空箱堆高機(jī)作業(yè)可靠性提升途徑

樓桂龍　謝雄

近年來，在世界經(jīng)濟(jì)溫和復(fù)蘇和我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)中向好的背景下，我國外貿(mào)進(jìn)出口總量持續(xù)上升，港口集裝箱吞吐量隨之快速增長。2017年我國沿海港口共完成集裝箱吞吐量20 985萬TEU，其中，空箱作業(yè)量約占30%。在港口集裝箱裝卸作業(yè)流程中，空箱作業(yè)主要由空箱堆高機(jī)（以下簡稱“堆高機(jī)”）完成。在沿海大型專業(yè)化集裝箱碼頭，堆高機(jī)與岸橋的配比基本達(dá)到1∶1，堆高機(jī)作業(yè)可靠性對(duì)集裝箱碼頭整體作業(yè)效率和船舶準(zhǔn)班率產(chǎn)生重要影響。本文以寧波舟山港梅山港區(qū)為例，分析堆高機(jī)作業(yè)可靠性主要影響因素，并提出堆高機(jī)作業(yè)可靠性提升途徑，以期達(dá)到提升集裝箱碼頭整體作業(yè)效率的目的。

1 寧波舟山港梅山港區(qū)堆高機(jī)現(xiàn)狀

寧波舟山港梅山港區(qū)位于寧波梅山保稅港區(qū)內(nèi)，規(guī)劃岸線總長約3 900 m，分兩期建設(shè)，其中：一期工程1 800 m岸線已投入使用，2017年共完成集裝箱吞吐量345萬TEU，配置岸橋20臺(tái)、堆高機(jī)19臺(tái)（包括2018年新購的4臺(tái)）；二期工程現(xiàn)已開始建設(shè)，預(yù)

計(jì)于2020年完工，計(jì)劃配置岸橋22臺(tái)、堆高機(jī)22臺(tái)，形成年集裝箱吞吐能力超1 000萬TEU的專業(yè)化集裝箱碼頭。梅山港區(qū)堆高機(jī)有2臺(tái)可堆高8層，其他可堆高7層。梅山港區(qū)2017年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，堆高機(jī)共完成作業(yè)箱量190萬TEU，發(fā)生各類故障326起（不含通信類故障），故障解決時(shí)間為285 h（不含正常維保時(shí)間172 h），設(shè)備利用率為34.56%。隨著堆高機(jī)利用率逐年提升和設(shè)備逐漸老化，堆高機(jī)總體運(yùn)行情況不容樂觀，有必要根據(jù)其綜合運(yùn)行情況尋求作業(yè)可靠性提升途徑。

2 堆高機(jī)作業(yè)可靠性主要影響因素

2.1 日常維保點(diǎn)檢不到位

堆高機(jī)日常維保點(diǎn)檢內(nèi)容主要包括保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱、檢查輪胎、更換油液和濾芯等，這需要依據(jù)設(shè)備技術(shù)手冊(cè)和實(shí)際使用情況制訂保養(yǎng)周期表；而堆高機(jī)其他部件，如油管、皮帶、發(fā)電機(jī)碳刷、軸承、碟式制動(dòng)系統(tǒng)密封件和回位彈簧等，在堆高機(jī)運(yùn)行3～5年后往往會(huì)因老化而無法進(jìn)行結(jié)構(gòu)性維保，常在作業(yè)時(shí)突發(fā)故障，影響設(shè)備作業(yè)可靠性。此外，堆高機(jī)需要點(diǎn)檢的部件較多，點(diǎn)檢質(zhì)量取決于點(diǎn)檢人員的素質(zhì)和技能水平，“走馬觀花”式點(diǎn)檢容易導(dǎo)致隱患不能及時(shí)排除。

2.2 操作不規(guī)范，未及時(shí)上報(bào)小問題和小隱患

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前梅山港區(qū)堆高機(jī)故障中，操作類故障占比較高，主要原因是司機(jī)操作不規(guī)范，例如：司機(jī)對(duì)操作手柄使用不當(dāng)，導(dǎo)致操作手柄底座斷裂；司機(jī)在油管滲漏時(shí)仍繼續(xù)作業(yè)，導(dǎo)致油管爆裂；司機(jī)在剎車偶發(fā)失靈的情況下繼續(xù)作業(yè)，導(dǎo)致堆高機(jī)帶病作業(yè)；等等。此外，一些司機(jī)對(duì)堆高機(jī)原理認(rèn)知不全面，未能熟練掌握不同車型的檢查要求和性能特點(diǎn)，導(dǎo)致其不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，從而造成堆高機(jī)故障頻發(fā)。

2.3 控制系統(tǒng)升級(jí)快，故障點(diǎn)分散

近年來，隨著信息技術(shù)及電氣和電子技術(shù)的快速發(fā)展，堆高機(jī)電氣系統(tǒng)升級(jí)很快，加之系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，受限于生產(chǎn)廠家的技術(shù)保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員無法解決程序問題。例如，堆高機(jī)在作業(yè)過程中出現(xiàn)未知故障時(shí)，需要逐層排查機(jī)械、電氣、液壓點(diǎn)等，從而給故障解決帶來挑戰(zhàn)。

2.4 無線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定

在堆高機(jī)作業(yè)過程中，所有作業(yè)指令都是通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?；因此，無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度和無線網(wǎng)絡(luò)終端的質(zhì)量均會(huì)影響堆高機(jī)作業(yè)可靠性。無線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定對(duì)堆高機(jī)作業(yè)的影響主要有：通信信號(hào)突然中斷，給堆高機(jī)作業(yè)帶來困擾；無線網(wǎng)絡(luò)終端突發(fā)故障，相關(guān)人員從接到故障指令到更換終端往往需要30 min或更長時(shí)間，導(dǎo)致進(jìn)提箱交通擁堵、效率低下等諸多問題。

2.5 其他因素

除了上述因素外，影響堆高機(jī)作業(yè)可靠性的因素還包括場(chǎng)地高低不平、送修流程不暢、應(yīng)急預(yù)案演練較少、故障堆高機(jī)在作業(yè)場(chǎng)地滯留時(shí)間較長等。

3 堆高機(jī)作業(yè)可靠性提升途徑

通過分析堆高機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史故障，尋求提升堆高機(jī)作業(yè)可靠性的途徑。首先，需要確定合適的堆高機(jī)管理模式；其次，通過人員和技術(shù)手段，在設(shè)備預(yù)防性維修方面取得突破，爭取在設(shè)備定期維保階段解決大部分故障點(diǎn)和隱患點(diǎn)；最后，加大技改力度，提升設(shè)備作業(yè)可靠性和安全性。

3.1 實(shí)施預(yù)防性保養(yǎng)和維修計(jì)劃，降低堆高機(jī)重大故障發(fā)生頻率

堆高機(jī)預(yù)防性保養(yǎng)和維修計(jì)劃包括檢查、測(cè)量、測(cè)試、調(diào)整、零件更換及徹底檢修，并根據(jù)不同的檢查項(xiàng)目，劃分為10個(gè)保養(yǎng)和維修計(jì)劃，其中：A～D為預(yù)防性保養(yǎng)計(jì)劃，E～J為預(yù)防性維修計(jì)劃。預(yù)防性保養(yǎng)計(jì)劃按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)以A→B→A→C→A→B→A→D順序循環(huán)，間隔時(shí)間為250 h，對(duì)應(yīng)的A、 B、 C、 D等4個(gè)階段皆有不同的保養(yǎng)項(xiàng)目和內(nèi)容，必須逐條實(shí)施；預(yù)防性維修計(jì)劃涉及結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向軸、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、變速箱系統(tǒng)等六大系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)代碼為E～J，并執(zhí)行相應(yīng)的檢查周期表，以便及早發(fā)現(xiàn)故障隱患點(diǎn)，降低重大故障發(fā)生頻率。針對(duì)一些常規(guī)性故障，例如油管老化、滲油，皮帶落齒、落槽，發(fā)電機(jī)碳刷磨損，軸承游隙超標(biāo)或疲勞破損，碟式制動(dòng)系統(tǒng)密封件老化及回位彈簧塑性變形等，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的使用情況和狀態(tài)，預(yù)判故障趨勢(shì)，采用基于設(shè)備運(yùn)行周期的預(yù)防性維修方案，在配件達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)之前統(tǒng)一更換，并記錄下次更換時(shí)間，從而降低故障發(fā)生頻率，減少維修次數(shù)。

堆高機(jī)門架液壓油管應(yīng)急更換情況見表1。通過對(duì)8 900 mm門架液壓油管使用情況長達(dá)3年的跟蹤分析，推算出其使用壽命大約為。堆高機(jī)門架液壓油管更換時(shí)間見表2，其中：黃色數(shù)字欄表示油管即將到達(dá)更換時(shí)間，紅色數(shù)字欄表示油管已經(jīng)到達(dá)更換時(shí)間。這種預(yù)防性維保措施有利于減少堆高機(jī)應(yīng)急搶修次數(shù)。

表1 堆高機(jī)門架液壓油管應(yīng)急更換情況

表2 堆高機(jī)門架液壓油管更換時(shí)間

3.2 成立技術(shù)攻關(guān)小組，解決設(shè)備先天缺陷和疑難故障

堆高機(jī)使用6～8年后會(huì)出現(xiàn)一些疑難故障，如堆高機(jī)無行車制動(dòng)、吊具自動(dòng)側(cè)移或頻繁充壓等。堆高機(jī)是機(jī)電液一體化設(shè)備，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，引起故障的原因也較為復(fù)雜；而由于計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用，需要專業(yè)維修人員持續(xù)且多方位排查才能解決故障。在此背景下，有必要成立技術(shù)攻關(guān)小組，投入人、財(cái)、物等對(duì)堆高機(jī)疑難故障重點(diǎn)攻關(guān)。

以堆高機(jī)無行車制動(dòng)故障為例，故障具體表現(xiàn)為：司機(jī)踩腳剎時(shí)無行車制動(dòng)，測(cè)剎車壓力為500 kPa，剎車壓力低，回油壓力偏高。如圖1所示，堆高機(jī)行車制動(dòng)器由多個(gè)油冷式剎車盤組成，剎車盤交錯(cuò)排列，摩擦鋼片固定并隨輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)。堆高機(jī)行車制動(dòng)原理如下：來自剎車閥的液壓壓力推動(dòng)制動(dòng)器活塞將剎車盤壓在一起后實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，其摩擦所產(chǎn)生的熱量由系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的冷卻油帶走。

圖1 堆高機(jī)行車制動(dòng)器

為排除堆高機(jī)無行車制動(dòng)故障，先后拆開行車制動(dòng)器回油管、駐車制動(dòng)器回油管和伺服器回油管查看，發(fā)現(xiàn)回油均正常；因此，基本可判定問題在于液壓油冷卻系統(tǒng)回油壓力過高。打開液壓油箱，發(fā)

現(xiàn)油箱中鐵屑較多，據(jù)此斷定制動(dòng)盤磨損超標(biāo)?；谝陨戏治觯_定堆高機(jī)無行車制動(dòng)故障原因?yàn)閯x車油內(nèi)泄和剎車盤磨損。拆開堆高機(jī)前橋行車制動(dòng)器后發(fā)現(xiàn)，制動(dòng)器活塞變形且部分彈簧和螺栓斷裂，剎車盤產(chǎn)生大量鐵屑。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，彈簧和螺栓斷裂導(dǎo)致制動(dòng)器活塞無法將剎車盤壓緊，剎車盤相互摩擦產(chǎn)生的大量鐵屑導(dǎo)致制動(dòng)器活塞損壞，剎車油從制動(dòng)器活塞處流入剎車盤，從而導(dǎo)致無行車制動(dòng)。鑒于此，更換制動(dòng)器活塞和剎車盤，清洗液壓系統(tǒng)，即可排除故障。

在成立攻關(guān)小組解決復(fù)雜故障的基礎(chǔ)上，需要及時(shí)總結(jié)，將故障成因、排查過程、解決思路及對(duì)策匯編成冊(cè)，建立技術(shù)檔案，為今后人員培訓(xùn)、疑難故障排除提供技術(shù)保障。

3.3 運(yùn)用新技術(shù)，提升設(shè)備智能化程度

隨著計(jì)算機(jī)、傳感器、自動(dòng)控制等技術(shù)日益成熟，智能化已成為港口企業(yè)設(shè)備管理的戰(zhàn)略方向。為此，港口企業(yè)應(yīng)從提高司機(jī)操作舒適度和設(shè)備安全性的角度出發(fā)，積極運(yùn)用新技術(shù)。例如，港口企業(yè)利用傳感器技術(shù)，通過在堆高機(jī)上加裝倒車影像裝置、倒車?yán)走_(dá)、紅外線防撞裝置、自動(dòng)消防系統(tǒng)、人員識(shí)別系統(tǒng)等，提升堆高機(jī)智能化程度。以紅外線防撞裝置為例：堆高機(jī)司機(jī)在箱區(qū)作業(yè)時(shí)容易因視線不佳而無法準(zhǔn)確判斷吊具兩側(cè)距離，導(dǎo)致吊具極易碰擦周邊集裝箱，造成箱損或機(jī)損事故；而在堆高機(jī)吊具兩側(cè)加裝紅外線感應(yīng)裝置（見圖2），則可以有效保護(hù)設(shè)備和集裝箱。除此之外，還應(yīng)積極考慮開發(fā)和引進(jìn)設(shè)備故障智能診斷系統(tǒng)，通過大型起重機(jī)遠(yuǎn)程控制監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)堆高機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，從而大幅縮短設(shè)備故障處理時(shí)間。

圖2 堆高機(jī)吊具側(cè)面紅外線感應(yīng)裝置

3.4 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，升級(jí)無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備

大型集裝箱碼頭的空箱作業(yè)量較大，往往有多個(gè)空箱堆場(chǎng)，通常需要堆高機(jī)在箱區(qū)海陸兩側(cè)作業(yè)；然而，受限于無線網(wǎng)絡(luò)基站布置和接收天線高度，作業(yè)區(qū)域容易出現(xiàn)信號(hào)盲區(qū)，從而影響箱區(qū)正常作業(yè)。為解決此問題，除了適度調(diào)整堆存高度和堆存方式外，還可在堆場(chǎng)內(nèi)增設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)基站，并升級(jí)無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。總之，技術(shù)人員必須及時(shí)跟進(jìn)信息化發(fā)展動(dòng)向，強(qiáng)化信息技術(shù)對(duì)集裝箱作業(yè)的支持作用。

3.5 強(qiáng)化人員培訓(xùn)，提升技術(shù)人員和設(shè)備司機(jī)業(yè)務(wù)水平

高素質(zhì)的作業(yè)隊(duì)伍是確保堆高機(jī)各項(xiàng)性能的前提；因此，必須重視技術(shù)維保人員的技術(shù)培訓(xùn)和設(shè)備司機(jī)的操作技能培訓(xùn)，以減少因操作不當(dāng)引起的堆高機(jī)故障，降低故障發(fā)生頻率，縮短故障處理時(shí)間。梅山港區(qū)以委外培訓(xùn)和內(nèi)部培訓(xùn)的方式，每年對(duì)技術(shù)維保人員實(shí)施不少于48學(xué)時(shí)的培訓(xùn)，同時(shí)將之與績效考核結(jié)合起來，不斷提升維保人員技術(shù)水平。針對(duì)堆高機(jī)司機(jī)，除規(guī)范操作方法和操作流程外，還有針對(duì)性地開展堆高機(jī)性能培訓(xùn)，以便司機(jī)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備安全隱患和準(zhǔn)確描述故障現(xiàn)象，從而減少技術(shù)人員故障判斷時(shí)間。

4 結(jié)束語

寧波舟山港梅山港區(qū)通過調(diào)整和優(yōu)化堆高機(jī)管理模式，以預(yù)防性保養(yǎng)和維修為抓手，加強(qiáng)作業(yè)人員培訓(xùn)，積極應(yīng)用新技術(shù)，不僅提高了堆高機(jī)作業(yè)的安全性、可靠性和可用性，而且明顯提升作業(yè)效率，降低作業(yè)成本。由此可見，上述堆高機(jī)作業(yè)可靠性提升途徑具有較高的推廣價(jià)值。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2018-04-24）