青岛港全自动化集装箱码头
当你在盒马鲜生挑选帝王蟹、北极甜虾、银鳕鱼时,可能不会相信它们是从空无一人的码头转运而来。如果你来到北方最大的水产品集散码头青岛港,会发现有一处码头上没有工人的身影,无人驾驶电动运输车运送着集装箱,巨大的提箱设备正在集装箱堆码区快速作业。那些色彩斑斓的异国海鲜,便是以这种方式开始了去往中国各地的旅途。
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2017年5月11日,青岛港拥有完全自主知识产权的全球领先、亚洲首个真正意义上的全自动化集装箱码头投入运营。35自然箱/小时稳定单机平均作业效率全面超越传统人工码头,最高达到每小时43.23自然箱/小时的效率迄今保持着世界纪录,船舶准班率保持100%。
青岛港全自动化码头的横空出现,为世界提供了一个低成本、短周期、全智能、高效率、更安全、零排放的智慧港口“中国方案”,这座与青岛同生共长的百年港口,如今正在引领着全球港航业走向未来。
回首百年青岛港,展现在我们眼前的,既是一部饱经风雨的港口史,也是一部波澜壮阔的民族史。
1891年6月14日,清政府在胶澳设防,青岛由此建置。次年,清政府在青岛湾兴建前海栈桥码头和衙门桥码头,青岛正式建港。
1897年德国侵占青岛,扩建供远洋轮船使用的大港、供修船用船渠港和供山东沿海各地民船使用的小港。次年,栈桥码头和衙门桥码头成为货运码头,作为自由港向世界开放。
1914年,日德战争期间,青岛港遭到极大破坏。港内码头的造船所、油罐、仓库、机械等被炮火击中起火,灯塔、灯桩、旗台等被战火毁坏……德军在胶州湾入口等处自沉30余艘舰船。
1938年1月,日本第二次侵占青岛。在青岛港,日本海军、陆军和总领事馆组成“青岛港湾委员会”,监督、控制青岛地区的港航事务。
1945年8月日本投降后,由国民党李先良部接收青岛,青岛港由张衍学等人接收,随后,张衍学任港务局局长。
1949年6月2日青岛解放,9月,青岛军管会港务部更名为青岛市港务管理局,中国水运和港口开始获得新生,开启了五个不同的发展时期。
从1949年到2018年,中国港口货物吞吐量增长了1434倍,在全球港口货物吞吐量前10排名中,中国占据了7席。青岛港位于全球第七,国内第三的位置。
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2015年,青岛港全自动化码头开始立项时,全球港口发展大体经历了四代,正向第五代港口转型。青岛港全自动化集装箱码头的横空出世则完全超越第四代港口的基本范畴,使码头的效率和成本发生巨大变化,加速了青岛港将由目的地港向枢纽港、贸易港转型。
在此之前,“码头自动化陷阱”正在经历一种全球铅色思潮,蔓延在码头缓慢的自动化进程中。自动化码头的工作效率高度依赖于运营团队的运营能力,许多码头自动化后无法产生预期的成本优势、效率优势和性能优势,实际收益与预期收益之间差距巨大。
麦肯锡报告甚至指出:基于投资、效益分析、码头运营的角度来看,全球十几年来的自动化码头发展来是失败的。大多数港口未能获得自动化产生的全部生产力盈余和财务收益。许多自动化项目实际上导致集装箱装卸生产效率下降。这使得这些的港口收益周期非常慢,也限制了全自动化码头的推广。
基于这样的行业背景,说青岛港全自动化无人码头的成功是全球码头自动化领域的奇迹也不为过。
青岛港自动化码头高度融合了物联网、智能控制、信息管理、通信导航、大数据、云计算等技术,计算机系统自动生成作业指令,现场机器人自动完成相关作业任务,实现码头业务流程全自动化。它的出现首先给业内、全球港航界树立了一个示范:自动化、无人化、智能化的码头是完全可行的,是未来港口发展的一个方向。
青岛港全自动化码头在安全、绿色、智能、高效等指标上的优异表现,带动了国内许多港口开始规划论证、建设全自动无人码头。在这之前,整个亚洲都没有港口进行自动化尝试。如今全球新建的港口码头,都会首先评估自动化或半自动化无人码头建设方向。
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青岛港全自动化码头的研发过程并非一帆风顺。
在青岛港全自动化最初开始立项的2015年底,是研发团队的艰难时期。关于自动化系统中调度、控制的软件。全球只有一家欧洲公司能够提供商用系统,价格高昂的同时还要捆绑硬件和服务,工期也得不到承诺。青岛港决定重新规划设计方案,联合振华重工,进行自主系统研发。“压力可想而知,如果这套调度系统做不起来,整个无人码头工程将前功尽弃。”青岛港全自动集装箱码头常务副总经理杨杰敏说。
青岛港研发团队最终成功实现技术突围。同时还取得了一系列极具代表性的技术突破:世界上重量最轻且不用更换电池的AGV,更可靠更高效的系统构架。在众多国际最高水平软硬件技术上,青岛港进行了大胆创新。杨杰敏认为,如果复制无人化码头之前已有的技术,青岛港是做不出更好成绩的。在垄断的核心技术上进行突破,在前沿技术的基础上大胆创新,造就了现在的青岛港全自动化无人码头。
青岛港全自动化码头从2017年5月运营至今效率依旧在不断提升。从正式运营时的26.7自然箱/小时到18年的平均35-36个自然箱/小时。未来, 随着人工智能技术的应用,智能化程度还有很大的提升空间。整个自动化系统的可靠性也在不断提升,即使目前可靠性已经很高,但对于这种新型、大型室外无人设备,如何提高可靠性、状态监测、维护保养将是无人码头的新课题,也是青岛港2018年承接科技部的课题研究方向。
全自动化无人码头是一种新业态,青岛港自动化码头虽然是码头公司,但公司人员结构组成大部分是从事科研出身的技术性人才。从这方面来看,它本质上是一家披着码头外衣的高科技公司。青岛港全自动集装箱码头的管理模式、运营模式、支撑码头生产力的方式都与传统码头发生了巨大的变化。“不断研究最新的技术并不断运用到码头的生产”这个理念是青岛港全自动集装箱码头生产、研发、运营最主要的驱动力量。
青岛港无人码头的征程还未结束,二期全自动码头将在今年年底到明年上半年推出——一个升级版的全自动码头即将出现。随着国家“一带一路”战略的推动,青岛港、中交建和振华重工将一起走出国门,将青岛港的管理模式、运营模式都将推广出去。在阿布扎比等“一带一路”相关国家的港口,青岛港的先进模式、先进经验已经开始应用。
港口,是一国对外贸易的窗口,是经济状况的晴雨表,更是对一国基础设施建设综合国力的反映。这座与青岛同龄的百年港口,如今正穿过历史烟云,和这个正在崛起的国家一起,迎接属于自己的时代。
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参考资料:
前瞻产业研究院《中国港口行业发展前景与市场竞争力分析报告》
《青岛港》(上) 作者:信善
《青岛港溯源》 作者:陈庆民