我國建設(shè)集裝箱自動化碼頭面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

摘要：作為“綠色港口、智慧港口”建設(shè)的重要舉措——集裝箱自動化碼頭的建設(shè)已在全國各大港口展開，建設(shè)之前的經(jīng)濟(jì)論證，建成之后的生產(chǎn)運營，特別是當(dāng)前國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢下如何最大限度的發(fā)揮自動化碼頭的作用，在新一輪港口競爭中，如何凸顯自動化碼頭的優(yōu)勢，是本文論述的重點。

Opportunities and Challenges of Construction of Automated Container Terminal in Our Country

Liang Li,Liu Xiangbo

（Technological Institute Of Qingdao Harbor,Shandong Qingdao,266404）

Abstract：As important initiatives of green port ,wisdom port,the construction of automated container terminal has spread out in our country ,economic arguments before construction,the manufacturing operations after completion,especially in the current domestic and international economic situation, how to maximize the role of automation pier,in the new round of port competition ,how to highlight the advantages of automation pier,is the key point of this paper discusses

Keywords：Automation terminal; Challenges; container

經(jīng)過振華重工(ZPMC)連續(xù)多年的研究實踐，被國外視為技術(shù)禁區(qū)的集裝箱自動化碼頭終于在中國港口開工建設(shè)，從最初的CTA碼頭雙箱雙小車自動化岸橋設(shè)計，到振華重工設(shè)計出的第四代立體軌道式自動化碼頭裝卸系統(tǒng)超越了國外，不僅實現(xiàn)了碼頭設(shè)備的自動化控制，而且改進(jìn)了水平運輸方式，將傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)下的定位內(nèi)燃移動，改進(jìn)為軌道上的獨立混合驅(qū)動，具備低耗能、低噪音和低污染等優(yōu)點，這將大大改善碼頭的生產(chǎn)經(jīng)營。

1　集裝箱自動化碼頭的特點及優(yōu)勢

碼頭是物流鏈的節(jié)點，是船舶裝卸、貨物換裝的作業(yè)場所。在岸邊作業(yè)環(huán)節(jié)，自動化集裝箱碼頭更傾向于雙箱雙小車自動化岸橋，可實現(xiàn)一次處理兩只40英尺的集裝箱；在堆場作業(yè)環(huán)節(jié)，自動化集裝箱碼頭基本都選用自動化軌道式集裝箱龍門起重機(jī)（Automated Rail-Mounted Container Gantry Crane，簡稱ARMG）；與傳統(tǒng)集裝箱碼頭相比，第四代全自動化碼頭最為顯著的優(yōu)勢有三方面：其一，實現(xiàn)全天候24小時作業(yè)；其二，可減少人為因素可能產(chǎn)生的差錯，降低生產(chǎn)安全隱患，提高作業(yè)可靠性；其三，可大幅減少碼頭用工數(shù)量，降低人工成本。

2　集裝箱自動化碼頭面臨的機(jī)遇

2.1　是提高船舶作業(yè)效率、保證船期的需要

隨著集裝箱運輸船舶的大型化進(jìn)入了“大船時代”。 按照“大船大線”理論，噸位大和航速高的船舶，其對應(yīng)的航線參數(shù)、裝卸效率和航線距離應(yīng)該是大的。也就是說單航次掛港減少而每港的作業(yè)量增加，要求碼頭進(jìn)一步提高裝卸效率，降低裝卸成本，縮短在港時間保證船期。另外從降低船舶的單位運輸成本角度分析，班輪公司也會更加關(guān)注碼頭的裝卸效率，控制船舶的在港時間。

這些相互矛盾的需求以及勞動力成本剛性上揚的壓力下，高效、環(huán)保、相對安全可靠、以及低運營成本的自動化碼頭呼之欲出。

2.2　是建設(shè)現(xiàn)代港口服務(wù)體系的需要

2014年6月，交通部發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)港口轉(zhuǎn)型升級的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》，其中指出，以加快轉(zhuǎn)變港口發(fā)展方式為主線，促進(jìn)我國港口由粗放型向效益型升級，由主要提供裝卸服務(wù)向提供裝卸服務(wù)和現(xiàn)代港口服務(wù)并重轉(zhuǎn)變。集裝箱自動化碼頭作為物流、資金流和信息流交匯的中心，綜合采用當(dāng)前最先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化控制技術(shù)，實現(xiàn)對碼頭裝卸運輸設(shè)備實時智能化調(diào)度，為客戶提供更多的個性化服務(wù)。

2.3　是“互聯(lián)網(wǎng)+高效物流”的需要

2015年7月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，提出高效物流、電子商務(wù)、便捷交通這三項與現(xiàn)代物流業(yè)緊密聯(lián)系，是推動“互聯(lián)網(wǎng)+”在現(xiàn)代物流領(lǐng)域內(nèi)拓展、提升發(fā)展水平、構(gòu)筑經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新優(yōu)勢和新動能的重要舉措。

集裝箱碼頭的作業(yè)效率和服務(wù)水平已成為物流環(huán)節(jié)的關(guān)鍵和核心節(jié)點，并直接影響物流運輸?shù)男?。自動化碼頭技術(shù)的運用，不僅保證了貨物轉(zhuǎn)運效率的提高，而且會促進(jìn)碼頭電子商務(wù)功能的提升，特別是基于互聯(lián)網(wǎng)和物流信息平臺的整合，碼頭通過電子商務(wù)平臺參與和組織各種物流業(yè)務(wù)活動，成為全球國際貿(mào)易和運輸體系中的主要基地。全球物流、共同配送、戰(zhàn)略伙伴協(xié)同、智能化管理是未來發(fā)展的主要趨勢。

3　集裝箱自動化碼頭面臨的挑戰(zhàn)

3.1　船舶大型化的運營戰(zhàn)略會引發(fā)新一輪的港口競爭

在當(dāng)前低迷的航運市場中，船公司紛紛通過船舶的大型化和公司的結(jié)盟化來進(jìn)一步的降低單位運輸成本。船舶大型化、航運聯(lián)盟化，對港口的碼頭能力、操作效率、市場布局提出了新的挑戰(zhàn)，港口業(yè)必須積極應(yīng)對，有效避免過度投資和新的產(chǎn)能過剩。從東北亞經(jīng)濟(jì)圈來看，上海的洋山港發(fā)展勢頭迅猛，而韓國釜山港早有東北亞集裝箱樞紐港之稱，日本幾大港口同樣實力相當(dāng)。在未來的自動化碼頭中，誰擁有效率，誰就擁有樞紐港的主動權(quán)。因為港口泊位生產(chǎn)效率的下降意味著船舶的在泊時間和其他船舶的等待靠泊時間延長，進(jìn)而導(dǎo)致支線船和長途船的集裝箱轉(zhuǎn)運時間增加，迫使集裝箱船不得不加速航行，追趕航期，來保證整個物流鏈的競爭力。所以需要迫切解決自動化碼頭港口作業(yè)方案優(yōu)化問題。

3.2　生產(chǎn)管理系統(tǒng)與設(shè)備管理系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，關(guān)系到集裝箱自動化碼頭的效率、效益。

自動化碼頭的生產(chǎn)效率依賴于強(qiáng)大的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，借助于現(xiàn)代通信技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，傳感技術(shù)，自動化控制系統(tǒng)，通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)的循環(huán)優(yōu)化，保證生產(chǎn)全過程的優(yōu)化控制，實現(xiàn)對碼頭裝卸運輸設(shè)備的實時、智能調(diào)度。

集裝箱自動化碼頭的主要資源是裝卸設(shè)備，對這些設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和控制依賴與一條條作業(yè)指令。集裝箱自動化碼頭作業(yè)指令采用“人工宏觀設(shè)定+系統(tǒng)自動生成+系統(tǒng)優(yōu)化作業(yè)工藝”模式，最終生成指令作業(yè)隊列。碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)送指令作業(yè)隊列，設(shè)備控制系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)隊列需求安排作業(yè)機(jī)械設(shè)備，從而形成碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)間的雙循環(huán)。

首先生產(chǎn)管理系統(tǒng)具有智能化，通過向系統(tǒng)輸入作業(yè)需求，系統(tǒng)可完成生產(chǎn)過程優(yōu)化仿真、對集卡進(jìn)行智能化調(diào)度、對裝卸設(shè)備實時調(diào)度，并生成作業(yè)指令，發(fā)送給設(shè)備管理系統(tǒng)。設(shè)備管理系統(tǒng)統(tǒng)籌管理碼頭所有自動化設(shè)備，將這些指令分流給具體的堆場、岸邊和水平機(jī)械。指令執(zhí)行情況將逐級反饋至生產(chǎn)管理系統(tǒng)，如遇指令不能執(zhí)行，生產(chǎn)管理系統(tǒng)將再次優(yōu)化仿真、發(fā)送。這個過程中，指令的執(zhí)行效率就是碼頭生產(chǎn)效率。指令的優(yōu)化程度，取決于碼頭裝卸工藝的設(shè)計和作業(yè)參數(shù)的設(shè)定。運行參數(shù)的設(shè)定有較大的主觀性，需要員工有豐富的生產(chǎn)組織經(jīng)驗，雖然系統(tǒng)強(qiáng)大的計算功能可實行指令優(yōu)化，但能否因港制宜，形成本碼頭特有的生產(chǎn)組織優(yōu)勢，是各碼頭研究的重點。

我們可以借鑒的經(jīng)驗是，鹿特丹港Euromax碼頭花了3年時間才完成自動化生產(chǎn)管理系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)的整合，實踐經(jīng)驗證明，整合后的軟件平臺可以全面提高整個碼頭的作業(yè)效率，提升港口競爭力。

3.3　能否發(fā)揮港口的外部經(jīng)濟(jì)性，是集裝箱自動化碼頭穩(wěn)健發(fā)展的關(guān)鍵所在。

由于水深限制，世界上可以?？繚M載18000TEU大船的碼頭屈指可數(shù)，如何成為大船越來越少的掛靠港口之一，成為名副其實的樞紐港，是碼頭業(yè)關(guān)注的焦點。樞紐港地位的確立，不僅要有密集的航線網(wǎng)絡(luò)和發(fā)達(dá)的集疏運系統(tǒng)，更要有強(qiáng)大的外部產(chǎn)業(yè)集群，通過持續(xù)穩(wěn)定的集群產(chǎn)業(yè)鏈，凸顯港口的競爭實力。

在港口城市，除了港口物流業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，還有臨港產(chǎn)業(yè)集群，而且港口物流業(yè)借助其外部經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，已經(jīng)成功融入到產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)中，成為企業(yè)供應(yīng)鏈中的一個節(jié)點。港口通過外部經(jīng)濟(jì)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，吸引更多的企業(yè)加入到這個集群中來，以一個主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為核心，形成地區(qū)產(chǎn)業(yè)集群。集群內(nèi)企業(yè)在空間上大規(guī)模集中，也就更容易實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展，培育每個企業(yè)的核心價值力，并不斷吸引客戶的注意，提高產(chǎn)業(yè)的出口能力、國際競爭能力都較強(qiáng)，從而保證了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，為區(qū)域港口提供源源不斷的貨源。