榮獲科技進步獎特等獎 洋山四期自動化碼頭以“智”取勝

　　近日，2020年度上海市科學技術獎重磅揭曉，“洋山四期超大型自動化集裝箱碼頭關鍵技術研究與應用”榮獲科技進步特等獎。這個當年國家科技創新和重大工程建設十大捷報之一的項目再次閃亮“出圈”。

　　“洋山四期超大型自動化集裝箱碼頭關鍵技術研究與應用”在生產管控系統、工程設計、智能裝備等方面有多項創新研究，其中，自主研發的自動化碼頭作業管控系統，在全球港口行業首次實現全業務自動化和核心業務智能化，打破國外技術壟斷并實現反超。洋山四期超大型自動化集裝箱碼頭社會和經濟效益顯著，碼頭生產效率屢創世界紀錄，生產作業實現本質安全，勞動環境極大改善，生產率是傳統碼頭的213%，碼頭作業實現零排放。該項目成果已在14個國內外碼頭中應用，彰顯了“中國智造、中國服務、中國品牌”的實力。

　　從“0”到“1”——努力創造更多世界第一

　　近年來，上港集團以“高可靠、高效率、世界先進水平”為目標，銳意創新，把洋山四期建成了全球單體規模最大、智能化程度最高、擁有完全自主知識產權的全自動化集裝箱碼頭。他們打破國外壟斷，并實現技術反超，年吞吐量和作業效率均居世界自動化碼頭首位。

　　自2017年12月開港以來，洋山四期的規模不斷擴大、產能不斷釋放，一年上一個新臺階，年吞吐量2018年達到201萬標準箱，2019年實現327萬標準箱，2020年突破420萬標準箱。

　　開港三年多以來，碼頭生產管控系統運行穩定，效率屢創世界紀錄，岸橋最高臺時量57.17自然箱/小時，單船平均臺時量最高47.33自然箱，晝夜最高吞吐量20823.25TEU，勞動生產率為傳統碼頭的213%。

　　此外，碼頭智能作業管控系統（ITOS）還在不斷地迭代升級，以先進性和前瞻性領先于近期最新建設的自動化集裝箱碼頭。洋山深水港四期項目榮獲了中國港口協會科技進步特等獎1項、一等獎2項；取得發明專利8項，實用新型專利6項，軟件著作權14項；發表著作1部，論文65篇；發布行業標準1項，在編行業標準體系1項，地方標準2項，團體標準3項。其成熟運行，標志著我國港口技術和運營模式實現跨越式升級與重大變革，成為上海國際航運中心建設的重大里程碑。

　　上港集團黨委書記、董事長顧金山指出，洋山四期產能的增加和產量的提升，為上海港鞏固、提升上海國際航運中心地位、進一步增強服務國家發展戰略的能力注入了新的動能。未來，上港集團將以建立并不斷完善集互聯網、物聯網和碼頭自動化技術為一體的、多邊界屬性的、系統化的港口生態圈為努力方向，為國際航運中心建設提供重要支撐，更好地服務國家戰略，加快同長三角共建輻射全球的航運樞紐，提升整體競爭力和影響力而不懈奮斗。

　　上港集團勇創一流的決心和雄心可見，從“0”到“1”，已畫下圓滿句點；從“1”到“N”，未來可期。

　　從“制造”到“智造”——解決“卡脖子”問題

　　核心技術不僅要領先，還要保持領先優勢，從根本上解決自動化碼頭技術領域智能化作業管控系統“卡脖子”問題。洋山四期建設中，最大的難點是怎樣構建自動化碼頭智能管控系統（ITOS），它必須具有極高的功能適應性、性能高效性和運營可靠性。因為該系統外連海運船舶、道路運輸、口岸監管，內控計劃調度、設備設施各執行與傳感單元，覆蓋碼頭作業多場景、全流程，是超大型自動化集裝箱碼頭的“大腦”。

　　為此，上港集團開展自主研發，通過理論研究，構建數據差異量化模型和相關算法，攻克無人設備全域感知、多體協同、多活并發等核心技術，打造了全新的基于流程與數據雙驅動的分布式、可配置全域融合協同控制架構和信息交互平臺，創新研發了全新ITOS，解決了作業時空多變、狀態不確定導致設備協同難的關鍵問題，實現了系統與設備設施間海量數據處理動態協同與高效可靠，核心功能與性能全面超越國外產品，能力與效率均居全球自動化碼頭首位。

　　百尺竿頭，更進一步。在上海市科委的鼎力支持和悉心指導下，上港集團還積極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”研發工作。

　　面對超大型自動化集裝箱碼頭裝卸、堆存、轉運、進出道口等多種作業場景，洋山四期將重點解決基于大數據的碼頭全域協同優化與智能決策這一關鍵科學問題；聚焦作業協同智能規劃、大數據分析與應用服務、智能管控系統構建等關鍵技術開展產學研用密切協同攻關；應用大數據、云計算和數字孿生等新一代信息技術，從計劃、調度、工藝和過程控制等各方面進一步提升超大型集裝箱碼頭作業管控系統的智能化水平；進一步減少人工干預，優化資源任務匹配，從而突破制約自動化碼頭效率進一步提升的各類瓶頸，實現港口運營管理能力和綜合服務能力的不斷提升。

　　預計到2022年，洋山四期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，實現整體橋吊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，作業人員減少70%以上。

　　從“穩吊裝”到“防沉降”——打磨每一個細節

　　除了智能管控系統，創新火花也閃耀在洋山四期自動化碼頭設計和設備制造等方面，首創了軌道吊雙箱裝卸、橋吊雙起升雙吊具作業、多種軌道吊柔性混合布局的全新自動化操作技術。

　　自動化設備需要精確地吊起集裝箱，需要解決船舶搖晃導致的船上集裝箱對位變化，以及氣候風向等原因導致的吊具搖晃等難題。為此，他們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、吊具狀態精確控制的效果，提升碼頭運營效率約20%，滿足了大規模樞紐型碼頭多種作業狀態高效運作的實際需求。

　　他們還創新使用自動化碼頭道路堆場沉降控制技術。為解決洋山地區不均勻深厚軟土地基條件下堆場建設工程復雜、變形控制難的問題，他們提出用“深厚軟土地基——軌道基礎——軌道協同設計”方法，研發了堆場雙重可調式軌道基礎和新型軌枕結構，在有效解決地基問題的同時，還顯著節約了工期和投資。(通訊員 唐蘇敬)

　　轉自：中國水運報

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