提高集裝箱碼頭機械設備控制水平

梅 葉，曹金鳳，羅勛杰，蓋延亮

MEI Ye1,CAO Jin-feng2,LUO Xun-jie1,GAI Yan-liang3

（1.青島前灣集裝箱碼頭有限責任公司，山東 青島 266500；2.青島理工大學 理學院，山東 青島 266520；3.青島港灣職業技術學院，山東 青島 266404）

(1.Qingdao Qianwan Container Terrminal Co.,Ltd.,Qingdao 266500,China;2.School of Science,Qingdao Technological University,Qingdao 266520,China;3.Qingdao Professional Technological College,Qingdao 266404,China)

基于集裝箱作業的優化[1]，業內研究和成果較多，它們大多集中在作業計劃的制定與執行的對接，以探求各環節的優化組合。而碼頭裝卸設備的控制方面研究同樣也具有重要的意義。事實上，碼頭機械設備的控制管理，并非獨立于裝卸工藝之外，設備的管控配置和裝卸工藝是系統工程[2]，在一定程度上是碼頭整個作業效率與綜合效益的基礎所在。所謂的“抓基礎，夯關鍵”就要統籌、規劃、實現好碼頭機械設備的優化控制[3]。

1 集裝箱碼頭機械設備控制的主要任務、目標與意義

任務——生產機械設備的控制在集裝箱碼頭的應用。生產設備控制是集裝箱碼頭生產調度人員，根據集裝箱碼頭晝夜作業計劃和碼頭生產的全過程，對集裝箱碼頭的所有生產設備進行有效的控制。根據碼頭的生產作業實際情況進行統一的管理和安排，充分提高生產設備的利用率，降低設備能源消耗，滿足碼頭生產的需要。

目標——生產過程的裝卸設備的有效性。保證設備在時間和空間上處于有效地控制指揮之中；使生產設備系統和輔助生產設備系統密切配合。力求在碼頭現有的狀況下，應對集裝箱碼頭裝卸生產線的不均衡性，保持生產作業路線相對高效順暢；一定范圍能耗最小化。通過對參與各種設備的優化組合與配置，保持設備作業或準作業狀態，降低單箱能耗[1]和作業路線上的組合能耗；實現設備壽命周期的費用經濟性[4]。

意義——力求生產的均衡。生產的不均衡性是集裝箱碼頭生產的顯著特點，加強集裝箱碼頭生產設備控制可以有效地緩解船舶集中到港時各種裝卸作業機械的相對不足對生產所造成的影響。碼頭生產調度人員通過對生產機械設備的控制，可以更好地提高碼頭各種裝卸作業生產設備的利用率，減低能耗，最大限度滿足生產。

2 生產機械設備控制的主要內容與制約因素

2.1 基于設備主體

對岸（輪胎吊）吊的控制。生產調度人員根據晝夜泊位計劃安排船舶靠離和裝卸生產，晝夜泊位計劃是生產調度人員合理安排船舶作業橋吊的基礎。生產調度人員對橋吊的控制是生產設備控制的關鍵，由于碼頭生產受諸多因素的影響，因此生產調度人員對橋吊的控制可變性和機動性都比較大，充分發揮生產調度人員對橋吊的主觀能動性，把對橋吊的控制做細做深，考慮的情況周到全面，對挖潛生產能力，提高裝卸效率和擴大碼頭通過能力的作用就越大，創造價值和財富就越大。

對輪胎吊和叉車的控制。場地控制人員，根據碼頭船舶裝卸作業的需要，堆場收發箱作業計劃的需要，場地在場箱歸并轉的需要，合理地安排場堆場的輪胎吊和叉車從事生產作業，充分提高輪胎吊和叉車的利用率，減低輪胎吊和叉車的單箱能耗成本，達到節能減排。

對集卡車的控制。集卡車系統是集裝箱碼頭生產作業過程的一個重要系統。集裝箱碼頭的生產調度人員根據晝夜泊位計劃到港作業船舶的重要性，合理安排裝卸船作業的集卡車，根據場地計劃歸并轉需要，合理安排歸并轉的車輛，提高集卡車的重載率，滿足碼頭生產的需要，以促進節能降耗。

對于裝卸生產輔助設備的控制。如用于裝卸主業的輔助的職工班車、現場裝卸指揮車輛、工程設備及其輔助設備、安全保障車輛、維修車間及其設備、指揮中心及其設備等，對它們統一控制、分配，保證運行的常態和處置問題的能力。

2.2 基于設備的管理

對碼頭生產設備及輔助生產設備的功能管理。重點內容：構建一定的管理體制，應用信息技術，運用具體方法，搭建設備監控、維護、保養、預防、管理等多重功能的綜合性管理平臺，實現對設備的常態化有效管理，達到安全性、實用性、經濟性和綜合效益。

2.3 制約因素

就碼頭裝卸生產過程而言，影響設備控制的主要因素有：（1）集裝箱碼頭生產的不平衡性是影響生產設備控制的最顯著的制約因素，任何優化管理都無法到達理想的均衡狀態，由于集裝箱班輪到港時間的不均衡，造成船舶集中到港時各種裝卸生產設備相對不足或過剩。（2）船舶作業進度的不均衡性是影響生產設備控制的顯著制約因素。由于碼頭船舶作業進度的不平衡，碼頭生產調度人員必須合理地安排作業機械，縮短重點艙的作業時間，更好地滿足作業和場地歸并轉的作業需要。

就碼頭裝卸設備管理而言，影響設備控制的主要因素有：管理理念、管理體制、碼頭的建設水平、信息化水平及管理者的專業技能和素養等。

3 提升機械設備控制水平的方法及思考

3.1 方法途徑

樹立先進的設備控制管理理念。依靠科技進步，促進生產發展和預防為主。結合集裝箱碼頭當前發展的階段和水平，適當超前的設計機械設備管控模式，緊緊運用信息化科技成果，依靠物聯網技術，積極構建本碼頭的完整科學的設備管理體系，以促進港口裝卸生產設備安全高效運行，服務生產為基本目標，以促進裝卸生產效率為主要目標，充分考慮生產設備控制的有效和經濟性，借鑒先進經驗，發揮本土優勢，貫徹設備管理的五項基本原則[4]。保持設備的完好，改善和提高技術裝備素質、充分發揮設備效能和取得良好投資效益。定期地檢測和維修保養為手段，建立可靠的預防維修體系。通過對機械設備的有效管控，保證平安港口。具體內容包括落實五個文明（文明裝卸、文明生產、文明服務、文明施工、文明環境）和五個平安（生產平安、交通平安、消防平安、設備平安、職工平安），確保不傷害自己、不傷害他人、不被他人傷害和保護他人不被傷害。

組建“集裝箱碼頭機械設備運行控制中心”[5]。運用信息化成果和物聯網技術，開通對生產設備和輔助生產設備的全面管控通道，實現對生產過程的設備全面地有效控制。主要拓展七大功能：EAM（Enterprise Asset Management）機務管理中心；網狀審批流程；作業現場及機器房內的監控中心；設備防風預警中心；起重機遠程監控中心；碼頭堆場照明控制中心；工程技術部機械設備維修及其論壇管理中心。七大板塊緊密結合，充分發揮作用，對碼頭機械設備良性循環管控。天津港、上海港、青島港等大型港口都建立了適合自己特色的碼頭機械設備運行控制中心，使集裝箱碼頭裝卸生產和綜合運營保持科學健康的運行。

積極研發推行“集裝箱碼頭生產過程控制可視化管理系統”軟件。用“千里眼”、“順風耳”全方位適時化地管控機械設備運行，服務碼頭的裝卸生產營運。青島前灣集裝箱碼頭有限責任公司，成立之時就建立了可視化的生產調度指揮中心，先后逐步運用衛星定位技術、無線射頻識別技術、視頻監控技術、光學字符識別技術、手掌靜脈身份識別技術、無線網絡技術等先進技術，依靠先進的Navis公司提供的SPARCS軟件系和自主開發的TMS系統，通過EDI系統實現兩個系統信息的流轉共享。積極構建和優化系統，把生產發展和生產機械設備的管控有機結合，很好地管控了碼頭的機械設備。集裝箱碼頭的可視化監控管理系統的主要原理是將傳統3C（COMPUTER，COMMUNICATION，CONTROL）與2S（GIS，GPS）等技術相結合，應用于集裝箱碼頭生產系統，創建了集裝箱碼頭生產過程控制可視化管理系統，實現了堆場集裝箱和設備的信息實時采集、處理和控制；系統實現了集裝箱碼頭堆場、設備和生產過程的三維顯示、實時監控和可視化管理，實現裝卸機械操作實時控制，使集裝箱堆碼準確率達到100%；系統優化了集裝箱碼頭生產管理過程，節約操作時間，提高設備利用率和生產效率，投資回收期短[4]，經濟效益與社會效益顯著，具有很好示范效應和推廣價值。這一技術得到了廣泛的應用和成效。如上海港、大連港、青島港、天津港、深圳港等港口結合自身的實際情況，開發運行了適合本集裝箱碼頭生產過程可視化管理系統，收到了實實在在的成效，對于其他小型集裝箱碼頭和內河集裝箱碼頭具有重要的借鑒意義。

健全落實設備安全監控管理制度。（1）設備專線技術員管理制度。對集裝箱碼頭的岸橋、場橋、門機、正面吊、堆高機和集卡等設備由專線技術員按照《特種設備安全管理手冊》的要求進行管理，排查運行故障和安全隱患，持續跟蹤和處理，實現設備安全管理工作的標準化和持續化[6]。（2）機械設備總電源開關管理制度。鑒于各碼頭的建設水平，對于全部用電設備或燃油與電結合設備的碼頭，要保證電源或電源與燃油切換的安全有效性，保證設備在壽命期的正常狀態，規范操作及保養程序，宣傳張貼危險警示標志，保證設備無故障，經濟性運行。（3）機械設備定期動載測試制度。（4）機械設備高空部件防墜巡檢制度。防止岸橋、場橋和門機等大型起重設備的高空部件的自然墜落。（5）不良工藝和行為自查自糾制度。糾正對機械的操作管理的習慣性違章。（6）非技術崗位員工應急處置培訓制度。編寫內部教材，對非技術崗位員工進行培訓增強非技術崗位員工的應急處置能力。（7）大型機械密閉空間安全管理制度。防止自然老化引發事故。（8）設備管理的責任制度。修舊利廢，安全經濟。動態評定設備管理的水平等級，給予獎勵，對于失職造成的危害，給予追查，實施設備的連續監管責任制度。集裝箱碼頭的生產設備控制是依據碼頭生產作業計劃和碼頭內外各種情況的變化，科學合理的調節配置各生產設備，使碼頭生產持續均衡的進行，提高生產設備控制的水平。

加快培養專業化的人才梯隊，搭建人才和技術交流成長的平臺。制定并推行人才培養計劃，可以采用委派設備制造廠家、科研院所或先進碼頭學習研究，重點突出先進理念武裝頭腦，突出對設備的駕馭，檢修、維護技能培養。針對裝卸生產的機械駕駛或設備的管理等崗位的不同，側重培養，推行特種設備駕駛準入制度，特種設備管理維護準入制度，持證上崗。對于碼頭設備能夠實時監控功能，分析預測功能，故障申報功能，后期維護跟蹤功能，突發重大事故應急處置功能。開辟人才業務交流平臺，進行業務交流，共同提高。QC項目推介新發明、新工藝、工屬具革新等。搭建人才成長通道，申報專利。

3.2 思考點

預見性。碼頭裝卸生產影響因素很多，情況變化快，因此生產設備控制人員針對生產中的問題要有預見性，對于生產作業過程中發生的影響生產的因素，及時對作業中生產設備進行調整，確保裝卸生產的順利進行。

計劃性。計劃性是生產設備控制的基礎和依據。生產設備控制人員，要根據晝夜船舶作業計劃、場地收發箱作業計劃，合理安排生產設備，保證碼頭生產作業計劃的完成。

集中性。集裝箱碼頭中央指揮控制室對碼頭的生產設備進行統一的控制，碼頭各種生產設備作業人員，必須嚴格的按照集裝箱碼頭中央指揮控制室的指令進行裝卸作業。碼頭生產設備控制只有在中央指揮控制室生產調度人員高度統一的集中控制下，才能更好地服務碼頭裝卸生產。

及時性。碼頭生產設備控制人員，對于生產作業過程中出現的影響作業的制約因素，突發事件要及時采取果斷有效的措施，對作業生產設備進行及時的調整，確保碼頭裝卸作業的順利流暢進行。

全面性。集裝箱碼頭生產設備控制人員要全面掌握碼頭內部人力、物力和各種作業機械的配置情況，熟悉生產作業計劃的執行情況，通過對生產控制人員綜合能力的提升來提高生產設備控制水平。

強化生產設備控制人員在生產組織中的責任。以晝夜生產作業計劃為依據，合理搭配碼頭各種生產設備，努力提高裝卸效率，縮短船舶車輛在碼頭作業的時間。

根據當班的作業計劃，統一指揮全碼頭各種生產設備，預先控制和消除影響生產正常進行的內外部不利因素，確保當班作業計劃的兌現。

熟練掌握碼頭各項作業的進度，合理安排各種作業環節的銜接，提高上產設備的利用率，降低生產設備的運作等候時間，降低能耗，提高作業效率。

生產設備控制人員樹立安全質量第一和服務裝卸生產的思想，嚴格執行安全質量規范和各項操作規程，機動、靈活、迅速、果斷的解決與裝卸作業有關的問題，保證裝卸生產的安全均衡運行。

4 結束語

集裝箱碼頭機械設備管理是一個綜合的系統工程，設計其管理系統應該以“主動維護為主。故障維修為輔”[4]為指導，緊密結合生產組織和碼頭的運營發展，采用先進的技術，搭建綜合管理平臺，對設備做到早發現故障，早診斷、早排除，排除隱患，事半功倍，使機械設備保持裝24小時的準作業狀態，并促進技術革新，推廣管理成果。推動集裝箱碼頭裝卸設備逐步實現自動化管理，根據自身特點對集裝箱碼頭裝卸設備管理系統不斷進行完善，保證設備完好率，提高利用率，以最合理的成本換取最大的效益，以更好地適應集裝箱運輸發展的需求。因此，提高碼頭集裝箱裝碼頭機械設備的管控水平，一定程度上就是提升裝卸作業效率、提升了運營的經濟性。

[1]王強.集裝箱碼頭堆場作業效率提升方法探究[J].交通運輸，2009(36)：68-70.

[2]吳志昂.關于集裝箱碼頭裝卸設備的選型與優化研究[D].舟山：浙江海洋學院，2011.

[3]張彪.集裝箱碼頭裝卸設備管理系統的應用與完善[J].港工科技，2011(2)：16-18.

[4]王文強.新建集裝箱碼頭機械設備管理要點[J].物流科技，2011(11)：107-108.

[5]車江.“設備運行控制中心”在集裝箱碼頭的應用[J].港口科技，2012(9)：38-41.

[6]齊永志.集裝箱碼頭設備安全管理特色措施[J].集裝箱化，2012(5)：26-27.