關于散貨碼頭的智能化裝卸工藝技術應用分析

曹晏杰，方一能

（1.上海東源計算機自動化工程有限公司，上海200231；2.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海200232）

關于散貨碼頭的智能化裝卸工藝技術應用分析

曹晏杰1，方一能2

（1.上海東源計算機自動化工程有限公司，上海200231；2.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海200232）

隨著科研技術和電子信息技術的不斷發展和創新，智能化裝卸工藝逐漸在散貨碼頭中廣泛的應用，對此，簡要分析了智能化裝卸工藝技術在散貨碼頭中的有效應用。

散貨碼頭；裝卸工藝；智能化技術

引言

當前中國經濟正處于快速發展的重要階段，散貨的吞吐量一直保持著大幅度的增加，據最新的統計報告顯示，中國港口完成干散貨吞吐量已經突破百億噸，同比增長率超過7%。目前中國萬噸級以上的港口中，專業化泊位有一千多個，通用散貨泊位與通用件雜貨泊位也有近五百個，而且還在不斷的增長過程中。但是，由于中國散貨碼頭的發展建設起步較晚，相關設施設備以及裝卸儲運水平還比較落后，相比較于國際化水平，仍顯得效率低、能耗高、環保性差，缺乏國際市場競爭力，所以需要加強散貨碼頭的自動化和智能化建設。

1　中國散貨碼頭裝卸儲運工藝概況

1.1散貨裝船工藝

目前主要是利用鐵路運輸和公路運輸的方式將散貨物料運送至港區。一般的散貨進入港區后，其裝船工藝流程主要包括卸車、堆場、運輸和裝船等。散貨物料的裝船方式主要包含散貨集裝化裝船、連續裝船機裝船以及周期性抓斗裝船等工藝。

1.2散貨卸船工藝

1）目前，中國常用的散貨卸船工藝分為連續性卸船方式和周期性卸船方式兩種。而連續性卸船方式主要是利用鏈斗式卸船機、螺旋式卸船機、斗輪式卸船機、波狀擋邊帶式卸船機以及埋刮板卸船機等進行散貨卸船工藝。連續性卸船工藝的主要優點是工作效率較高、能夠充分的清倉，并且有較好的環保性能，但是對船舶穩定性的要求較高。

2）而周期性卸船工藝主要是有抓斗卸船。其優點是具有較好的工作穩定性，能夠適應多種散貨物料工作，但是在重復的卸船工藝中會導致大量的能耗，而且不能對船艙的散貨充分的清理，消耗的人力成本較高，而且容易產生揚塵現象而造成環境污染。

1.3散貨儲存工藝

1）目前，中國常用的散貨碼頭物料儲存工藝分為堆場和筒倉兩種方式。散貨物料進行堆場儲運的裝卸工藝分為堆取分開和堆取合一的兩種工藝方案，堆取分開就是指在進行堆場裝卸工作時堆料機和取料機是分開工作的；而堆取合一則是將堆取料用一臺機械完成，通常采用的是斗輪堆取料機。連續性的堆取料一體機能夠提高散貨堆場裝卸效率，減少人工操作，但對技術要求較高。

2）而筒倉進出散貨物料主要工藝包括出倉、倒倉、散發、裝車、灌包、并倉等，其裝卸儲運工作可以依據相應工藝流程及配套設備進行完成。筒倉散貨儲存相較于堆場而言，對物料的形狀、大小和特性有著更高的要求，筒倉一般是儲存的大豆、玉米等散糧，而對于煤炭、木薯干等含有大量粉塵或者形狀不規則的散貨物料則不適宜用筒倉儲存，需要進行堆場存儲。

2　散貨碼頭應用智能化裝卸工藝的作用

第一，當前散貨碼頭的裝卸工藝還是以人工操作為主，而且隨著中國散貨吞吐量的不斷增長，相關人員的工作強度也相應增加，往往處于超負荷的狀態。而部分裝卸工藝是采用半自動控制技術，即工作人員根據實際要求設定相關機械的主要技術指標參數，然后裝卸設備能夠自動運作，但是仍然離不開操作人員的監督、管理和適當的協調工作，而且裝卸工作的效率和穩定性、安全性在很大程度上取決于工作人員的主觀意識和工作經驗水平。所以，提高散貨碼頭裝卸工藝的智能化，能夠讓機械自我檢測、自我調整、自我修復，能制定最合適的標準參數進行運作，既提高了裝卸工作的安全性和穩定性，又降低了人力投入、管理和維修成本。

第二，隨著散貨吞吐量的持續上升，港口越來越多，造成的能源消耗也越來越大。而散貨碼頭應用智能化裝卸儲運技術，能夠有效地整合各種資源，進行合理的配置和利用，減少能源的損耗和浪費，提高裝卸工作效率，綜合提升相關企業的經濟效益。

第三，在傳統的散貨物料裝卸儲運工藝中，由于智能化水平較低，以及工作管理的不完善，很容易造成資源的損耗和環境污染，這種現象尤其體現在散貨木薯干的裝卸過程中。木薯干屬于含粉塵量較高的散貨物料，一般是采取露天堆場的儲存方式和抓斗或者人工的取料卸料裝卸工藝，不僅工作效率低下，而且進行裝卸過程中，會產生大量的白色粉塵，彌漫在空氣中，造成嚴重的粉塵污染，危害人類身體健康和生態環境平衡。所以需要加強散貨碼頭的智能化裝卸儲運技術，使物料裝卸作業規范化、標準化、封閉化，減少人工操作流程，實現智能化調控管理，降低物料裝卸工藝的環境污染。

3　散貨碼頭智能化裝卸儲運工藝技術

1）散貨碼頭智能化抓斗卸船工藝主要運用了激光測距技術，能夠自動識別貨船的整體規格和船艙散貨物料的分布狀況，然后利用PLC(可編程邏輯控制器)技術，根據激光掃描獲得的相關數據，進行虛擬仿真，并進行相關數據分析，制定出科學合理的卸船工藝方案，設定相關機械運作指標參數，自行控制機械的移動、升降、抓放等工序。并且在裝卸的過程中能夠對相關數據及時的反饋，從而進行實時的調控管理，確保卸船工藝的穩定、高效。中國目前應用的智能化散貨卸船工藝還存在一定的技術難度，主要包括堆料三維動態模擬、測量精度實時監控以及平衡卸船數據分析方案等。

2）散貨碼頭智能化裝船工藝主要是利用配有多軸伺服運動控制的激光雷達對貨船整體規模進行檢測，通過相關數據分析，制定出科學合理的物料裝運軌跡以及物料分布情況，自動實時地調整和控制相關機械的位置與工作速率，提高物料裝船的最大空間利用率以及裝運的效率和質量。目前中國智能化散貨裝船工藝技術的主要難點是依據物料特性合理地規劃裝船路徑。

3）散貨碼頭智能化裝卸工藝還應用在堆取料的過程中，斗輪堆取料機利用激光雷達掃描實時監控技術，根據相關數據分析，能夠制定出合理的物料堆取數量、速率、規模以及路徑等。其主要技術難點包括精度控制、物料堆場模型構造及物料堆取路徑制定等。目前，中國散貨碼頭智能化裝卸工藝主要運用智能機器人、多自由度機械手以及自動識別裝置等，能夠有效地提高散貨裝卸船的效率，降低人工成本，減少環境污染，提高港口的資源周轉效率，綜合提升相關企業的經濟效益和社會效益。

4　結語

提高散貨裝卸工藝的智能化水平，就要結合電子信息技術、自動化機械設備和數據分析軟件等，綜合協調控制散貨碼頭的裝卸儲運工藝，推動綠色環保、節能減排、高效靈活的港口建設，提升企業的國內、國際市場競爭力。

（編輯：劉楠）

Analysis on App lication of Intelligent Loading and Unloading Process Technology in Bulk Cargo Term inal

Cao Yanjie1,Fang Yineng2
(1.Shanghai Eastern Source Automations Co.,Ltd.,Shanghai200231; 2.CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai200232)

With the continuous development and innovation of science and technology and electronic information technology, application,intelligent loading and unloading process technology gradually applies in bulk terminal.In this regard,this paper analyzes the effective application of intelligent loading and unloading process technology in bulk cargo terminal.

bulk cargo terminal;loading and unloading process;intelligent technology

TP319

A

2095-0748(2016)21-0045-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.21.20

2016-09-30

曹晏杰（1982—），男，浙江平湖人，本科，工程師，研究方向：散貨專業碼頭智能化；方一能（1988—），女，浙江寧波人，本科，工程師，研究方向：散貨專業碼頭智能化。