原標(biāo)題：“氫+5G”領(lǐng)跑未來(lái) 青島港自動(dòng)化碼頭誰(shuí)與爭(zhēng)鋒

(記者 江東旭 孫志文 徐斌)在青島港前灣碼頭，一排排藍(lán)色岸橋、軌道吊和導(dǎo)引車(chē)正在進(jìn)行集裝箱裝船作業(yè)，整個(gè)過(guò)程如行云流水般一氣呵成。與其他碼頭不同的是，這些身穿藍(lán)色“工裝”的設(shè)備全都無(wú)人駕駛……

11月28日，集合了全球首創(chuàng)氫動(dòng)力自動(dòng)化軌道吊、全球首創(chuàng)5G+自動(dòng)化技術(shù)等6項(xiàng)頂尖“黑科技”的山東港口青島港全自動(dòng)化碼頭二期投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。該碼頭岸線長(zhǎng)660米，擁有2個(gè)泊位，設(shè)計(jì)吞吐能力170萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱/年。

見(jiàn)證這一刻的自動(dòng)化控制專(zhuān)家、航運(yùn)巨頭、集裝箱港口運(yùn)營(yíng)商紛紛點(diǎn)贊。他們說(shuō)：青島港定義了港口未來(lái)的發(fā)展方向，第五代全自動(dòng)化碼頭或許就是這個(gè)模樣。

六年技術(shù)研發(fā)建設(shè)   每一步都朝著巔峰邁進(jìn)

早在上個(gè)世紀(jì)80年代，西方先進(jìn)國(guó)家便開(kāi)始研究全自動(dòng)化集裝箱碼頭成套技術(shù)。1993年，世界第一個(gè)集裝箱自動(dòng)化碼頭ECT在荷蘭鹿特丹誕生。2002年，第二代自動(dòng)化碼頭CTA在德國(guó)漢堡誕生。2008年，第三代自動(dòng)化碼頭EUROMAX在荷蘭鹿特丹投產(chǎn)，自動(dòng)化碼頭技術(shù)迭代越來(lái)越快。

2013年10月，青島港決定建設(shè)全自動(dòng)化碼頭一期，采用第四代集裝箱自動(dòng)化碼頭技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)當(dāng)時(shí)還處于業(yè)內(nèi)技術(shù)探討階段。2017年6月，青島港全自動(dòng)化碼頭二期立項(xiàng)，在碼頭設(shè)計(jì)伊始采用“氫+5G”技術(shù)，再次引領(lǐng)港口自動(dòng)化碼頭設(shè)計(jì)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

那么，此次投產(chǎn)的青島港全自動(dòng)化碼頭二期又有哪些新的“黑科技”?讓青島港再次摘得全球港口航運(yùn)界“皇冠上的明珠”?

首先是在全球港口中率先采用氫能源作為動(dòng)力。氫能作為綠色、高效的二次能源，應(yīng)用前景廣泛。將氫氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能直接驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化軌道吊，是青島港二期自動(dòng)化碼頭的“殺手锏”級(jí)技術(shù)之一。通過(guò)自主研發(fā)的氫燃料電池組為自動(dòng)軌道吊提供動(dòng)力，不僅減輕了軌道吊自重近10噸，而且發(fā)電效率高。據(jù)測(cè)算，以氫燃料電池加鋰電池組的動(dòng)力模式實(shí)現(xiàn)了能量回饋的最優(yōu)利用，使軌道吊每箱耗電下降約3.6%，使單機(jī)節(jié)省動(dòng)力設(shè)備購(gòu)置成本約20%。

“山東氟堿化工、石油煉化、煤化工等工業(yè)副產(chǎn)品氫平均年產(chǎn)量約260萬(wàn)噸，其中有不少氫沒(méi)有合適的應(yīng)用場(chǎng)景被閑置，有的甚至被白白排放掉。我們想把閑置的氫資源利用起來(lái)，打造綠色港口。” 山東港口青島港副總工程師張連鋼說(shuō)。

今年5月，以打造“中國(guó)氫港”為目標(biāo)的青島港還專(zhuān)項(xiàng)研究氫燃料在集裝箱卡車(chē)的使用，目前已在全球港口中率先投入運(yùn)營(yíng)氫燃料集裝箱卡車(chē)。

另一項(xiàng)“黑科技”則是5G通信技術(shù)的加持。目前運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化碼頭普遍使用光纖、5.8Ghz無(wú)線局域網(wǎng)等通訊技術(shù)，越來(lái)越難以滿足碼頭繁重的業(yè)務(wù)需求。青島港二期自動(dòng)化碼頭在全球率先完成“5G+自動(dòng)化技術(shù)”全覆蓋，可解決傳統(tǒng)模式下光纖維護(hù)成本高、無(wú)線局域網(wǎng)擴(kuò)容困難等問(wèn)題，大幅提高岸橋、軌道吊和導(dǎo)引車(chē)的連續(xù)作業(yè)能力與可靠性，整體提升碼頭運(yùn)營(yíng)效率。

“相對(duì)于光纖和傳統(tǒng)的通訊方式，5G的靈活性、建設(shè)成本、維護(hù)成本和可擴(kuò)展性更有優(yōu)勢(shì)。比如此前碼頭設(shè)備依靠光纜通訊的運(yùn)行區(qū)域需要開(kāi)挖土坑，而運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)則不受地理位置的限制，此外接入設(shè)備的數(shù)量也不受限制。無(wú)形之中，為未來(lái)人工碼頭的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了可靠的經(jīng)驗(yàn)。”山東港口青島港自動(dòng)化碼頭副總經(jīng)理李永翠說(shuō)。

此外，二期自動(dòng)化碼頭還在陸側(cè)全動(dòng)化技術(shù)、智慧監(jiān)管系統(tǒng)、三維可視化運(yùn)維平臺(tái)、基于商業(yè)智能(BI)的自診斷系統(tǒng)等領(lǐng)域應(yīng)用了一系列全球首創(chuàng)的“黑科技”。

如果說(shuō)傳統(tǒng)碼頭是橋吊工人在50米高空吊運(yùn)集裝箱 “百步穿楊”，那么這座自動(dòng)化碼頭則是技術(shù)人員在中控室指點(diǎn)江山，如同打游戲一般就把活干完了。

“天下武功”唯快不破  青島港屢破行業(yè)運(yùn)營(yíng)記錄

截至2018年底，全球自動(dòng)化集裝箱碼頭有34個(gè)(在建3個(gè))，其中全自動(dòng)化碼頭13個(gè)，半自動(dòng)化碼頭21個(gè)。2017年5月11日，青島港全自動(dòng)化碼頭一期正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。兩年多的時(shí)間里，先后接待了70多個(gè)港口管理研發(fā)團(tuán)隊(duì)的參觀、考察，其中不乏荷蘭鹿特丹ECT港、美國(guó)長(zhǎng)灘LBCT港、新加坡PSA港等世界航運(yùn)大港。

為何世界港口巨頭爭(zhēng)相來(lái)青島港打卡?原因是青島港全自動(dòng)化碼頭屢破行業(yè)運(yùn)營(yíng)記錄。

自動(dòng)化碼頭是集物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動(dòng)控制技術(shù)和碼頭作業(yè)流程等十幾個(gè)學(xué)科交叉融合的復(fù)雜系統(tǒng)工程。建設(shè)難度大、成本高，背后還有令人意想不到的收益慢。全球自動(dòng)化碼頭的單機(jī)平均作業(yè)效率一直在20自然箱/小時(shí)左右(計(jì)數(shù)周期為30天)，還不如傳統(tǒng)人工碼頭的平均作業(yè)效率。在繁忙的亞太航線，人工集裝箱碼頭單機(jī)平均作業(yè)效率及格線是25自然箱/小時(shí)，低于這個(gè)指標(biāo)，碼頭利潤(rùn)將得不到充分保證。

但是青島港打破了這個(gè)魔咒。截止今年11月26日，青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭一期月平均裝卸效率由開(kāi)港時(shí)的24.2自然箱/小時(shí)提升到36.2自然箱/小時(shí)，最高效率達(dá)到43.8自然箱/小時(shí)，比國(guó)外同類(lèi)碼頭(鹿特丹RWG和MV2等)高50%，是首個(gè)超過(guò)人工碼頭作業(yè)效率的自動(dòng)化碼頭。港外集裝箱卡車(chē)在港周轉(zhuǎn)時(shí)間15分鐘以內(nèi)，比人工碼頭耗時(shí)縮短50%以上。

自動(dòng)化碼頭建設(shè)并非單純的資金投入和技術(shù)創(chuàng)新，還要培養(yǎng)出一套專(zhuān)業(yè)的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)，探索出合適的運(yùn)作模式和良好的保障條件，才能在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中笑到最后。

青島港自動(dòng)化碼頭副總經(jīng)理李永翠告訴記者，為了提升月平均運(yùn)營(yíng)效率，在每一艘集裝箱班輪裝卸離港后，碼頭設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)都會(huì)進(jìn)行技術(shù)分析。不同船長(zhǎng)、不同艙位設(shè)計(jì)的集裝箱班輪作業(yè)數(shù)據(jù)會(huì)被逐一分析比對(duì)。隨后，整個(gè)團(tuán)隊(duì)要設(shè)法減少每個(gè)作業(yè)流程中的等待、銜接時(shí)間，僅僅為了減少1秒鐘，他們都要驗(yàn)證三四套解決方案。

據(jù)了解，青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭一期經(jīng)過(guò)兩年半的商業(yè)運(yùn)行驗(yàn)證，整套系統(tǒng)可靠性99.9%以上，每個(gè)月系統(tǒng)硬件維護(hù)時(shí)間僅為30分鐘左右。高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，精細(xì)化地運(yùn)維保障，不斷自我革新的迭代演化，為一次次刷新行業(yè)記錄奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

從無(wú)人問(wèn)津到走出國(guó)門(mén)  咬定自主創(chuàng)新不放松

現(xiàn)在的青島港全自動(dòng)化碼頭為業(yè)界所矚目，大家紛紛上門(mén)“取經(jīng)”。如果把時(shí)間撥回到2017年春天，卻是另一番景象。

2017年2月末，青島港全自動(dòng)化碼頭一期準(zhǔn)備整體測(cè)試。青島港向航運(yùn)巨頭們發(fā)出邀請(qǐng)，希望商業(yè)班輪參與測(cè)試，結(jié)果卻是無(wú)人響應(yīng)。航運(yùn)巨頭們給出的理由是國(guó)外同類(lèi)碼頭初期效率為18自然箱/小時(shí)，這個(gè)作業(yè)效率會(huì)耽誤班輪船期。經(jīng)過(guò)多方協(xié)調(diào)，負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)集裝箱海運(yùn)的“仁建15”輪最終同意靠泊青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭參與測(cè)試。

“聽(tīng)說(shuō)我們要用青島港全自動(dòng)化碼頭裝卸，短短兩天時(shí)間，原先預(yù)定好的1500多個(gè)集裝箱艙位，只剩下900個(gè)，退倉(cāng)率高達(dá)40%。航運(yùn)界業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，青島港全自動(dòng)化碼頭要用3天才能把900個(gè)集裝箱裝完。”“仁建15”輪的青島貨運(yùn)代理公司王經(jīng)理回憶道。

班輪停靠青島港全自動(dòng)化碼頭泊位

2017年3月15日，青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭一期整體測(cè)試開(kāi)始。研發(fā)團(tuán)隊(duì)的68名工程師全部上陣，緊盯實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，隨時(shí)準(zhǔn)備處理突發(fā)故障。57歲的項(xiàng)目總工程師張連鋼親自登上“仁建15”輪，觀察無(wú)人岸橋吊車(chē)吊運(yùn)集裝箱落艙細(xì)節(jié)。

經(jīng)過(guò)6小時(shí)52分的緊張作業(yè)，900個(gè)集裝箱被安全地吊放到“仁建15”輪的貨艙內(nèi)，單機(jī)平均作業(yè)效率達(dá)到25.89自然箱/小時(shí)。整個(gè)裝卸過(guò)程設(shè)備運(yùn)行良好，無(wú)任何故障出現(xiàn)。

“看到最后的顯示數(shù)據(jù)，我們自己都很震驚!”張連鋼說(shuō)。聽(tīng)到這個(gè)消息后，航運(yùn)巨頭們紛紛聯(lián)系青島港，希望搶先體驗(yàn)港航界的“黑科技”。青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭一炮走紅，泊位停靠計(jì)劃單里馬士基、地中海、達(dá)飛等世界集裝箱航運(yùn)巨頭的班輪不斷添加。

2019年4月20日，由青島港集團(tuán)、中遠(yuǎn)海運(yùn)、阿聯(lián)酋阿布扎比港務(wù)局共同設(shè)計(jì)建造的中遠(yuǎn)海運(yùn)•阿布扎比港集裝箱碼頭投產(chǎn)成功。這標(biāo)志著青島港自動(dòng)化集裝箱碼頭技術(shù)成功輸出海外，服務(wù)“一帶一路”沿線國(guó)家。“青島模式”、“中國(guó)智慧”為世界航運(yùn)業(yè)發(fā)展提供了高效、智能化發(fā)展的新思路。

從無(wú)人問(wèn)津到走出國(guó)門(mén)，究其根源是青島港擁有一支專(zhuān)業(yè)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，與新時(shí)代產(chǎn)業(yè)工人在內(nèi)的高素質(zhì)員工隊(duì)伍。他們不妥協(xié)不氣餒，腳踏實(shí)地努力拼搏，堅(jiān)持走自主創(chuàng)新的道路。

“目前，我們的系統(tǒng)程序化痕跡重一些，我們希望以后的碼頭能夠?qū)崿F(xiàn)柔性化生產(chǎn)作業(yè)，應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜工況能夠更加靈活，實(shí)現(xiàn)碼頭泊位作業(yè)效率最高、耗能最低。我們還需要繼續(xù)努力，讓AI賦能智慧港口”張連鋼說(shuō)。

據(jù)了解，青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭三期已經(jīng)開(kāi)始土建施工。在自動(dòng)化碼頭設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域，青島港人正在從必然王國(guó)走向自由王國(guó)……