谄髽I(yè)和航運公司到洋山四期看了以后，對我們自主開發(fā)的系統(tǒng)很感興趣，希望上海港能夠幫助他們實現(xiàn)自動化改造。”目前，全球七成的“無人港”已陸續(xù)換上“中國芯”。

產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，“無人港”將改變什么？

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

自動化碼頭生產(chǎn)管控系統(tǒng)，讓船舶和堆場計劃、配載計劃、生產(chǎn)作業(yè)路計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)自動生成。這些變化，顯著降低了碼頭生產(chǎn)運營各個環(huán)節(jié)的人力資源成本。

但“機器換人”并非一味減少就業(yè)崗位。碼頭作業(yè)過去是一項繁重且危險的工作，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，年紀大一點不要緊?！秉S慶豐說。

洋山港四期碼頭后續(xù)將繼續(xù)擴大規(guī)模，最終有26臺岸橋、約120臺軌道吊和超過130輛自動引導(dǎo)車投入使用。工程建設(shè)指揮部總指揮張斌說，隨著數(shù)量增長，系統(tǒng)復(fù)雜程度和對算法的要求將成倍增加，勢必要“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縫對接，實現(xiàn)24小時遠程技術(shù)服務(wù)。依托雙小車岸橋、輪胎吊項目，開發(fā)了港機遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)及評價體系報告。

“我們準(zhǔn)備在設(shè)備上安裝芯片，制定遠程診斷的方案。如果設(shè)備某處出現(xiàn)故障，就會及時發(fā)出報告，工程師可以在遠端收到信號、實時診斷甚至維護修理?！?洋山四期自動化項目部副總經(jīng)理羅國強說。

作為世界最大、技術(shù)最先進的全自動化集裝箱碼頭項目，上海洋山四期工程設(shè)計年吞吐量630萬標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，生產(chǎn)作業(yè)區(qū)占地面積約149.1萬平方米，泊位岸線長度2350米，共設(shè)7個泊位，能靠泊世界上最大的20萬載重噸的集裝箱運輸船。

據(jù)介紹，該項目在碼頭通過能力、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，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，同時也有利于進一步提升上海自貿(mào)試驗區(qū)口岸的通關(guān)效率。