岸橋箱命中率和作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)及應(yīng)用

張乾能等

在國內(nèi)外集裝箱碼頭企業(yè)，著箱命中率一直是岸邊橋式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱岸橋）司機(jī)操作技能的主要體現(xiàn)，直接影響岸橋及碼頭作業(yè)效率和作業(yè)能耗。由于監(jiān)控難度較大，長期以來著箱命中率只是作為岸橋司機(jī)技能考核的重要指標(biāo)，而在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中卻未能加以體現(xiàn)和強(qiáng)化，從而不利于生產(chǎn)效率的提高及設(shè)備的節(jié)能降耗。本文基于集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)、起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等技術(shù)，開發(fā)岸橋著箱命中率和能耗統(tǒng)計(jì)功能，以期規(guī)范岸橋司機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)碼頭節(jié)能降耗。

1 功能開發(fā)的意義

岸橋能耗與船型、集裝箱質(zhì)量、司機(jī)操作、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)箱量等因素直接相關(guān)。在船型、集裝箱質(zhì)量、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)箱量等因素固定的條件下，通過規(guī)范司機(jī)操作可以降低岸橋能耗。著箱命中率是岸橋作業(yè)效率和作業(yè)能耗的直接影響因素，經(jīng)測(cè)試，減少1次著箱可以節(jié)約能耗成本0.22元人民幣；同時(shí)，作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)可以反映著箱命中率和司機(jī)操作技能水平?？梢姡稑蜃鳂I(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)是規(guī)范岸橋司機(jī)操作的重要條件。

隨著設(shè)備管理系統(tǒng)（尤其是起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)）的不斷發(fā)展，岸橋許多參數(shù)均可以從PLC讀取，便于專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。目前我國對(duì)岸橋著箱命中率的研究大多集中于仿真訓(xùn)練系統(tǒng)中，對(duì)實(shí)際作業(yè)中著箱命中率的研究甚少，因此，岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)意義重大。

2 功能開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)

（1）網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)異構(gòu)問題。解決網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)異構(gòu)問題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互，是開發(fā)岸橋著箱命中率和作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能的基礎(chǔ)和難點(diǎn)。

（2）難以準(zhǔn)確檢測(cè)著箱未成功次數(shù)。缺乏有效的傳感器檢測(cè)司機(jī)著箱未成功次數(shù)，技術(shù)人員需要通過分析司機(jī)作業(yè)過程，找到合理、準(zhǔn)確、可靠的統(tǒng)計(jì)方式。

（3）著箱命中率的統(tǒng)計(jì)分析。目前我國集裝箱碼頭企業(yè)尚無統(tǒng)計(jì)岸橋著箱命中率的經(jīng)驗(yàn)可以參照。統(tǒng)計(jì)岸橋著箱命中率需要解決異構(gòu)問題，在不同系統(tǒng)之間采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)有線和無線信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)岸橋著箱命中率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能。

3 功能開發(fā)方案

3.1 著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)

岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能即通過統(tǒng)計(jì)岸橋司機(jī)著箱命中率，分析司機(jī)業(yè)務(wù)操作水平。實(shí)現(xiàn)該功能需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包括司機(jī)編號(hào)和作業(yè)時(shí)間段等，涉及的系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)（主要負(fù)責(zé)累計(jì)總著箱次數(shù)和作業(yè)自然箱量以及進(jìn)行著箱檢測(cè)等）和集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)（主要負(fù)責(zé)提供司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段等數(shù)據(jù)）。

3.1.2 數(shù)據(jù)流程

當(dāng)起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)檢測(cè)到著箱檢測(cè)點(diǎn)改變時(shí)，獲取由PLC系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的著箱次數(shù)和作業(yè)自然箱量累計(jì)值，采集吊車編號(hào)、作業(yè)時(shí)間、著箱次數(shù)、作業(yè)自然箱量，并查詢集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)視圖，采集司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段等數(shù)據(jù)，形成1條記錄并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中。

3.1.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

目前岸橋單機(jī)作業(yè)效率為36自然箱/h左右，著箱命中率經(jīng)人工統(tǒng)計(jì)約為70%，每臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄，總共20臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄。

3.2 作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)

作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能即通過統(tǒng)計(jì)岸橋司機(jī)的作業(yè)箱量（分20英尺集裝箱、40英尺集裝箱、20英尺雙箱、45英尺集裝箱、雙吊具集裝箱）、司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)總質(zhì)量、作業(yè)耗電量等數(shù)據(jù)，分析司機(jī)的業(yè)務(wù)操作水平。

3.2.1 界面

輸入司機(jī)編號(hào)和作業(yè)時(shí)間段作為統(tǒng)計(jì)條件；統(tǒng)計(jì)輸出表格的表頭內(nèi)容包括序號(hào)、司機(jī)編號(hào)、統(tǒng)計(jì)時(shí)間段、20英尺集裝箱作業(yè)箱量、40英尺集裝箱作業(yè)箱量、20英尺雙箱作業(yè)箱量、45英尺集裝箱作業(yè)箱量、雙吊具集裝箱作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)總質(zhì)量、作業(yè)耗電量等。

3.2.2 數(shù)據(jù)流程

數(shù)據(jù)流程涉及的系統(tǒng)主要有：（1）PLC系統(tǒng)，主要用于累計(jì)作業(yè)總質(zhì)量和作業(yè)耗電量；（2）起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，主要用于計(jì)算和匯總系統(tǒng)和集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)并形成報(bào)表；（3）集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)，主要提供司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)箱量（分20英尺集裝箱、40英尺集裝箱、20英尺雙箱、45英尺集裝箱、雙吊具集裝箱）、作業(yè)循環(huán)次數(shù)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)流程如下：PLC系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)耗電量的累計(jì)值；起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)采集到吊具閉鎖或開鎖信號(hào)后，將吊車編號(hào)、時(shí)間、作業(yè)質(zhì)量累計(jì)值、作業(yè)耗電量累計(jì)值等形成1條流水記錄并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中；起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)定時(shí)（每隔）查詢集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)（包括司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)等），若有新司機(jī)作業(yè)時(shí)間段記錄，匯總司機(jī)作業(yè)時(shí)間段內(nèi)的作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)耗電量、作業(yè)箱量等，形成1條流水記錄，同時(shí)將流水記錄標(biāo)記刪除，在1個(gè)月后將標(biāo)記刪除的記錄徹底刪除。

3.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

岸橋司機(jī)作業(yè)1個(gè)集裝箱耗時(shí)約，每臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)720條記錄，總共20臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄，若保留原始數(shù)據(jù)1個(gè)月則最多存儲(chǔ)條記錄。

4 功能應(yīng)用

4.1 著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能應(yīng)用

起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)整合采集的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)分析功能。如圖2所示，起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可依據(jù)岸橋和司機(jī)編號(hào)、作業(yè)班次、作業(yè)時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)在司機(jī)不同作業(yè)時(shí)間段岸橋總著箱次數(shù)、司機(jī)作業(yè)著箱次數(shù)、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、著箱檢測(cè)時(shí)間等統(tǒng)計(jì)，并具有打印和導(dǎo)出為Excel文件等功能。利用著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能可以開展以下研究。

（1）采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)與采用新型操作方法司機(jī)著箱命中率的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。選擇6組司機(jī)（每組3人）作為研究對(duì)象，分成A、B、C、D、E、F組，A、B、C組采用傳統(tǒng)操作方法作業(yè)10個(gè)班，D、E、F組采用新型操作方法作業(yè)10個(gè)班，統(tǒng)計(jì)司機(jī)著箱命中率和作業(yè)能耗。由表1可見：A、B、C組司機(jī)的平均著箱命中率比D、E、F組司機(jī)的平均著箱命中率低，這說明采用新型操作方法司機(jī)的著箱命中率比采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)的著箱命中率高。提高司機(jī)著箱命中率有利于降低司機(jī)單箱作業(yè)能耗。

（2）應(yīng)用著箱命中率考核指標(biāo)規(guī)范司機(jī)操作。利用著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能，建立岸橋司機(jī)著箱命中率考核指標(biāo)，有利于推動(dòng)司機(jī)改進(jìn)操作方法，改正不良操作習(xí)慣。

4.2 作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能應(yīng)用

起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)整合采集的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)岸橋作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)分析功能。如圖3所示，起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可依據(jù)司機(jī)編號(hào)、作業(yè)班次、作業(yè)時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)在司機(jī)不同作業(yè)時(shí)間段作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)耗電量、單次作業(yè)能耗、單箱作業(yè)能耗、艙蓋板、銷子箱等統(tǒng)計(jì)，并具有打印和導(dǎo)出為Excel文件等功能。利用作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能可以開展多項(xiàng)研究。

（1）采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)與采用新型操作方法司機(jī)作業(yè)能耗的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。由表1可見：A、B、C組司機(jī)的平均單箱作業(yè)能耗比D、E、F組司機(jī)的平均單箱作業(yè)能耗高，這說明采用新型操作方法司機(jī)的單箱作業(yè)能耗比采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)的單箱作業(yè)能耗低。

（2）使用作業(yè)能耗考核指標(biāo)規(guī)范司機(jī)操作。利用作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能，歸納、總結(jié)新型操作方法，建立岸橋司機(jī)作業(yè)能耗考核指標(biāo)，以推動(dòng)司機(jī)改進(jìn)操作方法，改正不良操作習(xí)慣。

5 結(jié)束語

岸橋著箱命中率和作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)克服多項(xiàng)技術(shù)難題，為后續(xù)研究提供技術(shù)支持和平臺(tái)。利用信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)監(jiān)控岸橋司機(jī)作業(yè)能耗情況能有效提高岸橋作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)精細(xì)化管理，同時(shí)可為提高岸橋著箱命中率提供技術(shù)參照和指標(biāo)，有利于碼頭提升設(shè)備設(shè)施管理水平、司機(jī)作業(yè)操作水平和生產(chǎn)服務(wù)能力。

在國內(nèi)外集裝箱碼頭企業(yè)，著箱命中率一直是岸邊橋式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱岸橋）司機(jī)操作技能的主要體現(xiàn)，直接影響岸橋及碼頭作業(yè)效率和作業(yè)能耗。由于監(jiān)控難度較大，長期以來著箱命中率只是作為岸橋司機(jī)技能考核的重要指標(biāo)，而在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中卻未能加以體現(xiàn)和強(qiáng)化，從而不利于生產(chǎn)效率的提高及設(shè)備的節(jié)能降耗。本文基于集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)、起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等技術(shù)，開發(fā)岸橋著箱命中率和能耗統(tǒng)計(jì)功能，以期規(guī)范岸橋司機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)碼頭節(jié)能降耗。

1 功能開發(fā)的意義

岸橋能耗與船型、集裝箱質(zhì)量、司機(jī)操作、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)箱量等因素直接相關(guān)。在船型、集裝箱質(zhì)量、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)箱量等因素固定的條件下，通過規(guī)范司機(jī)操作可以降低岸橋能耗。著箱命中率是岸橋作業(yè)效率和作業(yè)能耗的直接影響因素，經(jīng)測(cè)試，減少1次著箱可以節(jié)約能耗成本0.22元人民幣；同時(shí)，作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)可以反映著箱命中率和司機(jī)操作技能水平?？梢姡稑蜃鳂I(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)是規(guī)范岸橋司機(jī)操作的重要條件。

隨著設(shè)備管理系統(tǒng)（尤其是起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)）的不斷發(fā)展，岸橋許多參數(shù)均可以從PLC讀取，便于專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。目前我國對(duì)岸橋著箱命中率的研究大多集中于仿真訓(xùn)練系統(tǒng)中，對(duì)實(shí)際作業(yè)中著箱命中率的研究甚少，因此，岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)意義重大。

2 功能開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)

（1）網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)異構(gòu)問題。解決網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)異構(gòu)問題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互，是開發(fā)岸橋著箱命中率和作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能的基礎(chǔ)和難點(diǎn)。

（2）難以準(zhǔn)確檢測(cè)著箱未成功次數(shù)。缺乏有效的傳感器檢測(cè)司機(jī)著箱未成功次數(shù)，技術(shù)人員需要通過分析司機(jī)作業(yè)過程，找到合理、準(zhǔn)確、可靠的統(tǒng)計(jì)方式。

（3）著箱命中率的統(tǒng)計(jì)分析。目前我國集裝箱碼頭企業(yè)尚無統(tǒng)計(jì)岸橋著箱命中率的經(jīng)驗(yàn)可以參照。統(tǒng)計(jì)岸橋著箱命中率需要解決異構(gòu)問題，在不同系統(tǒng)之間采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)有線和無線信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)岸橋著箱命中率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能。

3 功能開發(fā)方案

3.1 著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)

岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能即通過統(tǒng)計(jì)岸橋司機(jī)著箱命中率，分析司機(jī)業(yè)務(wù)操作水平。實(shí)現(xiàn)該功能需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包括司機(jī)編號(hào)和作業(yè)時(shí)間段等，涉及的系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)（主要負(fù)責(zé)累計(jì)總著箱次數(shù)和作業(yè)自然箱量以及進(jìn)行著箱檢測(cè)等）和集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)（主要負(fù)責(zé)提供司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段等數(shù)據(jù)）。

3.1.2 數(shù)據(jù)流程

當(dāng)起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)檢測(cè)到著箱檢測(cè)點(diǎn)改變時(shí)，獲取由PLC系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的著箱次數(shù)和作業(yè)自然箱量累計(jì)值，采集吊車編號(hào)、作業(yè)時(shí)間、著箱次數(shù)、作業(yè)自然箱量，并查詢集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)視圖，采集司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段等數(shù)據(jù)，形成1條記錄并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中。

3.1.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

目前岸橋單機(jī)作業(yè)效率為36自然箱/h左右，著箱命中率經(jīng)人工統(tǒng)計(jì)約為70%，每臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄，總共20臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄。

3.2 作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)

作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能即通過統(tǒng)計(jì)岸橋司機(jī)的作業(yè)箱量（分20英尺集裝箱、40英尺集裝箱、20英尺雙箱、45英尺集裝箱、雙吊具集裝箱）、司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)總質(zhì)量、作業(yè)耗電量等數(shù)據(jù)，分析司機(jī)的業(yè)務(wù)操作水平。

3.2.1 界面

輸入司機(jī)編號(hào)和作業(yè)時(shí)間段作為統(tǒng)計(jì)條件；統(tǒng)計(jì)輸出表格的表頭內(nèi)容包括序號(hào)、司機(jī)編號(hào)、統(tǒng)計(jì)時(shí)間段、20英尺集裝箱作業(yè)箱量、40英尺集裝箱作業(yè)箱量、20英尺雙箱作業(yè)箱量、45英尺集裝箱作業(yè)箱量、雙吊具集裝箱作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)總質(zhì)量、作業(yè)耗電量等。

3.2.2 數(shù)據(jù)流程

數(shù)據(jù)流程涉及的系統(tǒng)主要有：（1）PLC系統(tǒng)，主要用于累計(jì)作業(yè)總質(zhì)量和作業(yè)耗電量；（2）起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，主要用于計(jì)算和匯總系統(tǒng)和集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)并形成報(bào)表；（3）集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)，主要提供司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)箱量（分20英尺集裝箱、40英尺集裝箱、20英尺雙箱、45英尺集裝箱、雙吊具集裝箱）、作業(yè)循環(huán)次數(shù)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)流程如下：PLC系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)耗電量的累計(jì)值；起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)采集到吊具閉鎖或開鎖信號(hào)后，將吊車編號(hào)、時(shí)間、作業(yè)質(zhì)量累計(jì)值、作業(yè)耗電量累計(jì)值等形成1條流水記錄并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中；起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)定時(shí)（每隔）查詢集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)（包括司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)等），若有新司機(jī)作業(yè)時(shí)間段記錄，匯總司機(jī)作業(yè)時(shí)間段內(nèi)的作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)耗電量、作業(yè)箱量等，形成1條流水記錄，同時(shí)將流水記錄標(biāo)記刪除，在1個(gè)月后將標(biāo)記刪除的記錄徹底刪除。

3.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

岸橋司機(jī)作業(yè)1個(gè)集裝箱耗時(shí)約，每臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)720條記錄，總共20臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄，若保留原始數(shù)據(jù)1個(gè)月則最多存儲(chǔ)條記錄。

4 功能應(yīng)用

4.1 著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能應(yīng)用

起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)整合采集的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)分析功能。如圖2所示，起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可依據(jù)岸橋和司機(jī)編號(hào)、作業(yè)班次、作業(yè)時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)在司機(jī)不同作業(yè)時(shí)間段岸橋總著箱次數(shù)、司機(jī)作業(yè)著箱次數(shù)、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、著箱檢測(cè)時(shí)間等統(tǒng)計(jì)，并具有打印和導(dǎo)出為Excel文件等功能。利用著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能可以開展以下研究。

（1）采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)與采用新型操作方法司機(jī)著箱命中率的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。選擇6組司機(jī)（每組3人）作為研究對(duì)象，分成A、B、C、D、E、F組，A、B、C組采用傳統(tǒng)操作方法作業(yè)10個(gè)班，D、E、F組采用新型操作方法作業(yè)10個(gè)班，統(tǒng)計(jì)司機(jī)著箱命中率和作業(yè)能耗。由表1可見：A、B、C組司機(jī)的平均著箱命中率比D、E、F組司機(jī)的平均著箱命中率低，這說明采用新型操作方法司機(jī)的著箱命中率比采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)的著箱命中率高。提高司機(jī)著箱命中率有利于降低司機(jī)單箱作業(yè)能耗。

（2）應(yīng)用著箱命中率考核指標(biāo)規(guī)范司機(jī)操作。利用著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能，建立岸橋司機(jī)著箱命中率考核指標(biāo)，有利于推動(dòng)司機(jī)改進(jìn)操作方法，改正不良操作習(xí)慣。

4.2 作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能應(yīng)用

起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)整合采集的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)岸橋作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)分析功能。如圖3所示，起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可依據(jù)司機(jī)編號(hào)、作業(yè)班次、作業(yè)時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)在司機(jī)不同作業(yè)時(shí)間段作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)耗電量、單次作業(yè)能耗、單箱作業(yè)能耗、艙蓋板、銷子箱等統(tǒng)計(jì)，并具有打印和導(dǎo)出為Excel文件等功能。利用作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能可以開展多項(xiàng)研究。

（1）采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)與采用新型操作方法司機(jī)作業(yè)能耗的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。由表1可見：A、B、C組司機(jī)的平均單箱作業(yè)能耗比D、E、F組司機(jī)的平均單箱作業(yè)能耗高，這說明采用新型操作方法司機(jī)的單箱作業(yè)能耗比采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)的單箱作業(yè)能耗低。

（2）使用作業(yè)能耗考核指標(biāo)規(guī)范司機(jī)操作。利用作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能，歸納、總結(jié)新型操作方法，建立岸橋司機(jī)作業(yè)能耗考核指標(biāo)，以推動(dòng)司機(jī)改進(jìn)操作方法，改正不良操作習(xí)慣。

5 結(jié)束語

岸橋著箱命中率和作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)克服多項(xiàng)技術(shù)難題，為后續(xù)研究提供技術(shù)支持和平臺(tái)。利用信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)監(jiān)控岸橋司機(jī)作業(yè)能耗情況能有效提高岸橋作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)精細(xì)化管理，同時(shí)可為提高岸橋著箱命中率提供技術(shù)參照和指標(biāo)，有利于碼頭提升設(shè)備設(shè)施管理水平、司機(jī)作業(yè)操作水平和生產(chǎn)服務(wù)能力。

在國內(nèi)外集裝箱碼頭企業(yè)，著箱命中率一直是岸邊橋式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱岸橋）司機(jī)操作技能的主要體現(xiàn)，直接影響岸橋及碼頭作業(yè)效率和作業(yè)能耗。由于監(jiān)控難度較大，長期以來著箱命中率只是作為岸橋司機(jī)技能考核的重要指標(biāo)，而在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中卻未能加以體現(xiàn)和強(qiáng)化，從而不利于生產(chǎn)效率的提高及設(shè)備的節(jié)能降耗。本文基于集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)、起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等技術(shù)，開發(fā)岸橋著箱命中率和能耗統(tǒng)計(jì)功能，以期規(guī)范岸橋司機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)碼頭節(jié)能降耗。

1 功能開發(fā)的意義

岸橋能耗與船型、集裝箱質(zhì)量、司機(jī)操作、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)箱量等因素直接相關(guān)。在船型、集裝箱質(zhì)量、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)箱量等因素固定的條件下，通過規(guī)范司機(jī)操作可以降低岸橋能耗。著箱命中率是岸橋作業(yè)效率和作業(yè)能耗的直接影響因素，經(jīng)測(cè)試，減少1次著箱可以節(jié)約能耗成本0.22元人民幣；同時(shí)，作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)可以反映著箱命中率和司機(jī)操作技能水平?？梢?，岸橋作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)是規(guī)范岸橋司機(jī)操作的重要條件。

隨著設(shè)備管理系統(tǒng)（尤其是起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)）的不斷發(fā)展，岸橋許多參數(shù)均可以從PLC讀取，便于專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。目前我國對(duì)岸橋著箱命中率的研究大多集中于仿真訓(xùn)練系統(tǒng)中，對(duì)實(shí)際作業(yè)中著箱命中率的研究甚少，因此，岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)意義重大。

2 功能開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)

（1）網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)異構(gòu)問題。解決網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)異構(gòu)問題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互，是開發(fā)岸橋著箱命中率和作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能的基礎(chǔ)和難點(diǎn)。

（2）難以準(zhǔn)確檢測(cè)著箱未成功次數(shù)。缺乏有效的傳感器檢測(cè)司機(jī)著箱未成功次數(shù)，技術(shù)人員需要通過分析司機(jī)作業(yè)過程，找到合理、準(zhǔn)確、可靠的統(tǒng)計(jì)方式。

（3）著箱命中率的統(tǒng)計(jì)分析。目前我國集裝箱碼頭企業(yè)尚無統(tǒng)計(jì)岸橋著箱命中率的經(jīng)驗(yàn)可以參照。統(tǒng)計(jì)岸橋著箱命中率需要解決異構(gòu)問題，在不同系統(tǒng)之間采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)有線和無線信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)岸橋著箱命中率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能。

3 功能開發(fā)方案

3.1 著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)

岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能即通過統(tǒng)計(jì)岸橋司機(jī)著箱命中率，分析司機(jī)業(yè)務(wù)操作水平。實(shí)現(xiàn)該功能需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包括司機(jī)編號(hào)和作業(yè)時(shí)間段等，涉及的系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)（主要負(fù)責(zé)累計(jì)總著箱次數(shù)和作業(yè)自然箱量以及進(jìn)行著箱檢測(cè)等）和集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)（主要負(fù)責(zé)提供司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段等數(shù)據(jù)）。

3.1.2 數(shù)據(jù)流程

當(dāng)起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)檢測(cè)到著箱檢測(cè)點(diǎn)改變時(shí)，獲取由PLC系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的著箱次數(shù)和作業(yè)自然箱量累計(jì)值，采集吊車編號(hào)、作業(yè)時(shí)間、著箱次數(shù)、作業(yè)自然箱量，并查詢集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)視圖，采集司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段等數(shù)據(jù)，形成1條記錄并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中。

3.1.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

目前岸橋單機(jī)作業(yè)效率為36自然箱/h左右，著箱命中率經(jīng)人工統(tǒng)計(jì)約為70%，每臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄，總共20臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄。

3.2 作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)

作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能即通過統(tǒng)計(jì)岸橋司機(jī)的作業(yè)箱量（分20英尺集裝箱、40英尺集裝箱、20英尺雙箱、45英尺集裝箱、雙吊具集裝箱）、司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)總質(zhì)量、作業(yè)耗電量等數(shù)據(jù)，分析司機(jī)的業(yè)務(wù)操作水平。

3.2.1 界面

輸入司機(jī)編號(hào)和作業(yè)時(shí)間段作為統(tǒng)計(jì)條件；統(tǒng)計(jì)輸出表格的表頭內(nèi)容包括序號(hào)、司機(jī)編號(hào)、統(tǒng)計(jì)時(shí)間段、20英尺集裝箱作業(yè)箱量、40英尺集裝箱作業(yè)箱量、20英尺雙箱作業(yè)箱量、45英尺集裝箱作業(yè)箱量、雙吊具集裝箱作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)總質(zhì)量、作業(yè)耗電量等。

3.2.2 數(shù)據(jù)流程

數(shù)據(jù)流程涉及的系統(tǒng)主要有：（1）PLC系統(tǒng)，主要用于累計(jì)作業(yè)總質(zhì)量和作業(yè)耗電量；（2）起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，主要用于計(jì)算和匯總系統(tǒng)和集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)并形成報(bào)表；（3）集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)，主要提供司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)箱量（分20英尺集裝箱、40英尺集裝箱、20英尺雙箱、45英尺集裝箱、雙吊具集裝箱）、作業(yè)循環(huán)次數(shù)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)流程如下：PLC系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)耗電量的累計(jì)值；起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)采集到吊具閉鎖或開鎖信號(hào)后，將吊車編號(hào)、時(shí)間、作業(yè)質(zhì)量累計(jì)值、作業(yè)耗電量累計(jì)值等形成1條流水記錄并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中；起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)定時(shí)（每隔）查詢集裝箱碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)（包括司機(jī)編號(hào)、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)等），若有新司機(jī)作業(yè)時(shí)間段記錄，匯總司機(jī)作業(yè)時(shí)間段內(nèi)的作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)耗電量、作業(yè)箱量等，形成1條流水記錄，同時(shí)將流水記錄標(biāo)記刪除，在1個(gè)月后將標(biāo)記刪除的記錄徹底刪除。

3.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

岸橋司機(jī)作業(yè)1個(gè)集裝箱耗時(shí)約，每臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)720條記錄，總共20臺(tái)岸橋每天最多存儲(chǔ)條記錄，若保留原始數(shù)據(jù)1個(gè)月則最多存儲(chǔ)條記錄。

4 功能應(yīng)用

4.1 著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能應(yīng)用

起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)整合采集的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)岸橋著箱命中率統(tǒng)計(jì)分析功能。如圖2所示，起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可依據(jù)岸橋和司機(jī)編號(hào)、作業(yè)班次、作業(yè)時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)在司機(jī)不同作業(yè)時(shí)間段岸橋總著箱次數(shù)、司機(jī)作業(yè)著箱次數(shù)、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、著箱檢測(cè)時(shí)間等統(tǒng)計(jì)，并具有打印和導(dǎo)出為Excel文件等功能。利用著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能可以開展以下研究。

（1）采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)與采用新型操作方法司機(jī)著箱命中率的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。選擇6組司機(jī)（每組3人）作為研究對(duì)象，分成A、B、C、D、E、F組，A、B、C組采用傳統(tǒng)操作方法作業(yè)10個(gè)班，D、E、F組采用新型操作方法作業(yè)10個(gè)班，統(tǒng)計(jì)司機(jī)著箱命中率和作業(yè)能耗。由表1可見：A、B、C組司機(jī)的平均著箱命中率比D、E、F組司機(jī)的平均著箱命中率低，這說明采用新型操作方法司機(jī)的著箱命中率比采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)的著箱命中率高。提高司機(jī)著箱命中率有利于降低司機(jī)單箱作業(yè)能耗。

（2）應(yīng)用著箱命中率考核指標(biāo)規(guī)范司機(jī)操作。利用著箱命中率統(tǒng)計(jì)功能，建立岸橋司機(jī)著箱命中率考核指標(biāo)，有利于推動(dòng)司機(jī)改進(jìn)操作方法，改正不良操作習(xí)慣。

4.2 作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能應(yīng)用

起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)整合采集的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)岸橋作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)分析功能。如圖3所示，起重機(jī)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可依據(jù)司機(jī)編號(hào)、作業(yè)班次、作業(yè)時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)在司機(jī)不同作業(yè)時(shí)間段作業(yè)箱量、作業(yè)循環(huán)次數(shù)、作業(yè)耗電量、單次作業(yè)能耗、單箱作業(yè)能耗、艙蓋板、銷子箱等統(tǒng)計(jì)，并具有打印和導(dǎo)出為Excel文件等功能。利用作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能可以開展多項(xiàng)研究。

（1）采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)與采用新型操作方法司機(jī)作業(yè)能耗的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。由表1可見：A、B、C組司機(jī)的平均單箱作業(yè)能耗比D、E、F組司機(jī)的平均單箱作業(yè)能耗高，這說明采用新型操作方法司機(jī)的單箱作業(yè)能耗比采用傳統(tǒng)操作方法司機(jī)的單箱作業(yè)能耗低。

（2）使用作業(yè)能耗考核指標(biāo)規(guī)范司機(jī)操作。利用作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能，歸納、總結(jié)新型操作方法，建立岸橋司機(jī)作業(yè)能耗考核指標(biāo)，以推動(dòng)司機(jī)改進(jìn)操作方法，改正不良操作習(xí)慣。

5 結(jié)束語

岸橋著箱命中率和作業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)功能開發(fā)克服多項(xiàng)技術(shù)難題，為后續(xù)研究提供技術(shù)支持和平臺(tái)。利用信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)監(jiān)控岸橋司機(jī)作業(yè)能耗情況能有效提高岸橋作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)精細(xì)化管理，同時(shí)可為提高岸橋著箱命中率提供技術(shù)參照和指標(biāo)，有利于碼頭提升設(shè)備設(shè)施管理水平、司機(jī)作業(yè)操作水平和生產(chǎn)服務(wù)能力。