淺談自動化集裝箱堆場改造及操作工藝創新

蔡超

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

要想有效對當前我國的集裝箱碼頭堆場進行自動化改造，工作人員首先要考慮碼頭生產同時進行改造施工，單機調試以及總體上線聯調在這樣的改造流程下才能夠確保整體碼頭還能夠保證正常的生產效率，同時，也能夠有效促進自動化地改造。而在當前改造過程中存在幾項重點和難點，工作人員需要對其進行解決才能夠真正達到了自動化改造的目的。本文也就側重于對當前傳統集裝箱碼頭堆場自動化改造以及操作工藝革新進行分析和探討，希望能夠幫助有需要的人。

1 堆場自動化改造的目的

當前大部分碼頭上有集裝箱以及散貨堆場，要想有效開展集裝箱碼頭堆場的自動化改造，首先就要對其改造的目的進行了解和掌握，在當前堆場自動化改造中，其主要改造的目的是對集裝箱擺放的堆場進行改造，具體有以下幾個方面。

（1）抓住先機，在當前的絕大部分碼頭中，其基本上都面臨了轉型的機遇期，在這樣的背景下，就需要抓住這樣的機會來促進自身的技術以及發展能夠朝著更良好的方向前進。工作人員需要大力推動集裝箱碼頭操作的一體化以及自動化，同時，在港口的內部還要建立一套完善良好的云數據中心，通過此類云數據的作用和效果能夠有效加強碼頭內部的信息化水平。并且在未來的發展過程中，各種類型的云數據以及計算機技術還會不斷推出和發展，堆場開展自動化改造也需要緊密聯系此類技術地優化和升級，以此不斷完善自身的技術水平。

（2）對當前的工藝效益進行突破，目前我國的大部分碼頭基本上都已經到達了自身工藝的瓶頸期，若是無法有效對瓶頸期進行突破，那么也就無法有效提高自身的工藝效率和質量。同時，目前面臨的一個重大問題就是堆場的集裝箱吞吐效率變低以及場內裝卸設備的使用率下降，這類情況會帶來整體的碼頭資源不平衡，部分時段或者區域資源緊張但整體資源會出現等工或者閑置狀態。要想有效解決此類問題，就必須對當前的堆場自動化改造進行升級和優化，以此有效突破傳統技術中面臨的問題和難點。

（3）當前碼頭行業中招工難以及用工難的問題，當前大部分的碼頭中其自身在招聘裝卸司機以及軌道吊司機時無法提供更良好的薪資條件，并且整體的勞務用工成本也超過了10%的增長速度，在這樣的情況下，碼頭崗位的競爭力也在迅速降低，那么一線貨物裝卸崗位的工作人員離職速度也不斷的加快。除了此類崗位的人員，其他相關崗位的人員自身也無法在崗位中獲得良好的收益以及效益，那么久而久之，此類行業的相關人員只會越來越少，從而導致整體的工作最終都沒辦法有效開展和進行。

（4）達到低投入、高收益的效果。目前，大部分碼頭中所使用的裝卸設備基本上已經超過了15年，其內部的部件以及一系列零件設備基本上都已經達到了生命周期的尾端，在這樣的情況下，整個碼頭內的設備基本上都需要進行維修以及處理，開展自動化改造使得一系列良好的自動化設備進入碼頭之中，以此有效達到良好的效果和目的。在傳統的碼頭中所使用的設備還需要通過人工的方式來進行操作，人工進行操作就需要花費對應的人工成本，并且同時人工也存在誤操的情況，若是存在此類情況，那么對整體的工作質量以及效率都會造成嚴重影響。而若是能夠將設備改造成對應的自動化設備，不僅降低了此類成本的消耗，同時，也能夠保證工作質量和效率，在這樣的情況下也是達到了低投入、高收益的效果。

2 堆場自動化改造的兩個關鍵點及操作中的革新

在當前大部分集裝箱碼頭堆場自動化改造過程中，其基本上都需要面臨“兩個難免”和“一個革新”，通過此類內容來有效達到良好的改造效果和目的。

2.1 軌道吊跨內雙車道的管控方式

在目前大部分的港口中基本上都是采用了水平布局的自動化堆場，而在此類堆場中則基本上采用了外懸臂式軌道吊工藝，此類工藝能夠有效幫助整體堆場實現內外集卡的分離，并且在兩側不同的道路上都可以設置對應的公共車道，公共車道自身所具備的通行自由度較高。經過一定的分析以及調查可以發現，當前部分碼頭的內跨式軌道吊的車道都存在于門腿內，那么集卡就只能從軌距的內部穿行，本是雙通道的通行方式如今成為單通道，那么整體的通行效率就會降低，從而導致了整體通行的自由度降低。而為了解決此類問題，就需要額外設置對應的超車道，以此保證內部的通行效率。但是，設置了這樣的車道也就表示了集卡在內部需要混行，那么對應的車流和車序就需要進行額外的控制和操作，否則，很有可能出現混亂的通行情況。為了達到這樣的效果就需要借助PDS系統管理自動化交換區和控制時序，此類技術能夠達到以下幾個方面的功能。

首先，是可以通過入場口所設置的RFID天線設備來有效識別內外集卡。其次，是可以收集各類集卡的實時信息以及數據，并且將此類數據進行過濾從而收集一系列有效的數據。之后可以根據TP的占用情況來判斷和分析各個集卡的到達信息。通過補發、回退以及置頂等一系列功能來對各個車輛的到達信息進行整理，以此對集卡的時序進行調整和糾正。之后通過TOS以及ECI的技術來對其中存在錯誤時序的集卡進行調增，從而達到換車的操作。如圖1所示。

圖1 轉運系統布置方法

2.2 TOS從“端裝卸”到“邊裝卸”的工藝適應性

TOS在整體生產作業中發揮著非常重要和核心的功能和效果，其基本上就是對整體生產作業進行指揮和控制，在傳統的技術操作中，TOS的效果以及功能基本上都是由人工來進行操作，通過人工的方式對TOS進行控制和操作，從而達到對應的效果。但是，在當前的技術支持下就可以采取自動化的方式對TOS進行控制和操作。目前，對TOS的控制可以采取AYC模塊，該模塊主要是能夠通過對時間、距離以及作業類型等各個因素的分析和計算來對作業的指令順序進行優化和調整，目前該模塊已經應用于“端裝卸”的流程中，并且同樣獲得了較為良好的效果。但是，要想將其應用于“邊裝卸”中仍還存在一定不足，需要通過三個方面的改進對其進行完善。分別為實現按貝位設置自動化交換區、實現沿車道行進方向派發指令以及實現在限定范圍內的自動搗箱。

2.3 平衡堆場及設備利用率的策劃方式從傳統的集中式轉為分散式

在當前的堆場策劃方式中，工作人員需要將傳統的集中式轉變成為對應的分散式，其主要的一個功能以及目的就是為了能夠平衡各個堆場以及各臺設備各自的工作量，從而達到良好的利用率和使用率。在實際的應用過程中，首先需要借助TOS系統的功能來將各個集裝箱進行分類，分類時基本上是按照其各自的屬性進行分類，但是，實際的分類可以根據堆場實際的情況以及需求來進行選擇。之后還需要考慮設備工作量、大車跑動距離和時間以及場地利用率等一系列因素和要素來結合進行考慮和分析，并且以較為廣闊的區域作為其分為的范圍，以此有效對各個集裝箱進行分類以及分類。在傳統的策劃方式中，主要采取的方式是集中式，此類方法相比當前的分散式存在較多的局限和限制，因此，在當前港口發展的需求下，顯然已經成為了一種不合適的方式。其主要面臨的難題和問題在于無法應對當前作業高峰的連續沖擊、無法有效提升堆場設備的作業效能以及無法有效適應當前新的口岸政策要求。在這樣的情況下，就需要將傳統的集中式轉變成為對應的分散式。當前的分散式中可以采用對應的自動化方式來進行控制，其能夠有效提高響應速度以及作業效率，并且同時其自身的特點（作業人員沒有疲勞期、速度恒定、效率穩定）也是良好地達到了對應控制所需的要求和標準。

3 結語

總而言之，在當前的集裝箱港口堆場自動化控制中，相關人員首先需要做到兩個克服，分別為道吊跨內雙車道的管控改造以及TOS從“端裝卸”到“邊裝卸”的工藝適應性難題，之后還需要將傳統的堆場策劃方式從集中式轉變成為分散式，在這樣的背景下，才能夠真正推動了整體港口的自動化，進而推動了整體社會的發展。