自動化碼頭內(nèi)集卡作業(yè)調(diào)度優(yōu)化

朱 龑

上海國際港務(wù)(集團(tuán))股份有限公司尚東集裝箱碼頭分公司

1 引言

自動化集裝箱碼頭普遍采用雙小車岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡稱岸橋)、自動化軌道式龍門起重機(jī)(以下簡稱軌道吊)與自動導(dǎo)引車相結(jié)合的裝卸工藝，相較傳統(tǒng)碼頭，可大幅縮減人機(jī)交互環(huán)節(jié)，提高作業(yè)安全水平和作業(yè)效率。目前，自動導(dǎo)引車為普通集裝箱的主要水平運(yùn)輸機(jī)械，危險(xiǎn)品、特種箱和后場轉(zhuǎn)堆作業(yè)仍需借助內(nèi)集卡[1]。隨著碼頭吞吐能力不斷提升，內(nèi)集卡作業(yè)量也隨之上升，內(nèi)集卡周轉(zhuǎn)率以及軌內(nèi)作業(yè)效率成為制約船舶作業(yè)效率的關(guān)鍵因素。

2 軌內(nèi)作業(yè)岸邊生產(chǎn)組織優(yōu)化

2.1 軌內(nèi)作業(yè)線路

自動化碼頭的危險(xiǎn)品堆場、特種箱堆場、查驗(yàn)箱堆場一般為非自動化箱區(qū)，由輪胎式龍門起重機(jī)(以下簡稱輪胎吊)、集裝箱正面吊負(fù)責(zé)裝卸，需要使用內(nèi)集卡作業(yè)。低平板掛車和過高架放置在內(nèi)集卡停車場，內(nèi)集卡根據(jù)作業(yè)要求更換掛車，港內(nèi)車流圍繞自動化堆場呈逆時(shí)針總體流向[2-3]。

2.2 軌內(nèi)作業(yè)拼箱流程

2.2.1裝船流程

控制員發(fā)送裝船指令，并綁定內(nèi)集卡車號；內(nèi)集卡空車開往自動化箱區(qū)陸側(cè)并掃碼，待系統(tǒng)調(diào)度指令后，軌道吊對內(nèi)集卡發(fā)箱。此時(shí)內(nèi)集卡車尾重車，開往危險(xiǎn)品庫或特種箱區(qū)。內(nèi)集卡到達(dá)危險(xiǎn)品庫或特種箱區(qū)后，輪胎吊司機(jī)根據(jù)指令要求判斷是否需要將內(nèi)集卡車尾小箱調(diào)至車頭，并對內(nèi)集卡發(fā)箱，內(nèi)集卡整車重車后開往岸邊。內(nèi)集卡到達(dá)岸邊，等待裝船；控制員通知單船指導(dǎo)員和外輪理貨員就位，單船指導(dǎo)員安排內(nèi)集卡作業(yè)順序并監(jiān)護(hù)作業(yè)，橋邊指揮信號員指揮內(nèi)集卡上檔(安裝鎖鈕)，并通過對講機(jī)告知岸橋遠(yuǎn)程操作員船箱位，外輪理貨員做箱號確認(rèn)以及裝船確認(rèn)后，由岸橋遠(yuǎn)程操作員完成裝船操作。

2.2.2 卸船流程

控制員發(fā)送卸船指令，并綁定內(nèi)集卡車號，內(nèi)集卡空車開往岸邊等待卸船?？刂茊T通知單船指導(dǎo)員和外輪理貨員就位，單船指導(dǎo)員安排內(nèi)集卡作業(yè)順序并監(jiān)護(hù)作業(yè)，橋邊信號指揮員指揮內(nèi)集卡上檔(拆卸鎖鈕)，岸橋遠(yuǎn)程操作員完成卸船操作，外輪理貨員做箱號確認(rèn)以及卸船確認(rèn)后，內(nèi)集卡重車，開往危險(xiǎn)品庫或特種箱區(qū)。輪胎吊司機(jī)對內(nèi)集卡收箱，并根據(jù)剩余小箱在內(nèi)集卡上位置判斷是否需要調(diào)整；內(nèi)集卡帶車尾1個(gè)小箱開往自動化箱區(qū)陸側(cè)并掃碼，待系統(tǒng)調(diào)度指令后，軌道吊對內(nèi)集卡收箱。

2.3 軌內(nèi)作業(yè)目前存在的問題及其優(yōu)化措施

2.3.1 自動化作業(yè)與軌內(nèi)作業(yè)交替進(jìn)行問題

岸橋需進(jìn)行大批量軌內(nèi)作業(yè)，受限于內(nèi)集卡資源數(shù)量，自動化作業(yè)和軌內(nèi)作業(yè)頻繁交替進(jìn)行，會導(dǎo)致2方面問題：橋邊指揮信號員需往返于中轉(zhuǎn)平臺和軌內(nèi)之間，無法及時(shí)安排上檔順序，即軌內(nèi)有內(nèi)集卡等待作業(yè)，但岸橋仍斷檔；在1條路安排1名橋邊指揮信號員情況下拆裝鎖鈕不及時(shí)，造成岸橋等待。

優(yōu)化措施為：

(1)如軌內(nèi)作業(yè)無需拆裝鎖鈕，控制員提前通知泊位管理員，由泊位管理員安排內(nèi)集卡上檔順序并指揮作業(yè)。

(2)當(dāng)中轉(zhuǎn)平臺配置2名橋邊指揮信號員，將平臺作業(yè)模式改成單人模式，1人負(fù)責(zé)軌內(nèi)，1人負(fù)責(zé)中轉(zhuǎn)平臺；當(dāng)中轉(zhuǎn)平臺配置1名橋邊指揮信號員，由控制員布置，泊位管理員安排，增加1名機(jī)動人員，輔助橋邊指揮信號員工作(最好具備危險(xiǎn)品監(jiān)護(hù)資質(zhì))。

(3)橋邊指揮信號員提前與鏟車聯(lián)系，在軌內(nèi)準(zhǔn)備好鎖鈕臨框，擺放位置需便于提前安裝鎖鈕。

(4)控制員提前通過工作軟件將軌內(nèi)作業(yè)指令信息發(fā)送給泊位管理員，由泊位管理員負(fù)責(zé)安排、通知內(nèi)集卡上檔順序。

2.3.2 內(nèi)集卡上檔順序安排不合理問題

內(nèi)集卡上檔順序安排不合理主要表現(xiàn)為：特種箱集中卸船，軌內(nèi)高低平板掛車排序與作業(yè)要求不符，一般大件占用低平板資源；特種箱集中裝船，僅部分需要使用過高架，實(shí)際超限箱與非超限箱穿插作業(yè)，造成無需使用過高架的大件作業(yè)時(shí)長增加；岸橋作業(yè)完畢歸還過高架時(shí)，未及時(shí)安排拖掛車上檔，造成岸橋等待。

優(yōu)化措施為：

(1)控制員安排特種箱卸船時(shí)，提前與泊位管理員和甲板指揮信號員確定作業(yè)工藝、所需高低平板數(shù)量以及作業(yè)順序，按要求通知內(nèi)集卡更換平板，同時(shí)布置高低平板上檔順序，由橋邊指揮信號員負(fù)責(zé)落實(shí)。

(2)控制員安排特種箱裝船時(shí)，提前告知橋邊指揮信號員包括過高架拖掛車在內(nèi)的所有內(nèi)集卡上檔順序，同時(shí)將作業(yè)優(yōu)先級告知內(nèi)集卡和特種箱區(qū)輪胎吊，確保箱區(qū)發(fā)箱順序和岸邊作業(yè)優(yōu)先級一致。

2.3.3 內(nèi)集卡車頭朝向安排不合理問題

管理規(guī)定要求,40 ft集裝箱拖掛車裝1只20 ft集裝箱時(shí)，應(yīng)放在拖掛車的后軸。當(dāng)內(nèi)集卡收到卸船雙箱吊指令，界面按船頭到船尾順序顯示集裝箱箱型，未顯示集裝箱危險(xiǎn)品類別，同時(shí)進(jìn)口船圖與實(shí)際情況可能存在誤差。因此當(dāng)內(nèi)集卡裝車后，如后箱是危險(xiǎn)品，到危險(xiǎn)品庫落箱后，需要輪胎吊回手作業(yè)，將剩余前軸箱調(diào)至后軸，增加內(nèi)集卡周轉(zhuǎn)時(shí)間，同時(shí)占用輪胎吊資源。

優(yōu)化措施為：控制員安排軌內(nèi)危險(xiǎn)品拼箱卸船時(shí)，提前與甲板指揮信號員確認(rèn)危險(xiǎn)品小箱所在位置(船頭/船尾)，布置內(nèi)集卡車頭朝向，由橋邊指揮信號員負(fù)責(zé)落實(shí)，確保內(nèi)集卡前軸是危險(xiǎn)品。

2.3.4 內(nèi)集卡裝箱位置不合理問題

內(nèi)集卡裝箱位置不合理問題主要表現(xiàn)為：內(nèi)集卡拖運(yùn)兩關(guān)裝船單吊小箱，根據(jù)作業(yè)順序，在岸橋下先裝了后軸的小箱，導(dǎo)致前軸帶單個(gè)小箱，無法行駛，需岸橋回手；卸船最后一關(guān)單吊小箱，為充分利用內(nèi)集卡資源，橋邊指揮信號員優(yōu)先安排放前軸，導(dǎo)致內(nèi)集卡前軸帶單個(gè)小箱，無法行駛，需岸橋回手。

優(yōu)化措施為：

(1)控制員綁定內(nèi)集卡指令后，告知其兩關(guān)單吊的作業(yè)關(guān)序，確保內(nèi)集卡重車后，前軸小箱作業(yè)關(guān)序在前。

(2)單吊卸船，橋邊指揮信號員優(yōu)先安排放內(nèi)集卡后軸；針對1車僅拖1個(gè)小箱工況，控制員提前告知橋邊指揮信號員與內(nèi)集卡。

2.3.5 甲板作業(yè)順序安排不合理問題

甲板作業(yè)順序安排不合理問題主要表現(xiàn)為：關(guān)艙后甲板第一關(guān)是危險(xiǎn)品裝船，對應(yīng)槽位的底鎖未擺放，岸橋軌內(nèi)抓箱后無法及時(shí)作業(yè)；關(guān)艙后作業(yè)甲板，與裝船雙箱吊綁扎要求沖突，岸橋無法作業(yè)。

優(yōu)化措施為：

(1)由于甲板指揮信號員使用的設(shè)備是對講機(jī)，無法接收電子船圖，船舶開工前，控制員需將打印好的進(jìn)/出口船圖交接到現(xiàn)場；同時(shí)告知甲板指揮信號員優(yōu)先作業(yè)的槽位，使之根據(jù)作業(yè)優(yōu)先級擺放底鎖，如有加載也應(yīng)及時(shí)告知。

(2)控制員需提前與甲板指揮信號員確認(rèn)甲板雙箱吊中間是否需要綁扎，如需綁扎，應(yīng)根據(jù)要求安排作業(yè)順序。

3 內(nèi)集卡調(diào)度邏輯優(yōu)化

3.1 現(xiàn)有內(nèi)集卡調(diào)度邏輯及其問題分析

系統(tǒng)基于內(nèi)集卡掛車狀態(tài)(高、低平板)、作業(yè)類型(裝卸、轉(zhuǎn)堆、某臺岸橋、所有)，自動匹配車號和指令，具體表現(xiàn)為：針對無超限數(shù)據(jù)的集裝箱，自動調(diào)度同作業(yè)類型的空車高平板；針對有超限數(shù)據(jù)的集裝箱，自動調(diào)度同作業(yè)類型的空車低平板；支持人工改配。

在實(shí)際生產(chǎn)中，高、低平板的使用范圍并非如此界定，且由于碼頭四班兩運(yùn)轉(zhuǎn)的工時(shí)制度，負(fù)責(zé)同一個(gè)特種箱進(jìn)出場操作的輪胎吊司機(jī)有概率不是同一個(gè)人，控制員在發(fā)送裝船指令前會跟特種箱區(qū)輪胎吊司機(jī)確認(rèn)工藝，遇到超限數(shù)據(jù)臨界的情況，司機(jī)會先使用過高架嘗試，增加了不需要使用過高架和需要使用鋼絲繩特種箱的作業(yè)時(shí)間。

3.2 優(yōu)化內(nèi)容

3.2.1 內(nèi)集卡調(diào)度邏輯優(yōu)化

現(xiàn)階段碼頭配備有8臺內(nèi)集卡，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，在未購置新集卡前另租用了4臺集卡，受限于車況，只能拖運(yùn)20 t以下非危險(xiǎn)品箱?？紤]到內(nèi)集卡資源現(xiàn)狀，在大批量軌內(nèi)集中作業(yè)時(shí)，控制員會盡量安排岸邊重進(jìn)重出，即在內(nèi)集卡完成A岸橋裝船指令后，再為其指定B岸橋卸船指令，以提高利用率，降低空駛距離?？刂茊T需要不斷調(diào)整集卡號，因此提出創(chuàng)建岸橋池、集卡池需求，岸橋可不限于同一條船舶，同池的內(nèi)集卡自動接受岸橋指令，無需控制員介入。

與自動化作業(yè)指令不同，內(nèi)集卡作業(yè)指令的狀態(tài)無法根據(jù)自動化機(jī)械單機(jī)層狀態(tài)變更，需由人工確認(rèn)。為提高內(nèi)集卡周轉(zhuǎn)率，更好地監(jiān)測指令執(zhí)行情況，需在內(nèi)集卡控制界面增加內(nèi)集卡進(jìn)入當(dāng)前作業(yè)階段時(shí)間，當(dāng)控制員發(fā)現(xiàn)異常時(shí)可及時(shí)了解情況并采取應(yīng)對措施。

3.2.2 內(nèi)集卡控制界面優(yōu)化

在內(nèi)集卡控制界面增加“箱拖運(yùn)要求”欄目，顯示該箱所需的工索具及掛車類型。針對卸船特種箱，由控制員在進(jìn)口船圖中進(jìn)行維護(hù)；針對裝船特種箱，進(jìn)場時(shí)由輪胎吊司機(jī)在手持終端上錄入?？刂茊T通過操作界面發(fā)送該箱作業(yè)指令，其對應(yīng)的拖運(yùn)要求顯示在內(nèi)集卡控制界面和輪胎吊司機(jī)手持終端上，系統(tǒng)根據(jù)出勤車輛狀態(tài)，自動匹配集卡和指令。

圖1為優(yōu)化后的內(nèi)集卡控制界面，左側(cè)集卡任務(wù)管理區(qū)域新增“箱托運(yùn)要求”和“進(jìn)入當(dāng)前階段時(shí)間”顯示列，便于控制員及時(shí)掌握所需信息、調(diào)整指令；右側(cè)新增“設(shè)備池維護(hù)”和“集卡池維護(hù)”區(qū)域，經(jīng)控制員設(shè)置后，系統(tǒng)自動匹配同池岸橋任務(wù)和內(nèi)集卡，大幅縮減人工作業(yè)量。

圖1 優(yōu)化后的內(nèi)集卡控制界面

4 結(jié)語

目前，自動化碼頭配備21臺岸橋、108臺軌道吊和110臺自動導(dǎo)引車，通過優(yōu)化內(nèi)集卡作業(yè)流程，改進(jìn)控制員操作界面，調(diào)整后場機(jī)械彈性出勤等措施，可有效縮短岸橋在軌內(nèi)作業(yè)中的無效待時(shí)，提高船舶作業(yè)效率。