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用青春书写智能码头奇迹

2018-06-12 14:41 来源: 人民日报

俯瞰壮观的洋山深水港四期码头。

工人在室外对AGV小车进行调试。

6月,洋山港四期码头车流不息,作业繁忙,却不见一人。自开港以来,码头平均每天作业船舶6—7艘,运行平稳高效。

“全球最大的单体全自动化码头”“全球综合自动化程度最高的码头”,是洋山港四期码头的闪亮标签。而书写这一奇迹的,是一群平均年龄只有三十来岁的年轻人。

提起码头,人们首先想到的是船来车往、人声喧嚣、钢铁洪流。

然而,全世界最大的单体全自动化码头——洋山港四期码头却在繁忙中保持着别样的“安静”:大吊车将轮船上的集装箱吊起来,然后轻轻地放在AGV导引车上,从容不迫;AGV载着庞大的集装箱驶向堆场,井然有序……“任劳任怨”的自动化设备,让码头工人坐进了办公室。

“做过洋山港智能码头,全球码头都能做了”

“虽然开港了,但这只是开始,设备还将增加,系统仍然需要扩容。”振华重工总部,王岩正忙着规划新设备加入后的系统验证。

洋山港四期智能码头有两个重要系统,一是指挥调度系统(TOS),被称为码头的“大脑”;二是设备控制系统(ECS),被称为码头的“心脏”。而王岩就是码头“心脏”的负责人。

“智能码头由两大块组成,一是硬件系统,一是软件系统。软件起到控制设备的作用,需要开发程序,以达到控制设备的目标。”说起整个设备控制系统,王岩如数家珍。

洋山港四期码头2017年开港投入的设备有10台岸桥(大吊车),30台轨道吊,自动化导引车50台。以后要逐步增加设备,仅AGV导引车就要达到130台。设备越多设计越复杂。10台岸桥,就有10条作业线路。从船边到堆场,吊车与AGV导引车如何对接,导引车如何各行其道,如何到达堆场,并与轨道吊衔接……这些过程必须通过计算来实现,而且必须是无缝对接。“车越多,越拥挤,要把最复杂的情况规划好,算法要不断优化。”

最大的困难,在于周期短。这样的大工程,无论如何也要几年才能完成,可是,振华的工程部分从设备制造、软件开发、集成测试,到正式开港,一共才两年多时间,这是巨大的挑战。岸桥、轨道吊、导引车有生产周期,在这些设备没有到现场的情况下,就得拿出系统方案。“很多时候,我们都是在仿真的情况下完成测试的。”王岩说。

日晒雨淋,风吹雨打,各种环境都得实地测试。振华软件团队先后组织了3次封闭开发,每次都在一个月以上,还得与上港调度系统对接测试。其间,20多个调试工程师在洋山港四期码头上摸爬滚打,个个晒得黝黑。

AGV导引车是自动化码头搬运主力,它没有人驾驶,完全靠软件系统控制走向。为了确保万无一失,先期测试要模拟可能出现的任何情况。工程师在前期的调试过程中,为了验证AGV的运行轨迹,需要经常跟着AGV导引车走。段小明就是其中的一名工程师,两年下来,他在这个码头上留下的足迹难以计数。

王岩团队虽然年轻,做过的码头已有很多。香港国际货柜码头的自动化改造和内地第一个自动化码头厦门远海码头的软件控制系统都是由王岩团队研发调试的,他们也在这个过程中积累了技术与方案。王岩自信地说,“做过洋山港智能码头,全球码头都能做了。”

“坚持多年研发不止,终于有了今天的车型”

来到洋山港四期码头,给人印象最深的就是AGV导引车。无论何种天气,何种温度,它都在不停地工作,从海边到堆场,24小时循环往复。因为它,码头工人坐进了办公室。

这个导引车由振华重工研制,拥有完全自主知识产权。“这已是我们的第三代导引车。振华坚持多年研发不止,终于有了今天的车型,而且实现了国产化。”振华智慧产业集团副总经理、AGV硬件车辆及控制项目负责人江华说。

振华最初转型做自动化码头时,国外已经有类似的导引车了。“但是,我们根本无法获得相关资料,只好自己研发。”江华谈道,“单单这辆车的电池就有两个创新。国外的导引车采用的是传统电池,而我们的电池采用了锂电池,而且实现了电池包的恒温。”

这个电池包很大,车辆的自重达31.5吨,其中仅电池包就有5.5吨,一个电池包相当于3辆小轿车的重量。码头运输繁忙,不可能长时间给电池充电,振华又作出了一个创举:自动更换电池,这成为第二个创新。

电池太重,人工更换太慢,为提高效率,必须实现自动化智能化。振华采用了机器人的机械臂(货叉)操作的设计,但是,这种机械臂国内没有现成的。如果进口,价格昂贵,因此,振华又一次立足自主研发。自主研发获得了成功,导引车自动行驶到换电站,从取下电池,到换上电池,只需要短短6分钟。换电技术,也成为了振华自动码头的一大亮点。

“我们还在设想,如何让电池轻下来,让更换电池的时间减少,这样,可以让港口码头减少电池购买量,从而降低码头建设成本。”江华说。

振华又创造了“机会充电”。这种新的充电方式已开始试用:导引车载着集装箱进入堆场时,轨道吊移步到导引车上,并放下起重吊钩,时长是一分钟,就这一分钟,导引车就可以充电。充电一分钟,可以保证导引车跑一个来回。每个来回都充一分钟电,不仅可以延长电池寿命,也可以大大减少更换电池的时间。更重要的是,将来还可以把电池做小,将自重降低,从而降低设备成本。

“能参与洋山港建设,是一生的光荣”

虽然洋山港四期码头开港了,但是振华团队没有收工,而是负责自动化设备的维护,并将进行系统新设备的调试。“未来的几年,我们将一直与码头相伴,现在还有45名青年在现场。”洋山项目青年突击队队长忻程龙说。

过去的两年多时间,振华前前后后有几百名技术人员参与了四期码头的自动化系统建设。洋山港四期项目大,周期长,历时将达5年。为了将年轻人凝聚起来,振华组建了青年突击队,推出了“夜总会”“大讲堂”,将大家的闲暇时间组织起来。

“夜总会”是业务会,每天晚饭后召开,梳理一天的进展,归纳新情况、新问题;“大讲堂”是知识讲座,每周三举行,每次请一个专业人士讲解,涉及运营、技术等。

在洋山港,青年突击队没有具体的名单,但是,所有参与的青年都是其中一员。“洋山港规模和自动化程度全球最高,能参与洋山港建设,是一生的光荣!”大家的自豪感越来越强。

因为无数参与者的努力,振华自动化智能码头开始享誉世界。振华重工的青年才俊们,将走出国门,用青春为世界书写智能码头奇迹。(记者 谢卫群)

[ 编辑: 韦馨尧 ]
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