山东港口青岛港自动化码头(三期):从“大脑”到“骨骼”都是中国制造

山东港口青岛港前湾港区南岸,满载货物的巨轮缓缓停靠在无人值守的码头。码头上,自动化桥吊巍然屹立,自动导引车往来穿梭,自动化轨道吊快速运转,重达数十吨的集装箱被轻巧地抓起、精准堆码。

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“连钢创新团队”承担了此次青岛港自动化码头的建设任务。码头现场,山东港口青岛港自动化码头总经理助理修方强作为团队核心成员,于20231227日投产运营的新码头,有210万吨级集装箱泊位,投产运营不到一周,便刷新了装卸效率世界纪录——桥吊平均单机作业效率达到每小时60.2自然箱。

“三期码头实现了我国港口行业全自主集成创新应用场景零的突破。我们坚持将关键技术牢牢掌握在自己手中,为世界港航业贡献了更智能、更绿色、更安全、更经济的全新‘中国方案’。”修方强说。

实现全面自主可控

从港口重大装备到核心系统,从底层基础到上层应用,三期码头都实现了全面自主可控。

“如果把码头比作一个人,三期码头便是从‘大脑’到‘骨骼’全部实现了中国研发、中国‘智’造。”修方强说,建设过程中,项目组以实际需求为导向,将30余家民族企业的优秀成果与码头建设生产紧密集成,依靠自主创新,在人工智能、工业互联网、大玩球APP(中国)有限公司-官网等方面多点突破。

在青岛港前湾港区南岸伫立着94台轨道吊,其中有18台略有不同:它们身披蓝色“战袍”,但内里搭载的不再是“洋玩意儿”,而是“国产大脑”——首套全国产自动化电控系统。

“电控系统作为港口设备的大脑中枢,承担着设备指令分析、传输、反馈和驱动执行等核心功能。长期以来,港口设备电控系统被国外厂商垄断。三期码头打破这一瓶颈,实现设备电控系统全国产。”青岛港自动化码头工程技术部固机主管赵臻介绍,团队先后完成以“国产芯片+国产基础软件”为底层的PLC(可编程逻辑控制器)开发,形成从底层硬件到上层应用的一揽子国产化解决方案。基于全国产电控系统,港口大型机械设备实现了精准控制与自动运行。此外,三期码头还集成创新国产操作系统及玩球APP(中国)有限公司-官网库应用,在信息玩球APP(中国)有限公司-官网方面有效保障港口玩球APP(中国)有限公司-官网安全。

三期码头项目在建设过程中,关键核心部件均实现国产化。在这里,不仅有来自山东的减速机、来自北京的控制器,还有来自江西的制动器、来自安徽的定位传感器等。“28000多种零部件全部实现国产,有效推动产业链、供应链的自主可控。”修方强说。

突破系列关键难题

2013年研究建设自动化码头开始,“连钢创新团队”在轨道吊供电方面一直有个心结。

国内外港口轨道吊向来使用高压卷盘电缆供电,每一台轨道吊都扛着十几吨的配套设备负重运行。这不仅运行能耗高、故障率高,周期性更换卷盘电缆还会带来成本高等问题。在三期码头建设过程中,项目组经过多番考察、论证,最终确定轨道吊采用供电轨直流供电的方案。

“我们自主研发的低压直流移动供电系统,打破了多年来国内外传统供电模式,具有供电结构简单、可靠性高等优势。依托自动化轨道吊源—网—荷一体化直流供电微电网,每台轨道吊可减轻负重10余吨,设备运行能耗也降低了4%以上。”潘海青说。

在三期码头后方堆场,深埋于地下的4102PHC管桩构成了堆场的“钢筋铁骨”,支撑起近3.5万吨重的箱角梁及上面的集装箱,堆场内高低差控制在2毫米之内。而在三期码头建设启动前,如何解决“码头堆场不均匀沉降”,曾是困扰世界港口界的难题。

为攻克这一难题,青岛港建管中心创建智慧化工地。施工现场采用实测实量+同步传输智慧管理平台+关键部位放置二维码的“三位一体”质控系统精准管控,将优质桩比例由二期码头的91%提高至97%,堆场箱角梁平整度也由国家规范的5毫米标准提高至2毫米。建设团队通过优化传统混凝土收面工艺等措施,使码头大板平整度达到3毫米,显著高于水工工程5毫米标准。

三期码头还应用了全新一代水平运输智能控制系统,可实现码头设备控制系统不停产升级和运维。以年吞吐量千万级标箱集装箱码头为例,每年可增收近千万元。

有了多项自主研发新技术的赋能,三期码头投产运营后,青岛港自动化码头综合服务效率将提升6%

“从通过能力来讲,青岛港自动化码头实际通过能力已达到650万标准箱以上,甚至能达到700万标准箱,是目前世界上通过能力最大的自动化码头。”山东省港口集团首席科学家、“连钢创新团队”带头人张连钢介绍。

本文采编:CY

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