洋山四期是目前全球最大的单体集装箱自动化码头,拥有2350米岸线、2个7万吨级泊位和5个5万吨级泊位,设计吞吐能力初期达到400万TEU,远期将达到630万TEU,可满足多艘大型集装箱船同时靠泊。

截至目前,全球共建成30多个集装箱自动化码头,而中国集装箱自动化码头建设发展仍处于起步阶段。对集装箱自动化码头的破题之道不可能有现成的标准范式,也不可能毕其功于一役,探索实践还将是一个长期、持续和渐进的过程。

交通运输部水运科学研究院研究员罗本成曾经表示,集装箱自动化码头建设面临着巨大的现实挑战。首先需要充足的资金支撑,不仅要有建设资金还要有预留资金,包括运维资金以及后期的管理资金。同时也要有先进的技术积累,包括工艺、装备以及本身的控制技术。另外还要有专业的运营团队、合适的运作模式、良好的保障条件等。

上港集团相关人士表示,洋山四期建成之后,将减少人工约70%,提升作业效率约30%。此前有专家指出,根据厦门远海集装箱自动化码头的测算,通过集装箱自动化码头操作一只集装箱,成本可以降低100元。

尽管如此,集装箱自动化码头的发展尚未形成燎原之势。国内目前除了率先建成集装箱自动化码头的上述三港之外,尚有宁波舟山港、天津港和唐山港等港口有建设集装箱自动化码头的意向。专家认为,对于集装箱自动化码头建设有一个认识过程,既与投入产出相关,也与地区的发展程度相关。

此前,振华重工副总裁张健在接受《航运交易公报》记者专访时坦言:“集装箱自动化码头适合于有一定货量规模支撑的码头。所以现在国内外集装箱自动化码头都建在干线港口,这也是目前困扰着集装箱自动化码头全面推广的最大原因。”他认为,随着相关技术的不断进步和成本不断降低,集装箱自动化码头的投资信心被大大激发。

或许,集装箱自动化码头的高效率会激发更多的投资热情。12月3日,在青岛港集装箱自动化码头作业现场,在对“以星·芝加哥”轮的装卸作业中,青岛港集装箱全自动化码头的单机平均作业效率达到39.6只自然箱/小时,创出全球集装箱自动化码头单机平均作业效率最高纪录,且全面超越人工码头作业效率,比全球集装箱自动化码头单机平均效率高出50%。经过近7个月的商业运营,青岛港集装箱自动化码头平均效率从运营时每小时26只自然箱提升至11月的每小时35只自然箱,船舶准班率保持100%。

  现在→未来,中国“智造”

巨大的桥吊自行挥舞巨臂,从船上精准抓箱,码头上空无一人,只有无人驾驶的电动卡车来回运送……这样的场景不再只是科幻片中的画面,而是集装箱自动化码头上的常态。

能实现这样的操作,得益于中国“智造”的支撑。

从厦门,青岛到上海,目前国内集装箱自动化码头建设都与振华重工有着紧密联系。振华重工从1998年开始涉足自动化领域,2000年为汉堡CTA集装箱自动化码头提供4台双小车岸桥,2002年开始研发AGV,2005年成功研发第一代跨运车,2008年成功研发并建成集装箱自动化码头的示范线。2013年,振华重工开始承建国内首个集装箱自动化码头——厦门远海集装箱自动化码头。2015年,振华重工相继拿下青岛集装箱自动化码头和洋山四期订单。振华重工一步一个脚印,填补了国内集装箱自动化码头的空白,并稳固了其码头项目集成商的地位。

除了提供码头设备之外,振华重工更是与港方一起加强合作,开发适合港区的设备控制系统和码头操作系统。与青岛港集装箱自动化码头采用国外码头操作系统不同的是,洋山四期则全部国产化。振华重工与上港集团通力合作,双方分别自主研制ECS软件系统(设备控制系统)和TOS系统(码头操作系统),组成洋山四期的“神经”与“大脑”。这两套系统的研制与应用,让国内集装箱自动化码头第一次用上“中国芯”。在强大的“大脑”与“神经”支持下,为码头装卸作业打开了更大的空间。

船舶抵港靠岸后,计算机会自动安排作业时间点,系统提前通知无人转运车到达位置。电脑会根据卸船计划,实时计算路径,无人转运车则会按照电脑规划的行驶路径,前往堆场,整个计划可以精确到秒级。

采用集装箱自动化技术后,洋山四期的装卸效率将是全上海港最高的。洋山四期海侧的岸桥和陆侧的轨道吊均实现自动化远程操控,其中可实现双箱自动化起吊的轨道吊。使用自动化双箱轨道吊,配合自动化双箱岸桥作业,可以尽快释放岸线空间,提高码头的使用率,理论上能够提升50%的工作效率。

此外,洋山四期的主要装卸环节均实现了全电力驱动,提高能源利用效率的同时,能最大程度减少碳排放,降低废气和噪音对环境的影响。因此,洋山四期将是一个真正的零排放绿色码头。

洋山四期自动化码头

随着码头的集装箱自动化发展,对于班轮公司而言,同样能感受到中国“智造”的魅力,享受到中国“智造”的效率。马士基航运作为上港集团的合作伙伴,参与了新码头的调试和准备工作。马士基航运大中华区总裁方雪刚在接受《航运交易公报》记者采访时表示:“对于洋山四期的开港,我们应恭喜上港集团取得这样骄人的进步。港口操作的智能化和无人化是大趋势,上海港为此付出了很多努力,相信这也适应了中国经济发展的要求。洋山四期的投入使用,会增加上海港的码头处理能力,能够进一步提高上海港为行业服务的标准。”

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