全球最大單體全自動化碼頭上海洋山港四期開港

宋杰

世界第一大集裝箱港口——上海港洋山港區(qū)在12月10日迎來第四期工程開港。作為全球最大的單體全自動化碼頭，偌大的四期工程投入運行后呈現(xiàn)幾乎無人在場的奇觀。

這座由中國建筑旗下中建港務(wù)主承建的全球規(guī)模最大的自動化碼頭正式開港投入試生產(chǎn)，標志著中國港口行業(yè)的運營模式和技術(shù)應(yīng)用迎來里程碑式的跨越升級與重大變革，為上海港加速躋身世界航運中心前列注入全新動力。

值得一提的是，這里原本只是上海東南部的一個小漁村，遠離陸地逾30公里。一座東海上的小島擴張近6倍，從深?！霸臁背?00萬平方米土地，搖身變?yōu)槿騿误w最大的全自動化碼頭。

洋山港四期開港后，將助推上海港年吞吐量突破4000萬標準箱，等于美國所有港口吞吐量之和，也是目前全球港口年吞吐量的十分之一。

洋山港四期全自動碼頭的啟用，不僅把上海洋山港推上了向世界級強港進發(fā)的快車道，更是我國從航運大國走向航運強國的一個縮影。

第一箱集裝箱到港 全自動裝卸不到2分鐘

洋山港四期位于東海大橋以南，地處整個洋山深水港的最西側(cè)，工程于2014年12月正式開工，經(jīng)過3年多的建設(shè)，如今岸線長約2350米，一共設(shè)計了7個集裝箱泊位，可以滿足當(dāng)今市場各類大小船只的停泊需要。

“上海國際航運中心洋山港四期碼頭開港！”12月10日上午11點半，上海市委書記李強一聲令下，汽笛鳴響，橋吊開始起吊，這個全球最大單體自動化智能碼頭開始運作。

岸上的橋吊從岸邊的集裝箱船上抓起了自動化碼頭運作的第一個集裝箱，集裝箱移動到碼頭后，在電腦的控制下，橋吊將集裝箱放置到中轉(zhuǎn)平臺。

此時，中轉(zhuǎn)平臺的門架小車也已就位，將集裝箱穩(wěn)穩(wěn)抓起移動到已經(jīng)在地面等候的AGV自動導(dǎo)航卡車上方，當(dāng)集裝箱緩緩落下，箱子四角的鎖扣與AGV自動導(dǎo)航卡車連接，整個過程耗時不到2分鐘。

AGV自動導(dǎo)航卡車在61483枚地面磁釘?shù)囊龑?dǎo)下，載著1號箱開往目標箱區(qū)域?！案鶕?jù)磁釘位置可以準確找到這輛車的位置，并且根據(jù)預(yù)設(shè)好的規(guī)劃路徑高精度運作。”上海振華重工智慧集團研發(fā)部AGV系統(tǒng)電氣工程師說。

無人駕駛、自動導(dǎo)航、路徑優(yōu)化、主動避障，AGV堪稱配有智能控制系統(tǒng)的快遞小哥。

“到達指定的堆場之后，我們堆場機械、軌道吊已經(jīng)準備就緒，把這個箱子再吊到指定的堆場位置。所有的過程都是事先設(shè)定好的，通過自動程序來完成?！鄙细奂瘓F尚東分公司總經(jīng)理柳長滿告訴記者。

從第一箱離開貨輪的那一刻起，洋山港四期就開啟了全面作業(yè)的旅程。10臺橋吊、38臺軌道吊、50輛AGV自動導(dǎo)航卡車同步啟動。

從碼頭到堆場，整個作業(yè)環(huán)節(jié)中，除了岸橋小車采用自動化加人工遠程操控外，其他作業(yè)過程均為全自動化作業(yè)模式。

深海里“造”出的土地 大小相當(dāng)于1000多個標準足球場

從20世紀90年代開始，中國交建就承擔(dān)了洋山港碼頭勘察設(shè)計工作，即從2002年一期開工建設(shè)至今，中國交建建設(shè)者在洋山港已建設(shè)了15年。

從深海里“造”出800萬平方米土地，大小相當(dāng)于1000多個標準足球場。新大陸海拔11米，海底打樁最深可達39米。洋山也從面積僅有1.76平方公里的小島，到現(xiàn)在通過填海造地達到近10平方公里。

在洋山港之前，要在水深39米的海里填出陸地，中國從來沒有過。日本的關(guān)西機場是深海造田造出來的，最大水深不過25米，他們聲稱關(guān)西機場是“世界上最了不起的深海工程”。

那么洋山的39米水深呢？可謂最中之最了。

在20世紀90年代，全球集裝箱港口排名前20都找不到上海港的名字。而如今，有了洋山港，上海港的集裝箱吞吐量連續(xù)7年排名世界第一。

從2002年洋山深水港區(qū)獲批以來，經(jīng)過一期、二期、三期近15年的建設(shè)，今天的小洋山已從純粹的小漁村華麗轉(zhuǎn)身為當(dāng)今世界規(guī)模最大的自動化碼頭。12月10日開港的洋山港四期碼頭則是洋山港的續(xù)建工程。

相比洋山一期、二期和三期，四期碼頭因其智能化和自動化，全年可作業(yè)天數(shù)超過315天，刷新了碼頭吞吐量新紀錄。其建成和投產(chǎn)鞏固了上海港港口集裝箱貨物吞吐能力世界第一的地位。

TOS+ECS系統(tǒng)猶如“大腦與神經(jīng)” 全自動碼頭用上“中國芯”

據(jù)中國交建有關(guān)負責(zé)人介紹，洋山港四期作業(yè)效率將來會達到40箱/小時，遠超人工碼頭的作業(yè)效率，實現(xiàn)減少70%的人工。

40箱/小時是什么概念？即便是世界最優(yōu)秀的碼頭操作工人，也無法達到這一效率。此外，自動化碼頭還能24小時不間斷作業(yè)，保證操作工人人身安全，工作環(huán)境也得到極大改善，而且電力驅(qū)動，節(jié)能環(huán)保。

究竟是誰在指揮全自動化碼頭呢？

答案是上港集團自主研發(fā)的碼頭智能生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)（TOS系統(tǒng)）和中國交建所屬振華重工自主研發(fā)的智能控制系統(tǒng)（ECS系統(tǒng)），兩者組成了洋山港四期碼頭的“大腦”與“神經(jīng)”。這兩套系統(tǒng)的研制與應(yīng)用，讓國內(nèi)全自動化碼頭第一次用上“中國芯”。

在計算機指令控制下，40多米高的橋吊會伸出長臂，準確鎖住集裝箱，將它們從船上抓起再放到AGV自動導(dǎo)航卡車上，裝卸精度以毫米計。而原來的橋吊司機則從橋吊駕駛室搬去了百米外的中央控制室，他們對著電腦屏幕就能完成工作。

上海振華重工長興分公司質(zhì)量監(jiān)督部經(jīng)理趙雙寶已經(jīng)在振華工作15年。他告訴記者，全世界70%以上的岸橋都是振華制作完成，平均一天半就要發(fā)一個岸橋，目前正在制作洋山港四期自動化碼頭第二批岸橋，預(yù)計明年就能交付使用。

“一座岸橋有7000條焊縫，別小看這些焊縫，它們是橋吊的生命，我的工作就是要確保每一條焊縫合格，任何一條焊縫不合規(guī)都能導(dǎo)致機毀人亡。這7000條焊縫對我而言就是中國制造的含義。如果說以往我們是在做中國制造的話，未來我們要做的是中國智造，在自動化碼頭上，每一臺設(shè)備都是有生命的，我們的工作就是賦予他們生命?！壁w雙寶說。

據(jù)了解，當(dāng)初之所以決定要把洋山港四期建成全自動化碼頭，是因為這里的集裝箱泊位長度是2350米，而寬度只有500米。對于傳統(tǒng)碼頭來說非常狹窄，如果按照傳統(tǒng)方式，最大作業(yè)能力也就只有500萬標準箱，而如果設(shè)計成為無人碼頭，則吞吐量可以提升25%，達到630萬標準箱。

目前全球已建成的全自動碼頭分別為美國長灘、中國廈門和青島，此前被譽為“碼頭大腦”的運行管理系統(tǒng)是由一家德國公司開發(fā)設(shè)計。為了實現(xiàn)零的突破，在洋山港四期立項時就明確必須通過自主創(chuàng)新讓這個“大腦”裝上“中國芯”。接到任務(wù)后，科研團隊反復(fù)試錯不斷打磨，最終拿出了一套新系統(tǒng)，效率比國外軟件還高四分之一。

上港集團總裁嚴峻表示，希望通過自身管理水平提高、科技運用，不斷提高碼頭作業(yè)效率，降低客戶物流成本。上港集團董事長陳戌源則希望，爭取成為一個響當(dāng)當(dāng)“中國芯”的中國港口名片，把中國自己的技術(shù)推廣到國外碼頭上去。

業(yè)界人士指出，上海洋山港作為中國港口建設(shè)的旗艦工程，尤其是四期全自動化碼頭的背后，是中國港口建設(shè)體系的強力支撐。洋山港是中國港口建設(shè)走向深海的標志，也預(yù)示著中國港口規(guī)劃建設(shè)能力基本實現(xiàn)全球無禁區(qū)。