總長(cháng)2350米的集裝箱碼頭岸線(xiàn)遠遠地向東延伸，高聳的橋吊在軌道上默默滑行著(zhù)，隨后揮舞巨臂，裝卸數以萬(wàn)計的集裝箱，精度達毫米級；100多臺軌道吊在堆場(chǎng)上運轉自如，百余臺自動(dòng)導引車(chē)來(lái)回穿梭.....
當無(wú)人駕駛、自動(dòng)導航、路徑優(yōu)化、主動(dòng)避障等當今最前沿技術(shù)匯聚于洋山四期，這里也成為了全球規模最大、智能化程度最高、擁有完全自主知識產(chǎn)權的全自動(dòng)化集裝箱碼頭。
在5月25日公布的2020年度上海市科學(xué)技術(shù)獎榜單中，“洋山四期超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”被授予科技進(jìn)步獎特等獎。
這座擁有完全自主知識產(chǎn)權的全自動(dòng)化集裝箱碼頭，打破國外壟斷并實(shí)現技術(shù)反超，年吞吐量和作業(yè)效率均居世界自動(dòng)化碼頭首位。
洋山四期的成熟運行是我國港口科技發(fā)展的新里程碑，凝聚著(zhù)屬于“中國制造”的智慧，也標志著(zhù)上海國際航運中心代表國家參與國際經(jīng)濟合作與競爭形成了新的“硬核”力量。
中國創(chuàng )“智慧大腦”
從“分級分層”到“全域融合”
碼頭生產(chǎn)效率屢創(chuàng )世界紀錄
“過(guò)往的自動(dòng)化碼頭操控系統，采用主從式分級分層管控模式，制約了碼頭整體運營(yíng)效率的提升，而洋山四期碼頭則攻克了無(wú)人設備全域感知、多體協(xié)同、多活并發(fā)等核心技術(shù)，實(shí)現了系統與設備設施間海量數據處理動(dòng)態(tài)協(xié)同與高效可靠，核心功能與性能全面超越國外產(chǎn)品，能力與效率均居全球自動(dòng)化碼頭首位?！闭驹谝晕邓{天空和鮮紅塔吊為背景的洋山四期觀(guān)景臺上，上海國際港務(wù)（集團）股份有限公司副總裁方懷瑾自豪地說(shuō)。
“全自動(dòng)化”無(wú)疑是這座碼頭最閃亮的標簽。但要達成就需要構建 “最強大腦”，因為超大型集裝箱運輸，需要極高的功能適應性，并覆蓋碼頭作業(yè)的多場(chǎng)景、全流程。
回憶起系統研發(fā)初期，上港集團技術(shù)中心主任、四期碼頭管控軟件總設計師黃秀松仍感慨萬(wàn)千，由于當時(shí)國內尚無(wú)先進(jìn)案例可供參考，他們曾有過(guò)用國外軟件的打算，“通過(guò)一年認證，憑借著(zhù)20多年碼頭實(shí)戰經(jīng)驗，我們決定自己研發(fā)?！?/p>
上港集團牽頭，一場(chǎng)自主研發(fā)攻關(guān)全面展開(kāi)：分析數據、研發(fā)程序、反復試錯……最終一套全新系統——智能管控系統（ITOS）誕生，從各大機種的協(xié)調性，到機械動(dòng)作的有效性，均已實(shí)現突破，‘邊裝邊卸’等功能，國外廠(chǎng)商的軟件都做不到。
“橋吊動(dòng)作麻利，軌道吊等速度也要跟上，就需要精準計算，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中作業(yè)的計劃都是由計算機來(lái)自動(dòng)完成?！秉S秀松說(shuō)。
自2017年12月開(kāi)港以來(lái)，洋山四期規模不斷擴大、產(chǎn)能不斷釋放，一年躍上一個(gè)新臺階，2020年突破420萬(wàn)標準箱，實(shí)現了該碼頭建設的初期目標。生產(chǎn)效率也屢創(chuàng )世界紀錄：岸橋最高臺時(shí)量57.4自然箱，單船平均臺時(shí)量最高47.3自然箱，晝夜吞吐量20823.25TEU。生產(chǎn)作業(yè)實(shí)現本質(zhì)安全和零排放，勞動(dòng)環(huán)境極大改善，勞動(dòng)生產(chǎn)率為傳統碼頭的213%。
“大腦”迭代升級
洋山四期吞吐量有望突破600萬(wàn)標準箱
自動(dòng)化碼頭，不僅指大型機械“自動(dòng)”，還包括后臺管理控制系統的“自動(dòng)”。在洋山四期集裝箱岸橋遠程操控臺工作室內，小布看到了唯一的“人工干預“。
上港集團尚東分公司副總經(jīng)理孫金余指著(zhù)其中一臺操控臺說(shuō)，把集裝箱從船上抓上來(lái)放到岸上的中轉平臺，如果因風(fēng)向等原因，發(fā)生絲毫的差錯，系統就會(huì )立刻提醒，“整個(gè)四期碼頭，只有這里需要人工的介入去微調，一臺操作臺可以控制2到3個(gè)橋吊?！?/p>
與目前世界上最新建設的自動(dòng)化集裝箱碼頭相比，洋山四期在規模和智能化程度上保持著(zhù)先進(jìn)性，但即便如此，指揮整個(gè)碼頭運作的“大腦”還在不斷地迭代升級。
據方懷瑾介紹，在上海市科委的支持和指導下，上港集團積極牽頭，承擔國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“網(wǎng)絡(luò )協(xié)同制造和智能工廠(chǎng)”重點(diǎn)專(zhuān)項共性關(guān)鍵技術(shù)項目，啟動(dòng)實(shí)施了“基于大數據驅動(dòng)的超大型集裝箱碼頭智能化作業(yè)管控技術(shù)”研發(fā)工作。
面向超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭裝卸、堆存、轉運、進(jìn)出道口等多種作業(yè)場(chǎng)景，項目將重點(diǎn)解決基于大數據的碼頭全域協(xié)同優(yōu)化與智能決策這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，進(jìn)一步融入大數據、云計算和數字孿生等新一代信息技術(shù)，從計劃、調度、工藝和過(guò)程控制等各方面進(jìn)一步提升超大型集裝箱碼頭作業(yè)管控系統的智能化水平，進(jìn)一步減少人工干預。
預計到2022年，項目將完成我國首個(gè)擁有完全自主知識產(chǎn)權的超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭智能操作系統的升級研發(fā)，推進(jìn)碼頭運營(yíng)效率再次大幅提升，實(shí)現整體橋吊平均臺時(shí)效率進(jìn)一步提升10%以上、單體碼頭年吞吐能力進(jìn)一步提升50%以上。
“這意味著(zhù)，明年洋山四期吞吐量有望突破600萬(wàn)標準箱，”方懷瑾說(shuō)，“洋山四期的建設，對開(kāi)創(chuàng )及完善中國版的超大型自動(dòng)化碼頭管控新模式、打破國外軟件在自動(dòng)化碼頭管理系統上的壟斷、實(shí)現我國智慧港口核心關(guān)鍵技術(shù)的自主化均具有十分重要的意義?！?/p>
據悉，“洋山四期超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”項目成果已在14個(gè)國內外碼頭中得到應用，彰顯了“中國大腦、中國智造、中國服務(wù)”的實(shí)力。
