立體軌道式自動(dòng)化碼頭設(shè)備調(diào)度策略仿真分析

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與工業(yè)的進(jìn)步，最近幾年，我國(guó)對(duì)于新型的立體軌道式自動(dòng)化碼頭設(shè)備有了更為深入的研究，不僅對(duì)其作業(yè)流程與工藝方法掌握的更加熟練，還建立了自動(dòng)化碼頭的三維仿真模型，筆者通過(guò)實(shí)際的調(diào)查研究對(duì)立體軌道式自動(dòng)化碼頭的設(shè)備調(diào)度進(jìn)行策略仿真分析，希望能夠有助于碼頭的設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】立體軌道；自動(dòng)化碼頭；設(shè)備調(diào)度

我國(guó)的科學(xué)技術(shù)正處于不斷的發(fā)展當(dāng)中，尤其是機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度的提升，使得多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)作效率極大提高，而自動(dòng)化碼頭作為一種新型的、動(dòng)態(tài)的理念具有極為廣闊的發(fā)展前景，可以通過(guò)建立數(shù)學(xué)仿真模型的形式探究其調(diào)度策略，不僅能夠解決復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題，還可以將立體軌道式的理念應(yīng)用于自動(dòng)化碼頭設(shè)備當(dāng)中，同時(shí)，計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù)的應(yīng)用使得港口的設(shè)計(jì)規(guī)劃更加完善，極大促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

1、立體軌道式自動(dòng)化碼頭的作業(yè)流程

要想更加科學(xué)、規(guī)范的實(shí)現(xiàn)碼頭設(shè)備的作業(yè)流程就應(yīng)當(dāng)將立體軌道式自動(dòng)化碼頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能明確掌握，首先，此系統(tǒng)包含立體軌道平板車、集裝箱起重機(jī)以及地面的平板車，這些設(shè)備都需要一定的工藝布局才能夠充分的發(fā)揮作用，確保集裝箱的纜繩互相平行，同時(shí)，立體軌道的長(zhǎng)度也要與卸貨位置相符合，注重每個(gè)停泊位置裝卸線的高低布局，盡可能保證立體軌道由于延伸的集裝箱機(jī)構(gòu)互相垂直，以便于使系統(tǒng)達(dá)到最大的運(yùn)行效率，也能夠提升貨物裝卸的準(zhǔn)確率；其次，卸船作業(yè)是自動(dòng)化碼頭系統(tǒng)必要的工作流程之一，需要嚴(yán)格按照系統(tǒng)的調(diào)度進(jìn)行貨物的裝卸，在提升貨物過(guò)程中，立體平板車要與港口靠緊，當(dāng)纜繩拉伸到制定位置后再卸載貨物；最后，就是外卡集裝箱作業(yè)，最近幾年，我國(guó)進(jìn)出口貿(mào)易逐年增多，外卡集裝箱的自動(dòng)化作業(yè)需要每隔一段時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)安全檢測(cè)，確保外卡就位無(wú)誤，才能將目標(biāo)集裝箱由側(cè)路端部吊放于制定位置，其具體的作業(yè)內(nèi)容還包括RMG單獨(dú)作業(yè)和RMG-GT配合作業(yè)，這兩種設(shè)備的調(diào)度策略有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，調(diào)度人員還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇或配合使用。

2、自動(dòng)化碼頭設(shè)備仿真模型的建立

建立自動(dòng)化碼頭設(shè)備的仿真模型不僅便于其調(diào)度策略的分析，還能夠?qū)ν话l(fā)的狀況起到相應(yīng)的應(yīng)對(duì)作用，最早的三維仿真模型是由美國(guó)著名研究人員創(chuàng)建的，我國(guó)在自動(dòng)化的研發(fā)與應(yīng)用方面還處于初級(jí)階段，需要充分借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)[1]。首先，建立二維的立體軌道式自動(dòng)化碼頭設(shè)備模型，其可以對(duì)堆場(chǎng)的面積進(jìn)行評(píng)估，再將仿真的數(shù)據(jù)輸出進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)與分析，之后，通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，三維的仿真模型被建立起來(lái)，這樣就可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行更加直觀的檢測(cè)與設(shè)計(jì)，這種高效能的仿真系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行不同需求的調(diào)度，同時(shí)設(shè)備的利用率、優(yōu)化評(píng)估等工作有比傳統(tǒng)方式有很大突破，可以為港口運(yùn)營(yíng)管理者提供有利的決策依據(jù)[2]。

3、立體軌道式自動(dòng)化碼頭設(shè)備調(diào)度仿真分析

3.1卸船作業(yè)仿真分析

由于碼頭系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)營(yíng)具有一定的復(fù)雜性，設(shè)備的數(shù)量、工作時(shí)間、運(yùn)行效率都需要經(jīng)過(guò)大量的統(tǒng)計(jì)與技術(shù)，從而取得最大的經(jīng)濟(jì)收益，如何提升設(shè)備的利用率，使其在理想的調(diào)度情況下最大限度地減少空閑，使其作業(yè)能力被充分開(kāi)發(fā)，這就需要卸船作業(yè)仿真系統(tǒng)研制，對(duì)于碼頭中的每一個(gè)設(shè)備都有其既定的工作軌道，卸船的時(shí)候要嚴(yán)格的根據(jù)要求卸載到指定位置，那么，如何設(shè)計(jì)這一程序才能將系統(tǒng)的運(yùn)作效率達(dá)到最大就需要制定一種理想狀態(tài)下的卸船計(jì)劃，也就是假設(shè)一側(cè)的碼頭設(shè)備比較繁忙，另一側(cè)則空間，運(yùn)用左右策略效能性理論設(shè)計(jì)理想狀態(tài)下的卸船計(jì)劃，當(dāng)集裝箱全部卸載完成后計(jì)算堆場(chǎng)設(shè)備的工作效率，這樣在實(shí)際的卸載作業(yè)中就可以通過(guò)中和作業(yè)率降低各個(gè)設(shè)備的配置標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)降低成本達(dá)到擴(kuò)大盈利的目的，同時(shí)又在一定程度上提升了卸船作業(yè)的運(yùn)作效能。需要注意的是在后續(xù)的卸載工作中要做好各種突發(fā)狀況的應(yīng)對(duì)措施，仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也要考慮各種可能出現(xiàn)的情況，如果一個(gè)環(huán)節(jié)提前觸發(fā)，就會(huì)對(duì)接下來(lái)的環(huán)節(jié)造成嚴(yán)重的影響，要知道作業(yè)能力并不等同于作業(yè)效率，自動(dòng)化碼頭設(shè)備的調(diào)度要形成一個(gè)良性的循環(huán)，進(jìn)而從根本上提升系統(tǒng)的效率，促進(jìn)我國(guó)港口事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)作。

3.2外卡集裝箱作業(yè)仿真分析

我國(guó)的港口事業(yè)已經(jīng)越來(lái)越重視外卡集裝箱的搬運(yùn)了，而外卡集裝箱作業(yè)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析關(guān)乎堆場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的獲取，因此，在各個(gè)堆區(qū)的側(cè)端都設(shè)有三個(gè)外卡緩沖區(qū)，其作用是防止短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)外卡阻塞，尤其是RMG放箱距離的遠(yuǎn)近會(huì)影響外卡進(jìn)場(chǎng)的時(shí)間及其工作效率，最好配合使用RMG單獨(dú)提箱以及RMG-GT配合提箱來(lái)提高集裝箱作業(yè)的安全系數(shù)。與此同時(shí)，三維仿真模擬系統(tǒng)也將集裝箱作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)考慮在內(nèi)。首先，RMG的行走距離對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率影響很大，其會(huì)隨行走距離的長(zhǎng)短而呈現(xiàn)正比例增長(zhǎng)的趨勢(shì)，如果行走距離超出規(guī)定的范圍就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的作業(yè)效率降低52%左右；其次，RMG-GT配合作業(yè)可以通過(guò)控制吊放過(guò)程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率的提升，但是隨著作業(yè)距離的縮短，RMG單獨(dú)作業(yè)會(huì)呈現(xiàn)出更加明顯的優(yōu)勢(shì)。最后，就是集裝箱型號(hào)的大小對(duì)于系統(tǒng)效率的影響，通常采取控制往返次數(shù)來(lái)增加對(duì)吊放過(guò)程的控制，也可以根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的箱型，總之，外卡集裝箱的作業(yè)仿真分析能夠提升自動(dòng)化碼頭設(shè)備系統(tǒng)的使用壽命，立體軌道式的系統(tǒng)調(diào)度極大的提高了設(shè)備的工作效率[3]。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本研究對(duì)立體軌道式自動(dòng)化碼頭設(shè)備的調(diào)度策略仿真系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出了提高系統(tǒng)工作效率的一些意見(jiàn)，我國(guó)一直提倡節(jié)能環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略仿真，立體軌道自動(dòng)化碼頭具有良好的發(fā)展前景，盡管其中還存在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題需要完善，但相信隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及自動(dòng)化技術(shù)的完善一定能夠促進(jìn)碼頭作業(yè)的順利開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張海霖，江志斌，許泓.集裝箱港口集疏運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)作業(yè)模式的仿真分析[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（12）：113-119.

[2]梁燕，吳富生，金建明，立體軌道式自動(dòng)化集裝箱碼頭作業(yè)能耗分析[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2012（13）：114-121.

[3]彭傳生.集裝箱碼頭的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)[J].港口裝卸，2011（14）：114-542.