港口勁吹“智慧”風

本刊記者 胥苗苗

在智慧港口崛起時不我待的今天，如何未雨綢繆，迎接智慧港的到來將是港航企業(yè)乃至各相關方需要認真思考的問題。

前不久，全球最大單體自動化智能碼頭和全球綜合自動化程度最高的碼頭——洋山港四期碼頭正式開港，標志著中國港口行業(yè)在運營模式和技術應用上實現(xiàn)了里程碑式的跨越升級與重大變革，更為上海港加速躋身世界航運中心前列提供了全新動力。從2016年3月廈門遠海集裝箱自動化碼頭正式運營，2017年5月全亞洲首個真正意義上的全自動集裝箱碼頭在青島港正式投入商業(yè)運營，再到日前上海洋山港四期的正式建成投產(chǎn)，集裝箱自動化碼頭的發(fā)展在中國以破竹之勢愈演愈烈。

應勢而生的“魔鬼碼頭”

深夜時分，燈火通明的洋山港依然忙碌，中國的工程機械、加勒比海的煙草、智利的紅酒乃至全世界的暢銷貨在岸線總長2350米卻空無一人的集裝箱碼頭上忙碌著，一臺臺無人小車（AGV）悄無聲息地將貨物準確地安放在指定位置……這是被譽為“魔鬼碼頭”的洋山港四期碼頭的日常工作狀態(tài)。從港口裝卸用“機械抓斗”替代工人肩挑手提，到智能碼頭實現(xiàn)自動化操作，近年來，碼頭作業(yè)這個曾經(jīng)的勞動密集型行業(yè)，正逐漸轉向科技密集型。

事實上，早在上個世紀90年代，自動化碼頭就已在國外興起。有專家認為，航運的發(fā)展，港口自動化是必然的途徑，而推動碼頭尤其是集裝箱碼頭邁向自動化的因素主要包括勞動力成本、安全性以及全球供應鏈的可預見性等幾個方面。首先，勞動力成本的不斷攀升和勞動力的日益稀缺，高昂的勞動力成本毫無疑問是推動碼頭自動化的關鍵因素之一。從勞動力成本方面考慮，自動化是一種必然的趨勢，尤其是在歐洲、北美、日本以及澳大利亞等勞動力成本較高的地區(qū)。其次是安全性的需要。傳統(tǒng)的碼頭，即使安全系數(shù)非常高，也并不等于沒有風險。而自動化碼頭，很多風險和危害都因為系統(tǒng)化和程序化的機器操作被降低甚至消除了，不僅如此，在處理超大型集裝箱船的時候，設備處理工作的復雜性和工作強度也隨之增加。三是全球供應鏈的可預見性。自動化的整個出發(fā)點不僅僅在于節(jié)約勞動力成本，還在于實現(xiàn)集裝箱裝卸的可調度性，進而實現(xiàn)全球供應鏈的可預見性。自動化就意味著可預見性。從長期來看，可預見性會提高生產(chǎn)效率。根據(jù)固定的效率就可以計算出船只停留在港口的時間，通過碼頭自動化可以實現(xiàn)吞吐量的持續(xù)性、穩(wěn)定性以及可規(guī)劃性。

在機器換人、節(jié)能環(huán)保的時代大背景下，集裝箱自動化碼頭發(fā)展還受到船舶大型化、航運聯(lián)盟常態(tài)化兩個關鍵外部因素的影響。近年來，隨著航運陷入長期低迷期，為降低成本，船舶大型化趨勢日趨明顯。3000TEU、6000TEU、1 0 0 0 0 T E U、1 8 0 0 0 T E U、20568TEU這一連串數(shù)字是世界最大集裝箱船記錄不斷被打破的過程。我們可以看到，即使是在全球航運業(yè)不景氣的近些年，最大集裝箱船的記錄依然是在穩(wěn)步增長。集裝箱船裝載能力的大幅增長不僅需要整體航運業(yè)運輸效率的提升，同時對港口裝載效率的要求也是“水漲船高”。自動化碼頭可實現(xiàn)24小時作業(yè)，通過遠程操控、自動操控，碼頭效率在過去的基礎上有質的提升。此外，隨著環(huán)保理念在港航領域不斷深入人心并付諸實施，自動化碼頭的應用還能實現(xiàn)二氧化碳排放下降10%以上。從某種程度上來說，船舶大型化助推了自動化港口的快速發(fā)展。

在當前全球經(jīng)濟和平發(fā)展、合作共贏的主旋律下，中國提出的“一帶一路”倡議是一項造福亞歐大陸的重要決策，“一帶一路”為我國遠洋航運業(yè)的發(fā)展注入了新的動力，自動化碼頭的推廣建設同樣也是“一帶一路”倡議的重要環(huán)節(jié)之一，中國也將有越來越多的新港開始建設，舊港開始升級換代。

自動化碼頭發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

不可否認，與傳統(tǒng)的集裝箱碼頭相比，全自動化集裝箱碼頭在智能化、可靠性、穩(wěn)定性、安全性和環(huán)保等方面具有十分明顯的優(yōu)勢，能降低操作和運營成本，比傳統(tǒng)碼頭節(jié)省能源25%以上、減少碳排量16%以上等等。因此，加快自動化集裝箱碼頭的規(guī)劃與發(fā)展已經(jīng)成為了世界航運界的共識。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界在建和建成的自動化集裝箱碼頭已達30多個。盡管如此，碼頭在自動化、智能化的發(fā)展道路上仍然面臨諸如資金、技術、管理等各方面的諸多挑戰(zhàn)。

對于已建成的自動化、智能化碼頭面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)就是資金問題。大量先進港機設備的應用，勢必要有充足的資金作支撐，港航企業(yè)不僅要有建設資金還要有預留資金，包括運維資金以及后期的管理資金。比如AGV小車的運用給集裝箱裝卸提供便利的同時，其高額的導航設備與系統(tǒng)投資，以及對系統(tǒng)故障進行維修的費用使得很多港口企業(yè)望而卻步。再加上，一旦AGV運行數(shù)量增多，容易造成系統(tǒng)壓力增大，導致轉運車輛容易發(fā)生碰撞、堵塞，還可能給碼頭造成額外的經(jīng)濟負擔。

自動化、智能化碼頭缺乏相應的規(guī)范和標準。荷蘭鹿特丹港馬士基碼頭公司自動化設計部主任亞歷山大·杜卡就曾對自動化碼頭的運營安全標準是否優(yōu)于其它行業(yè)表示過質疑。自動化碼頭的操作界面將使設備制造商盡力完善引擎動力標準，不僅要反映在設備本身，而且要在全自動系統(tǒng)中運行無誤，從而成為標準運行模式，促進港口加快技術完善的步伐。中國港口協(xié)會常務副會長陳英明指出，我國自動化集裝箱碼頭建設起步較晚，缺乏有關技術規(guī)范和標準系統(tǒng)指導，建議可以在充分借鑒國外自動化碼頭應用的基礎上，總結經(jīng)驗，在集裝箱碼頭總體布置模式、裝備、工藝、環(huán)保等方面形成行業(yè)技術標準，指導我國自動化集裝箱碼頭的建設。我們必須考慮自動化集裝箱碼頭的可持續(xù)發(fā)展，這同時也是一個創(chuàng)新驅動的問題，包括未來發(fā)展的轉型升級、技術改進，要考慮可持續(xù)性、可拓展性等。

此外，自動化碼頭的推廣使用也并非沒有障礙。受制于成本壓力，以及設備可靠性的擔憂，自動化碼頭的進一步推廣面臨一些現(xiàn)實壓力。首先，成本較高，一次性投資令企業(yè)望而卻步。上海國際航運中心港口部主任趙楠表示，企業(yè)選擇要不要使用自動化碼頭主要是要看成本的問題。企業(yè)需要測算一下成本是否合算，投入購買這些機器和平時投入人力能否達到一個平衡。從全壽命期成本看，自動化的成本很低；但在短期內，成本卻很高。國內碼頭目前的裝卸費率普遍不高，用戶投資的回報周期太長，也讓投資者在投資上更加謹慎。其次，風險也大，穩(wěn)定性和可靠性仍有待觀察。一旦實現(xiàn)自動化，無論是操作系統(tǒng)還是自動化設備都不允許“試錯”，因為一旦發(fā)生故障，很有可能導致整個碼頭生產(chǎn)癱瘓，這對于一個日集裝箱吞吐量達到100萬箱的碼頭而言是不可想象的。另外，自動化碼頭的推進還需要打通供應商、集成商、應用商的產(chǎn)業(yè)鏈條，構建自動化研發(fā)與應用平臺，由巴掌變拳頭，推動核心項目的突破與應用。

總之，在當前自動化碼頭飛速發(fā)展的今天，雖然其技術、工藝的發(fā)展都相對較成熟，但不可否認，自動化碼頭在制度、管理等“軟環(huán)境”方面的發(fā)展仍然需要一個過程。

“智慧”港的未來之路

上世紀50年代，集裝箱化的海洋運輸剛剛起步，提高裝卸效率始終是全球各集裝箱碼頭港口發(fā)展的重要話題。到了上世紀90年代，集裝箱自動化裝卸技術開始進入碼頭業(yè)者的視線。步入21世紀以后，港口集裝箱裝卸從追求效率向自動化、人工智能及大數(shù)據(jù)運用擴展，傳統(tǒng)港口如何搭上科技的潮流，實現(xiàn)智能化、低污染成為業(yè)內高度關注的焦點。不少業(yè)內人士認為,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的應用與普及,自動化、智能化的時代的來臨，“智慧碼頭”的發(fā)展是大勢所趨。

未來的智慧碼頭什么樣?作為一個業(yè)內人士暢想的概念,它的關鍵詞有很多:除了自動化，當下最時興的人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)也被賦予了想象空間。在上海海事大學教授、物流學專家宓為建看來,智慧港口作為一個發(fā)展愿景，其內涵有待挖掘，但是“智慧”可以是多元的，未來的智慧港口將更高效、更安全、更綠色，在多個層面實現(xiàn)全面智能化。智慧碼頭有一套評價指標：環(huán)境更友好、效率更高、成本更低、使用更舒適。在港航圈人士看來，智慧港口不等于自動化碼頭，智慧港口的外延更加廣泛，自動化碼頭則是智慧港口的重要標志，而作為一種未來港口的發(fā)展愿景，智慧港口的內涵還有待挖掘。

隨著中國自動化集裝箱碼頭的建設越演越烈，2017年2月，交通運輸部印發(fā)《推進智慧交通發(fā)展行動計劃（2017—2020年)》（以下簡稱《行動計劃》）。根據(jù)《行動計劃》，智慧港口建設成為水運智能化發(fā)展的重點。國家針對智慧港口建設的制度和支持力度，表明了發(fā)展智能化港口的決心，亦催生了具有相對安全可靠、高性能、高效率及低運營成本等優(yōu)勢的自動化碼頭?？梢灶A見，未來中國的港航經(jīng)濟會越來越出乎人們的意料：自動化技術使昔日的萬人大港可以變成自動化的“無人碼頭”；除了碼頭作業(yè)越來越智能化外，借助信息技術，碼頭供應鏈也在悄然生變，碼頭設備生產(chǎn)、供應、運輸、維護信息均可通過手機APP進行查詢，碼頭設備供應商和碼頭企業(yè)還可以進行線上交易變得更加“智慧”。

然而，如何應對港口經(jīng)濟的轉型升級是我們亟需思考的問題。對此，青島港全自動化集裝箱碼頭副總經(jīng)理楊杰敏表示，港口必須把握好當今世界科技發(fā)展最新應用技術，比如人工智能、大數(shù)據(jù)和機器人等，來提升港口生產(chǎn)力。如何用新技術、新業(yè)態(tài)來不斷推動港口行業(yè)從自動化走向智能化，即怎樣把設備跟碼頭操作系統(tǒng)、調度系統(tǒng)、堆場策劃、道口管理、泊位管理、能源管理、信息管理等結合，從而達至高效率，可靠穩(wěn)定，安全生產(chǎn)，綠色環(huán)保，持續(xù)發(fā)展。

另一方面，隨著智能、智慧港口建設的發(fā)展，必然對知識型、復合型的港口人才提出更高的需求。楊杰敏表示，自動化碼頭生產(chǎn)管理就是工藝流程和信息系統(tǒng)的高度融合，業(yè)務、設備、信息之間相互關聯(lián)相互制約，整體是一個大系統(tǒng)。自動化碼頭的工作模式、崗位設置、人員技能要求都發(fā)生了根本性的變革，所以它是一種新業(yè)態(tài)，港口企業(yè)只有擁有一大批既懂港口業(yè)務，又懂信息化、智能化技術的系統(tǒng)化人才，才能真正地搞好自動化、智能化碼頭建設和運營。

在智慧港口崛起時不我待的今天，如何未雨綢繆，迎接智慧港的到來將是港航企業(yè)乃至各相關方需要認真思考的問題。