原标题：三年研发出全自动化码头 青岛港“连钢创新团队”为世界港口发展贡献“青岛模式”
文/半岛全媒体记者 郝春梅 图/半岛全媒体记者 吴璟(署名除外)
“全球领先、亚洲首个真正意义上的全自动化集装箱码头”“低成本、短周期、全智能、高效率、更安全、零排放”“超越全球同类码头单机平均效率50%”“在商业运营条件下不断刷新世界纪录”……如今的山东港口青岛港全自动化集装箱码头以硬实力和高水准承载着港航业甚至全世界的青睐和赞誉。
让这一切成为现实的,是山东港口集团青岛港“连钢创新团队”。
无人码头上的百余台“永动机”
碧海蓝天之间,偌大的码头和堆场没有人影,生产作业却如行云流水。16台蓝色自动化桥吊矗立码头,如同力大无穷、智慧灵动的变形金刚,从来自全球的巨轮上高效有序地装卸着集装箱,76台高速轨道吊在堆场上往来穿梭,83台自动导引车流转自如,重达数十吨的集装箱被轻巧抓起、精准堆码,被集装箱货车运往全国各地。
流畅、轻柔、毫无刮擦和碰撞,空无一人的全自动化码头竟然“聪明”至此;春夏秋冬风雨无阻,甚至夜里劳作都不需要亮灯,“幽灵”码头由此得名;百余台机械设备在“大脑中枢”的指挥下分工有序,密切合作,工作起来不知疲累,就像“永动机”一样,不需要专门到换电站充电……山东港口青岛港全自动化集装箱码头的智能化、自动化水平让人叹为观止。
这样的成果来之不易。“创新从来都是九死一生“,山东港口青岛港全自动化集装箱码头从无到有、从梦想变为现实的历程可谓是这句话的真实写照。
中国港航人的自动化码头梦
“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。”2013年7月17日,习近平总书记在中国科学院考察时的讲话中说。这一年,中国人遨游宇宙空间、探索量子世界、逆转生命时钟,展示了强大的中国综合科技实力。
然而,在世界港口高科技领域,中国却落后了。20世纪最后十年,自动化码头逐渐崛起,成为世界强港竞相追逐的“大国重器”。当时,作为全球港口大国,中国在世界前十名集装箱大港中占据7席,但在象征全球港口最强科技的全自动甚至半自动化码头榜单上却籍籍无名。
“我们建成了世界最大的码头,干出了世界最高的效率,但这远远不够,我们必须建成最先进的自动化码头,成为科技强港,这将是传统码头装卸模式向智慧港口转型的一场革命!”2013年,山东港口青岛港悄然启动了建设中国全自动化码头的引擎,开始了迈向科技强港的升级蝶变。
自主创新之路上的艰难跋涉
当年10月,经过反复遴选,任命既有三十多年机械、电气、控制等专业技术功底,又有十几年集装箱码头业务、信息和管理经验的张连钢,担当自动化码头项目组组长。紧接着,从青岛港各基层单位抽调的8名IT、流程、设备、土建等方面的专家集聚在一起,开始了历时数年冲击世界港口科技制高点的艰难跋涉……
“全自动化码头不是西方人的‘专属’,他们能做到的,中国人也一样能做到,而且做得更好!”“连钢创新团队”下定决心依靠自主创新来逐梦,白加黑,5+2.“连钢创新团队”每个人都通宵达旦“连轴转”,每个专业都形成了上万字的考察报告,夜以继日召开了数千次专题分析论证会,用计算分析、逆向推导、模拟仿真等方法艰难推进。
“每个港口特点不同,我们不可能照搬照抄,也没有东西可抄。我们只有根据青岛的口岸实际、货源结构、码头流程、操作习惯,设计出自己的工艺流程、总平面布局和技术指标体系及规格参数,才能构建起一整套合理的集成方案和实施策略。”张连钢说。而后来的事实证明,这条路选对了,而且符合青岛港实际成为自动化码头建设的灵魂。
曾经来港的GE资深专家Simon介绍说,国外同类码头通常先聘请四五名专业咨询师分专业做咨询;然后再分别请专业公司进行咨询方案论证、审核;审核通过后,再进行方案细化设计和集成。按照这个节奏,从项目立项到投产需要8～10年。
张连钢则说:“我们在项目组织上采取的是规划设计、建设集成和商业运营‘三位一体’模式,项目组每个人都全流程参与设计、建设和运营,项目的演进路径不是‘串行分步’,而是‘并行协同’,每个人要担当咨询师、设计者和经营者等多项责任”。靠“土专家”团队协作,靠“啃硬骨头”的精神,“连钢创新团队”硬生生把国外三年的设计工作在15个月内完成。
“做不好,我们就排队跳海”
“连钢创新团队”的自主创新之路从来不是一帆风顺,反而有些荆棘密布。要知道,自动化码头拖运集装箱的工作,是由无人驾驶的AGV(自动导引车)完成。其核心技术是ECS系统,掌握在欧洲技术咨询商手中。因为指定配套产品,系统不开放,项目组决定放弃欧洲方案,与设备制造方上海振华联手攻关。
当时,行业内没有人敢相信,青岛港建自动化码头,竟然能够不选国外成熟技术。面对外界的质疑,“连钢创新团队”硬是靠实干、苦干、巧干把这项技术做到了全球业界最优。
2016年初,项目组对ECS研发进行阶段评估后,发现功能根本达不到需求。码头几十个亿的投资,可能就转不起来,开工时间也将拖后好几年。那天的碰头会上,会议室一片死寂,项目组所有人都低着头,说不出话来。
张连钢打破了沉默:“做不好,我们排队跳海就行了。我第一个跳。”张连钢说这句话的声音不大,但在每一个人听来,却如惊雷一般,其中饱含着破釜沉舟的坚定决心。
后来,他们决定,必须采用非常规手段,彻底打破原来的思路。在上海长兴岛一间封闭的会议室内,攻关小组吃喝拉撒不出方圆100米。经过了100多个日日夜夜的奋战,经历了近百次失败,终于有了一丝进展。
在2016年8月的一次测试中,无论是模拟仿真系统,还是现场,6辆车都在流畅运转,现场的40多人忍不住爆发出热烈的欢呼声!E
在设备执行系统方面,设备组用创新设计降低成本,核心设备比欧洲同类码头节约成本数亿元,有的可做到10年免维护。例如,针对AGV的设计,项目组算了一笔账:如果采用国外主流的铅酸电池,寿命短,污染大,码头规模化后要配备超过1000吨的铅酸电池,每周就要淘汰10吨电池。在张连钢的主导下,青岛港自动化码头大胆采用先进的钛锂电池替代铅酸电池,设计制造了世界首台不用换电池的AGV,每个作业循环自动完成充电,巡航里程无限制,就是因为这样,码头上才会出现“永动机”一样的自动化设备。风雨无阻、日夜兼程,实现作业效率最大化。而这样的技术革新不但节能环保,而且设备减重十几吨,实现了低成本、小容量、长寿命、轻量化,大大提高了工作效率,并一举节省换电站建设成本过亿元。
为了保证工程质量和进度,工程设备技术负责人殷健创新提出了“一横一竖一全”的最优建设原则,使三大设备的调试与土建工程可同时进行,实现各专业、各系统的“迭代推进”。负责操作的朱文峰、王吉升、隋晓等对100多个流程反复修改十几稿;负责作业的李波、管廷敬、耿卫宁等做了40多个闸口方案,设计了高效、便捷的进出分离式闸口;耿增涛、刘迅、任荣升等人勇挑软件开发重担;设备人员张卫、王延春、吕向东、修方强、王伟、王培山、孙秀良、王心成等深入论证,确定最佳设备规格;负责土建的周兆君以一当十……这个团队被外方专家评价为“所见过的技术水平最高的码头方工程师团队”。
三年奋斗,他们推出了一连串耀眼的“全球首创”:全球首次研制成功了机器人自动拆装集装箱扭锁;全球首次研制成功了轨道吊防风“一键锚定”装置;全球首创了自动导引车循环充电技术;全球首创非等长后伸距双小车桥吊;首创高速轨道吊无轮缘车轮设计,避免车轮啃轨;实现岸边全自动无人理货、全自动喷淋熏蒸消毒、全自动空箱查验、冷箱温度自动监控……
从梦想到现实,从白纸一张到世界领先!“连钢创新团队”用3年走完了国外常规8～10年的路;节省建设资金数亿元,成本远远低于国外同类码头。中国人自己建成的全自动化码头,一出生即登顶成为全球领先、亚洲首个,且拥有自主知识产权。山东港口青岛港自动化码头一期的成功,标志着中国港口跑步跨入集装箱发展的全新时代。
系统不断升级,让码头更“聪明”
自动化码头一期建成投产后,“连钢创新团队”并没有就此止步。2017年5月11日,青岛港自动化码头开港作业便达到桥吊单机效率26.1自然箱/小时,创世界自动化集装箱码头开港作业最高效率,震惊世界航运界!2017年12月3日,“以星芝加哥”轮靠泊自动化码头,单机平均效率超过39.6自然箱/小时,全面超越人工码头作业效率!此后,青岛港自动化码头已然成为世界单机作业效率纪录的“粉碎机”。今天,这一数字,经过一次又一次超越,已经升至44.6自然箱/小时,剑锋所指,所向披靡!
“我们总是跟着外国人学,什么时候能领先一把?”多少年前,张连钢曾有发人深省的疑问。如今,梦想照进现实。往日的“指导”顾问,改拜“连钢创新团队”为“师傅”;全世界的目光被吸引到这里,欧美、日韩等国家政要、专家学者、港航大咖、媒体记者等纷至沓来,自动化码头获得了业界的频频赞叹……因为核心技术掌握在自己手中,就不受制于人,青岛港自动化码头根据生产实际来不断优化生产控制系统,让这个“大脑”越来越聪明。从开港作业至今,几个主要系统累计升级173次,优化功能2000多项。经过一次次优化升级,自动化码头流程管控系统已经成为一个有灵魂、会思考,可智能决策、系统管理的“最强港口大脑”。
如今,青岛港自动化码头已成为世界各大集装箱船公司争相靠泊“打卡”的圣地,成为集装箱国际航线保班、纠班的首选,成为“中国速度”“中国效率”在世界港航界的代名词。
“氢+5G”,向世界贡献“中国方案”
星光不负赶路人,中国人对于创新和技术的追求永无止境。从自动化码头二期建设立项伊始,张连钢就定下了“全面超越一期码头,引领世界自动化码头建设发展潮流”的目标。
对于张连钢来说,这绝不是凭空拍脑袋想出来的。多年来,他一直跟踪世界最前沿的能源技术。2006年,他主持完成了轮胎吊“油改电”技术创新,在全国港口全面推广,得到业内高度评价和肯定。在自动化一期码头建设中,他就在AGV上首次使用钛锂电池替换国外的铅酸电池,实现了AGV给轨道吊送箱的间隙进行极速充电,比国外减重10吨,电池寿命达到了10年以上,作业效率优势明显。
而这一次,张连钢看得更远:作为世界级石化地炼集群所在地,山东是富氢大省,但由于无法有效利用,氢气作为副产品就这样白白浪费了。如果能在自动化码头上应用,那必然对整个中国新能源发展有巨大的示范引领作用。而5G技术,已经是世界公认新技术革命的风口浪尖,也是未来自动化行业竞争的蓝海,更是抢占新一轮智慧码头建设制高点的必然选择。研究、考察、争论,反复权衡,认真比较,科学判断,慎重决策,最终“氢+5G”成为了自动化码头二期的主攻方向。
2018年6月,“连钢创新团队”启动自动化码头二期建设。除了与老伙伴上海振华港机再度联手,华为、中国联通、航天科技等一批国内顶尖企业也加入进来。多家企业联合攻关,集成创新,不但将核心技术牢牢握在自己手里,还将整个自动化码头的上下游供应链条留在民族企业中。“连钢创新团队”用激情和智慧将一个个“不可能”变成了“可能”。
2019年11月28日,短短18个月,自动化码头二期建成投产运营,推出了自主研发、集成创新的6项全球首创科技成果,再次以中国“智”造、中国创造的全自动化码头科技向全球港航业奉献了“中国方案”。
“拼命都不一定能干好,不拼命肯定干不好”,“连钢创新团队”始终秉持着这种信念执着前行。他们凭着一股不服输的韧劲和不怕难的勇气,执着耕耘,让昔日高高在上的“码头贵族”走下了云端,打造出低成本、短周期、全智能、高效率、更安全、零排放的可复制、可推广的世界港口高质量发展“青岛模式”和“中国样板”。
