我国港口散货装卸实现自动化

□本报记者刘泽强
    “以前，港口的散货装卸，特别是像矿石、煤炭这样的货物，几乎全部都是人工操作的作业方式，不仅劳动强度大、效率低，而且还极易发生事故。”上海国际港务（集团）一位负责人告诉记者，“现在好了，我们自主研发了散货装备集成技术，港口散货装卸基本实现了自动化。”谈起这项新技术，这位负责人的自豪之情溢于言表。
    近年来，随着我国港口吞吐量的不断加大，对港口装卸设备——散货港机的需求量也随之增大。但目前，我国的散货港机关键设备还要从日本、德国等国外公司进口，不仅价格昂贵，也限制了我国港口装备制造业的自主化能力。为了摆脱这一局面，由上海国际港务(集团)股份有限公司联合上海交通大学、同济大学，共同承担了“现代港口散货装备集成技术开发与研制”课题，由上海港务集团副总裁包起帆担任课题组负责人。
    经过艰苦的技术公关，该课题组研制成功了世界上第一台全自动散货抓斗装船机、世界上第一台全自动散货装船机、我国首台全自动斗轮堆取料机，实现了港口散货堆场自动化操作。包起帆介绍说，这个课题的成功使我国实现了港口散货的高效自动装卸及堆场作业，实现了港口散货作业的管理与控制一体化，为建设全自动散货码头奠定了基础。
    目前，该项技术已经成功应用于上海港罗泾二期散货码头，用于煤炭、矿石、钢杂等散货的装卸与运输，使该港区成为生产能力、技术水平居于世界前列的散货码头。实现自动化
    据介绍，用于港口卸船作业的卸船机，其作业方式有手动和半自动方式两种，但是都存在着比较严重的缺陷：手动卸船方式效率完全取决于司机的熟练程度，容易引起抓斗的摇摆，受人为因素影响较大，作业效率很不稳定。而半自动作业方式，一方面需要司机不断手动设定和更新作业参数，作业适应能力不强，且存在较大的安全风险；另一方面，由于舱内散货物料分布不规则，为了尽量达到满斗，避免空抓、少抓以及埋斗等现象，司机在启动自动循环时，仍然需要手动设定下一个循环船舱上方的返程点，自动操作和司机手动调整很难协调。
    而这次研制的全自动散货抓斗卸船机，在现有手动和半自动卸船机的基础上，增加了船舱位置扫描及物料分布扫描设备，即目标位置扫描系统(TPS)，能够实现船舱位置和物料分布的自动检测，完全取代了司机的手动设置和操作，实现了整舱的连续、自动卸船功能，从而达到了提高作业效率和安全性能的目的。
    而在装船作业方面，目前各港口均采用人工操作方式——各项操作都是由司机通过操作台控制。而在这个过程中，由于司机室位于卸船机的臂架正上方，司机的视线容易被挡，需在船上另外设置一名观测人员，与司机对话交流，配合实现装船作业。这样就大大影响了装船的效率，还极易出错。
    包起帆向记者介绍说，全自动散货装船机完全可以避免这些问题。该设备具有船舱检测功能、流量检测功能、物料检测功能和视频监视功能，能够根据不同的船型和连续作业时货物的物料面，自动、高效地规划装船路径，同时还能减少物料转接点的扬尘、振动和噪音，确保装船作业能均匀平稳地完成，实现散货自动装船的目标。
    而全自动斗轮堆取料机能根据实时检测作业时物料面的变化，按照堆取的智能路径规划，实现物料的自动堆取。该设备将激光扫描检测、轮廓重构、自动控制技术引入堆取料系统，可自动实时更新堆料参数，实现斗轮机的全自动作业。在堆取料系统中潜嵌入智能决策模块，作业路径可自动规划生成，显著提高了作业质量，并有利保障了作业安全性。提高竞争力
    随着经济全球化的发展，散货特别是矿石以及煤炭的海运量也在不断增长，现有的装备已经不能适应现代化港口发展的需要。据预测，未来3年内，中国港口的干散货吞吐量增长可达13%，其中上海港吞吐量中干散货比重已超过40%，并呈不断上升的趋势。
    在这种形势下，散货港机的自主化迫在眉睫，而港口散货装备集成技术的研制成功，为我国提高港口企业的核心竞争力提供了坚实的技术保障。
    业内人士表示，这项成果将使上海本地港口的需求成为最近的市场，同时可以利用长江水道的低成本运输，辐射相关市场，推动上海国际航运中心建设；其次，这项成果可以使上海港口机械制造业加快研发创新步伐，提升技术水平和制造能力，为我国装备制造业开辟新的经济增长点；最后，该课题也真正实现了产学研紧密结合，使高校人才培养、学科建设和科技创新能够最终落实为现实生产力。