自動(dòng)化集裝箱碼頭發(fā)展現(xiàn)狀分析

陳洋

摘 要：文章結(jié)合國內(nèi)外自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)實(shí)際，系統(tǒng)地介紹了自動(dòng)化集裝箱碼頭形成的原因、運(yùn)營特點(diǎn)，并對(duì)發(fā)展自動(dòng)化集裝箱碼頭可能面臨的問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)對(duì)策，為我國今后發(fā)展自動(dòng)化集裝箱碼頭提供了指導(dǎo)性建議。

關(guān)鍵詞：集裝箱碼頭;自動(dòng)化;碼頭管理;信息化

中圖分類號(hào)：U656.1? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）02-0035-02

自1993年世界首個(gè)自動(dòng)化集裝箱碼頭（荷蘭鹿特丹ECT）建成以來，至今已有二十多年的發(fā)展歷史，自動(dòng)化集裝箱碼頭因其在降低人力成本、提高港口通過能力、降低裝卸作業(yè)能耗、提升港口品牌形象等方面具有重要作用而受到世界各國的重視。我國的自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)雖然起步較晚，但成效顯著，2017年，先后有青島全自動(dòng)化集裝箱碼頭和上海洋山全自動(dòng)化集裝箱碼頭投入運(yùn)營，而且在規(guī)模、技術(shù)上都處于世界領(lǐng)先地位，這標(biāo)志著我國在全自動(dòng)化集裝箱碼頭發(fā)展上，實(shí)現(xiàn)了“從觀望、到試驗(yàn)、到參與、再到引領(lǐng)”的快速發(fā)展。但是，任何事物都有其兩面性，特別是對(duì)于像自動(dòng)化集裝箱碼頭這樣的新生事物，我們?cè)诎l(fā)展的同時(shí)，更要全面了解其綜合特質(zhì)，摸清規(guī)律，找出可能出現(xiàn)的問題，并制定相應(yīng)的對(duì)策，只有這樣，才能使自動(dòng)化集裝箱碼頭更加高效地發(fā)揮作用，使我國的港口建設(shè)與發(fā)展更加穩(wěn)健高效。

1 自動(dòng)化集裝箱碼頭產(chǎn)生的背景

1.1全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的必然產(chǎn)物

集裝箱碼頭作為進(jìn)出口貿(mào)易的中間樞紐，其效率的高低，直接影響到整個(gè)物流供應(yīng)鏈成本，也在一定程度上影響到對(duì)外貿(mào)易的發(fā)展。隨著世界貿(mào)易的不斷擴(kuò)大，貿(mào)易量也迅猛增加，在這種貿(mào)易量大幅增加的背景下，如果仍然依靠過去的人工操作，必然導(dǎo)致碼頭的工作效率低下，工作出錯(cuò)率高等問題。大量信息技術(shù)的應(yīng)用，單證無紙化，操作自動(dòng)化，成為一種必然發(fā)展趨勢，自動(dòng)化集裝箱碼頭正是這一大趨勢下的產(chǎn)物。

1.2船舶大型化的需求

隨著全球貨運(yùn)量的強(qiáng)勢增長，集裝箱船舶大型化的趨勢日益明顯。超大型船舶的投入，給集裝箱碼頭的日常操作帶來了更大的挑戰(zhàn)。精確的船期編排、周全的作業(yè)策劃、快速安全的裝卸作業(yè)，成為碼頭需要面對(duì)的問題，要滿足船公司的要求，必須投入充足的作業(yè)資源來保障，但是碼頭也需要考慮自身的運(yùn)營成本，必須從內(nèi)部挖潛力，優(yōu)化工藝流程，提高管理水平，以最少的投入，獲得預(yù)期的效果。如開發(fā)船舶自動(dòng)配載系統(tǒng)、自動(dòng)堆場系統(tǒng)、場橋遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)、集卡全場調(diào)度系統(tǒng)等，既節(jié)省了人力，又提高了作業(yè)效率，還能為碼頭安全生產(chǎn)提供保障。

1.3港口企業(yè)增效節(jié)支的因素

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，企業(yè)的用人成本也大幅增加，此外，企業(yè)還存在設(shè)備老化，設(shè)備故障率高，維修成本上升等問題，以上諸多因素迫使港口企業(yè)尋求減少人員，提高作業(yè)效率的新途徑。先進(jìn)智能技術(shù)代替人工操作，大幅降低了企業(yè)的成本支出，成為港口企業(yè)發(fā)展的新思路。如青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭，整個(gè)碼頭相比之前，操作人員減少了70%，碼頭整體效率提高30%，不僅用工成本大幅降低，碼頭作業(yè)效率也大大提高。

1.4碼頭安全管理的需要

集裝箱碼頭屬于安全事故高發(fā)場所，而且大多數(shù)安全事故往往都是由于人的因素造成的，如不遵守規(guī)章制度、違反操作規(guī)范、疲勞作業(yè)、麻痹大意等，要想消除這些人為的不安全因素，就必須減少人員與設(shè)備的接觸，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，集裝箱碼頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，正是解決這一問題的正確途徑。

2 與傳統(tǒng)集裝箱碼頭的異同

自動(dòng)化集裝箱碼頭由于是無人作業(yè)模式，相對(duì)于傳統(tǒng)集裝箱碼頭來說，必然有其自身的操作特點(diǎn)，我們?cè)诮ㄔO(shè)自動(dòng)化集裝箱碼頭之初，首先應(yīng)對(duì)自動(dòng)化集裝箱碼頭的運(yùn)作特點(diǎn)有一個(gè)充分的了解，統(tǒng)籌兼顧協(xié)調(diào)各方面因素，只有這樣，才能保證自動(dòng)化集裝箱碼頭的安全高效，具體包括以下幾個(gè)方面：

2.1使用自動(dòng)化設(shè)備

與傳統(tǒng)集裝箱碼頭相比，自動(dòng)化集裝箱碼頭的設(shè)備主要有以下幾個(gè)方面的變化：

2.1.1船邊作業(yè)設(shè)備

傳統(tǒng)集裝箱碼頭的船邊作業(yè)采用單小車裝卸橋起吊，人工操作;自動(dòng)化集裝箱碼頭的船邊作業(yè)則是采用雙小車裝卸橋起吊，船側(cè)主小車由人工遠(yuǎn)程操控，陸側(cè)副小車則是由電腦自動(dòng)控制，無人操作，主小車與副小車之間采用平臺(tái)過渡，這種操作模式可以減少設(shè)備的等待時(shí)間，提高工作效率;

2.1.2堆場作業(yè)設(shè)備

傳統(tǒng)集裝箱碼頭的堆場作業(yè)主要是柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的輪胎式龍門吊，也有少部分集裝箱碼頭采用電動(dòng)的軌道式龍門吊，人工操作。自動(dòng)化集裝箱碼頭則全部采用全自動(dòng)化的軌道式龍門吊，人工成本更省，作業(yè)效率更高。

2.1.3水平作業(yè)設(shè)備

傳統(tǒng)集裝箱碼頭從船邊至堆場的運(yùn)輸主要是靠人工駕駛的牽引車運(yùn)輸，自動(dòng)化集裝箱碼頭的水平運(yùn)輸則是采用自動(dòng)跨運(yùn)車（ASHC）和自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV），分別適用于半自動(dòng)化和全自動(dòng)化集裝箱碼頭。

2.1.4自動(dòng)拆裝集裝箱扭鎖的機(jī)器人

自動(dòng)拆裝集裝箱扭鎖機(jī)器人的應(yīng)用，是我國在全自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)方面的重要?jiǎng)?chuàng)新，不僅大大提高了碼頭作業(yè)效率，還徹底實(shí)現(xiàn)了碼頭作業(yè)的人機(jī)分離，使碼頭作業(yè)更加安全。

2.2不同性質(zhì)操作業(yè)務(wù)分開處理

為保證自動(dòng)化集裝箱碼頭的真正無人化，可以將一部分很難實(shí)現(xiàn)無人操作的業(yè)務(wù)分離開來，單獨(dú)處理，在集裝箱碼頭的具體業(yè)務(wù)中，需要人工處理的工作主要有以下幾個(gè)方面：

2.2.1驗(yàn)箱工作

驗(yàn)箱包括日常驗(yàn)箱和海關(guān)查驗(yàn)箱兩類。無論是哪種驗(yàn)箱，目前都需要人工來完成，所以，這部分業(yè)務(wù)可以分離開來，即設(shè)立單獨(dú)的人工驗(yàn)箱區(qū)，所有進(jìn)入到自動(dòng)化碼頭的集裝箱，均要事先在專門的驗(yàn)箱區(qū)進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)箱結(jié)果會(huì)及時(shí)傳遞至自動(dòng)化集裝箱碼頭的閘口，只要驗(yàn)箱結(jié)果合格，車輛就可以順利進(jìn)入自動(dòng)化集裝箱碼頭。

2.2.2冷藏箱處理

冷藏箱是集裝箱碼頭的一種特殊箱型，它需要插拔電處理，在這方面，自動(dòng)化集裝箱碼頭的操作與傳統(tǒng)集裝箱碼頭沒什么區(qū)別，都需要人工去處理，這是因?yàn)殡娫吹慕油ㄅc斷開，集裝箱內(nèi)溫度的監(jiān)測，都很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.3外集卡管理

外集卡是指外來集裝箱碼頭交箱或取箱的社會(huì)車輛，對(duì)于這部分車輛的管理，自動(dòng)化集裝箱碼頭目前采用的是備案制度，即車輛所屬企業(yè)預(yù)先到碼頭備案，并在系統(tǒng)里錄入車輛和司機(jī)的信息，已備案的車輛，可憑司機(jī)身份證在閘口處驗(yàn)證后進(jìn)出碼頭。

2.4閘口管理

傳統(tǒng)集裝箱碼頭的閘口需要大量的人力，而自動(dòng)化集裝箱碼頭由于采用車輛和司機(jī)預(yù)先備案和事先驗(yàn)箱的辦法，其閘口工作僅需極少的人力來管理，每班大概2人，用于設(shè)備故障的觀察、申報(bào)和維護(hù)，相對(duì)于傳統(tǒng)集裝箱碼頭的閘口，自動(dòng)化集裝箱碼頭的閘口幾乎可以看作是無人操作的。

3 發(fā)展自動(dòng)化集裝箱碼頭應(yīng)注意的問題及對(duì)策分析

3.1設(shè)備維護(hù)問題

自動(dòng)化集裝箱碼頭的設(shè)備都是無人操作，對(duì)設(shè)備故障不會(huì)有任何的預(yù)見性，因此，如果設(shè)備發(fā)生故障不能及時(shí)修復(fù)，勢必引起作業(yè)現(xiàn)場的交通擁堵，導(dǎo)致作業(yè)中斷，這是目前自動(dòng)化集裝箱碼頭普遍面臨的問題。要解決這一問題，需要針對(duì)每種設(shè)備的特點(diǎn)，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)每種設(shè)備的故障特征進(jìn)行綜合歸納，在此基礎(chǔ)上，制訂維修指導(dǎo)手冊(cè)，并通過技術(shù)數(shù)據(jù)手段導(dǎo)入至設(shè)備控制系統(tǒng)里，以幫助維修師傅快速對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行診斷。

3.2區(qū)域碼頭建設(shè)合理規(guī)劃問題

建設(shè)自動(dòng)化碼頭，需要從規(guī)劃布局開始，新碼頭的建設(shè)運(yùn)營，必然會(huì)對(duì)舊的碼頭造成沖擊，容易引起盲目改造和惡性競爭，這不僅會(huì)造成港口資源的浪費(fèi)，也會(huì)影響地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這就要求當(dāng)?shù)卣鶕?jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和開發(fā)，在規(guī)劃初期就要考慮港口建設(shè)模式、工藝、環(huán)保等具有可持續(xù)性，既要適應(yīng)自動(dòng)化碼頭的發(fā)展，也要兼顧老碼頭業(yè)務(wù)，做到統(tǒng)籌兼顧，優(yōu)劣互補(bǔ)，共同促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.3自動(dòng)化碼頭投資成本問題

自動(dòng)化碼頭的投資成本主要由兩部分構(gòu)成：一是碼頭基建成本;二是操作設(shè)備成本。基建成本的投入主要在設(shè)備定位方面，目前，大多是采用在碼頭地面鑲嵌磁釘?shù)姆绞剑瑪?shù)萬枚磁釘埋在碼頭地面上，形成一條無形的軌道為地面上的自動(dòng)導(dǎo)引車提供位置信號(hào)和行進(jìn)路線信號(hào)，這種物理信號(hào)傳輸方式的建造成本相當(dāng)昂貴，但在目前5G技術(shù)尚未成熟之前，卻是唯一可行的定位辦法，今后隨著5G技術(shù)的不斷成熟，利用GPS無線信號(hào)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位將成為可能，自動(dòng)化碼頭的建設(shè)成本必將大大降低。至于操作設(shè)備的制造成本，考慮到其自身的復(fù)雜性和先進(jìn)性，相比傳統(tǒng)的操作設(shè)備，其昂貴的價(jià)格也有其合理的一面，而且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自動(dòng)化碼頭的設(shè)備制造成本不斷降低，也是一種必然趨勢。

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