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下載手機APP 上海洋山四期自動化碼頭是目前全球規模最大的自動化集裝箱碼頭，裝卸運輸均采用自主研發的智能系統。記者趙立榮攝
獎項：2020年度上海市科技進步獎特等獎
項目名稱：洋山四期超大型自動化集裝箱碼頭關鍵技術研究與應用
獲獎團隊：上港集團、同濟、上海交大、振華重工、中交三航院產學研用團隊
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駛過30多公里的東海大橋，就來到全球最大單體自動化智能碼頭和全球綜合自動化程度最高的碼頭——洋山港四期碼頭。這里除了開集卡的司機外，露天幾乎看不到工人。在自動化操作系統調度下，集裝箱由雙小車岸橋從船上卸到中轉平臺，所有水平運輸均由無人駕駛的自動導引車完成，整個碼頭埋設了6萬多枚磁釘，對車輛進行定位和自動導航……
自2017年12月開港以來，洋山四期碼頭的生產效率屢創世界紀錄：岸橋最高臺時量高達57.4自然箱;晝夜吞吐量達20823.25標準集裝箱;生產作業實現本質安全和直接排放為零，且人均勞動生產率為傳統碼頭的213%。
如此高效綠色的港口運營能力，依靠的正是智能作業管控系統ITOS。在昨天公布的2020年度上海市科學技術獎榜單上，這套標志著中國港口行業在運營模式和技術應用上實現里程碑式跨越升級與重大變革的關鍵技術，榮膺科技進步獎特等獎。
“中國智造”軟件實現最高效“堆箱子”
“東方南安普敦剩余作業量2342”“現代都柏林時間進度60.39%”，在洋山四期碼頭中控室里的巨大屏幕上，碼頭的數字孿生系統實時顯示著從停泊船只到自動導引車的全部動態。
擁有七個泊位的洋山港四期碼頭，可停靠最大20萬噸的專業集裝箱船舶。“我們給客戶的承諾是，一般可在16至24小時內完成5000標箱貨輪的裝卸。”上海國際港務(集團)股份有限公司技術中心主任黃秀松介紹，碼頭最重要的業務就是“堆箱子”：卸載后要轉運還是入關?裝船先后次序如何安排?……這對數據收集、計算處理都是極大考驗。
黃秀松坦言，通過一年左右調研、論證，對國外碼頭管理軟件進行比較后，他們最終下定自主開發的決心。從未做過碼頭自動化軟件，一切都是從頭摸索，這是項目遇到的最大困難。經過近十年打磨，如今的洋山港四期成了國內唯一一個“中國芯”的自動化碼頭，也是國內唯一一個軟件系統純粹由“中國智造”的自動化碼頭。
過去，僅集裝箱配載一項，就需要一名經驗豐富的配載師，花三四個小時來完成。現在，從船進碼頭那一刻，需求都會自動錄入ITOS，系統會根據碼頭的運營情況，自動生成能使整個碼頭協同作業的最高效方案。
碼頭工人從“藍領”變“準白領”
晝夜吞吐2萬余標準箱，裝卸作業異常繁忙，可整個碼頭十分安靜。海側的岸橋全部實現自動化遠程操控，堆場陸側使用的軌道吊也實現了自動著箱。只是由于船舶微動、岸橋吊具晃動等原因，岸橋船側對集裝箱的“臨門一抓”，還需要人機協同來完成。
過去，操作工人坐在50米高空的橋吊控制室，俯身向下操作集裝箱，工作環境艱苦。現在，洋山四期實現了自動化遠程操控，操作員可安坐在控制室里，只需根據屏幕顯示的實時信息，遠程按動按鈕或推動手柄即可。“可以說，自動化改變了工作環境，讓碼頭工人從‘藍領’變成了‘準白領’。”上港集團副總裁方懷瑾介紹，目前的設備規模和作業量，如按傳統碼頭運營管理，洋山四期至少需配備700多名工人;現在，整個碼頭直接參與設備遠程操作的只有100多人。
除了遠程控制，代替集卡“跑腿”的還有大量無人駕駛自動導引車。洋山四期在亞洲港口中首次采用我國自主研發的自動導引車及自動換電系統。這些自主研發的小車無頭無尾，在地面埋設的磁釘引導下，可以將集裝箱轉運至目的地。而且，這些小車更換電池全程只需6分鐘，電池充滿電僅需2小時，整個充電過程零排放，可節省能耗40%以上。
“大腦”自主可控還可不斷升級
自主可控，使得ITOS可隨著洋山四期碼頭的發展不斷自我提升與超越。
過去近十年，針對船舶搖晃等難題，項目組創新研發了前后任務物理三維特征AI感知、設備高精度自動扭擺控制等技術，以達到箱姿箱位實時感知、吊具狀態精確控制等效果，提升碼頭運營效率約20%。為從根本上解決自動化碼頭技術領域智能化作業管控系統問題，上港集團牽頭承擔國家重點研發計劃“網絡協同制造和智能工廠”重點專項共性關鍵技術項目，啟動實施了“基于大數據驅動的超大型集裝箱碼頭智能化作業管控技術”研發。
預計到2022年，項目將完成我國首個擁有完全自主知識產權的超大型自動化集裝箱碼頭智能操作系統的升級研發，推進碼頭運營效率再次大幅提升，實現整體岸橋平均臺時效率進一步提升10%以上、單體碼頭年吞吐能力進一步提升50%以上——這意味著洋山四期的年吞吐能力將超過600萬箱。(來源：文匯報記者許琦敏)
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自動化碼頭裝配
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