一文解析全球自动化集装箱码头发展现状

作者单位丨宁波大榭招商国际码头有限公司

作者丨李小斌

自动化集装箱码头作为未来港口重点的发展方向，必将引起港口建设新的变革，在发展初期，只有借鉴老码头经验，在规划初期，及时对现存的问题寻求好的解决方法，才能在建设中做到一次到位，实现工艺先进化、投入最小化、产出最大化的自动化集装箱码头。

其中，自动化集装箱码头的发展过程基本可分为以下几代：第一代以1993年投入运营的荷兰鹿特丹港ECT码头为代表；第二代以2002年投入运营的德国汉堡港CTA码头为代表；第三代以2008年投入运营的荷兰鹿特丹港Euromax码头为代表。目前中国刚刚建成的全自动集装箱码头是厦门远海自动化码头，它是中国第一个全自动化码头，也是采用众多创新技术的第四代自动化集装箱码头。

全球不同地区的自动化码头根据码头自身需求和当地特点，配置不同设备设施和装卸工艺，本文选取以下几个典型的具有代表性的自动化集装箱码头，通过对比分析国内外自动化集装箱码头的特点，总结出智能化码头发展过程中可能面临的一些问题，同时也提出了个人一些想法，借此和行业同仁一起探讨一下，以期为未来自动化集装箱码头建设提供借鉴。

一、全球智能自动化集装箱码头发展现状

1.1国外自动化集装箱码头概述

目前，全球已建成的自动化集装箱码头有32个，自动化集装箱码头早期出现在国外，1993年世界上第一座自动化集装箱码头荷兰鹿特丹港的ECT码头建成，接着是英国伦敦港、日本川崎港、新加坡港、德国汉堡港等港口相继建成自动化集装箱码头。随后经过20多年的发展和创新改进，目前自动化码头技术已经逐渐成熟和完善。早期的自动化码头基本的工艺都是采用“双小车岸桥+AGV+ARMG”作业，水平运输采用AGV小车，堆场作业采用ARMG进行场地装卸，为了适应环保要求，建设较早的都开始对老的工艺进行改造，例如：早期使用的都是内燃机驱动的AGV，现在都在向电力驱动改进等。

1.2国内自动化集装箱码头概述

我国自动化集装箱码头建设起步较晚，但是随着我国“一带一路”建设的大力推进，港口作为“一带一路”战略版图上的重要环节，自动化集装箱码头必将是未来港口重点的发展方向。 2014 年，厦门远海码头对14 号泊位及15 号部分泊位开始进行改造，建成国内第一个全自动化集装箱码头并于2016年6月投入运营；2015 年，青岛港、上海港先后宣布开始规划建设自动化集装箱码头；2017年12月上海港洋山四期码头全面启用，开港运营后，将成为世界规模最大、技术最先进的自动化码头。中国的自动化集装箱码头的建设开始进入发展的快车道。

1.3全球自动化集装箱码头工艺布置

1.4全球自动化集装箱码头优缺点对比

二、发展智能自动化集装箱码头的必然性

2.1科技发展的必然趋势

科学技术的发展，已经涵盖到社会各个领域，电子化、信息化已经普及到日常生活中，码头作为进出口贸易的前端，货物能否快速的流转进出，一定程度影响到对外贸易的发展。过去的码头，主要是劳动力为主，人的作用占主导地位，例如:单证放行业务，都是业务人员手动操作，这种方式不但需要多名业务人员，而且出错率高，对于客户而言，需要专门的人员到码头亲自办理，时效性低，遇到船期紧的只能退关处理，而且纸质单证，容易丢失，日后查阅非常耗时耗力。得益于信息技术的应用，目前各个码头都已实现单证无纸化、电子化、EDI信息自动核对、自动放行等，码头减少了操作人员，客户也不需要将单证送到码头，如果码头企业不跟随科技发展的步伐，对业务流程进行优化创新，就会落后脱节而被逐渐淘汰。

2.2船运市场发展的需求

航运市场可以说是全球经济的晴雨表，航运市场主体主要分为港口企业、托运方和承运方，为了最大限度满足客户的要求，同时降低自身的运营成本，作为承运方的船公司就把客户的要求转嫁到码头企业，尤其是超大型船舶的投入，大船大量，给码头带来了更大的挑战。精确的船期编排、周全的作业策划、快速安全的装卸作业效率，成为码头需要面对的问题，要满足船公司的要求，必须投入充足的作业资源来保障，但是码头也需要考虑自身的运营成本，因此，码头必须从内部挖潜力，优化工艺流程，提高管理水平，以最少的投入，获得预期的效果。例如：因为大船往往装载量大的因素，靠传统人工进行配载已经显得力不从心，为了快速高质量的完成船舶积载计划，就出现了自动配载系统；为了使堆场的利用率达到最优的同时不会引起场地翻箱的增加，就出现了自动堆场系统；此外诸如场桥远程操控、集卡全场调度等这些初期的智能模块应用，就是智能自动化码头的起步。

2.3港口企业成本的攀升

近些年，随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，人工成本开始增加，加上港口企业大多都是国有控股，员工各种社会福利也纳入法律范畴，这些都使得港口企业的负担越来越重。尤其一些发展早的码头，业务处于饱和，营收处于稳定，但是支出成本日益增加，如：设备故障率高，维修成本上升，还要面对操作司机老龄问题等等，以上诸多因素迫使码头寻求减少人员，提高作业效率的新途径。先进智能技术代替人工操作，大幅降低了企业的成本支出，成为港口企业发展的新思路。

2.4安全事故频发的因素

码头作为生产企业，大多数业务还是现场，涉及现场作业，就要考虑安全，安全是任何一个企业必须重视的问题，码头有涉及人机交互的界面，属于安全事故高发场所，而且安全事故往往都是人的因素占很大比例，例如：不遵守规章制度、违反操作规范、疲劳作业、麻痹大意等等，这些都给安全带来很大隐患，那么如何杜绝或者减少这些安全问题呢，那就是减少人员与设备的接触，人机分离，人员远程控制，机器自动执行指令，如此，安全事故可以控制为零。

2.5人员操作不适应发展的要求

集装箱码头作业重要的一个环节就是岸桥司机的操作能力，实践证明每个人的能力不同，责任心不同，就会体现在操作效率的不一样，况且同一个人不同的状态，操作水平也不一样。如果某位司机状态不好，作业效率低于计划效率，就会导致船期计划被打乱，码头生产就会受到影响，而且一个新人成长为优秀的操作司机，不仅需要长时间的培训和不断的操作经验积累，还要考取资格证书等，对于码头而言培养成本非常大。由此可见，人的不稳定因素，对于码头生产影响很大，实现自动化后，这些因素都将不存在，只需设定程序，发送指令，每台设备的效率理论上基本一致，时间进度就会与计划进度吻合。

三、智能自动化集装箱码头面临的共性问题分析

3.1设备维护维修问题

设备代替人工实现无人化是大势所趋，但是设备会出现故障，以往的人机交互操作，靠人的经验可以第一时间发现设备故障问题，并及时修复，甚至有些故障可以提前观察到，避免故障进一步扩大损坏设备.但是实现无人化后，操作现场没有人员，设备发生故障虽有设备控制系统报警，但是并不是所有的故障都会报警，而且没有了经验丰富的操作司机，故障排除及修复是一个大问题.一但设备故障不能及时修复，就会引起场地拥堵，导致作业中断，这也是目前自动化码头普遍面临的问题。

3.2区域合理规划问题

经过航运大潮的回落，我国沿海码头岸线资源的开发已经日趋饱和，国内沿海已经形成初具规模的五大港口群，随着改革浪潮的推进，资源整合正在港口圈拉开帷幕，建设自动化码头，需要从规划开始布局，对于一个区域而言，往往已经有很多港口码头，有老的、有刚建成的、也有规划阶段的，如果新建码头按照高标准的自动化建设，那么，对于老旧的码头必将带来很大的冲击，容易引起盲目改造和恶性竞争，这不但对地区港口发展不利，造成资源浪费，也会影响经济的发展。

3.3 节能环保的问题

环保问题已经是全球的热点问题，未来的现代化码头必须要考虑环保问题，就目前已建成的自动化集装箱码头反映的情况看，主流的自动导航AGV小车不仅费用昂贵，且油耗高，噪声大，对码头整个区域污染严重，虽然已经有了取代燃油的电池动力驱动，但是同样改造成本高昂，让大多数码头望而却步。投入成本低，又能做到节能环保，是当下自动化集装箱码头研究的一个新方向。

3.4码头人才需求转变问题

自动化码头的生产效率依赖于强大的生产管理系统，自动化控制系统可以实现对码头装卸运输设备的实时、智能调度。对这些设备进行统一调配和控制依赖一条条作业指令，指令的执行效率就是码头生产效率。指令的优化程度，取决于码头装卸工艺的设计和作业参数的设定。运行参数的设定有较大的主观性，不但需要员工有丰富的生产组织经验，还要掌握控制程序优化，因此，新型自动化码头人员需求是拥有自动化码头工作经验、又懂系统操作的人才，而同时拥有二者的人才目前处于短缺。

四、针对自动化集装箱码头存在问题的相关建议及措施

4.1编制通用的电子维修手册并实现系统化

自动化码头可以带来高效平稳作业效率，但是设备长时间的运转都会出现故障，而且设备也需要日常的维护才能减少故障的发生，自动化技术方面已经趋于成熟，但是设备如何快速的判断故障原因，缩短故障排查时间，目前没有很好的解决办法。老码头的故障维修都是靠经验丰富的老师傅通过故障特征来判断，自动化最大的特点就是无人化操作，建议加快维修手册的制定，可由行业主管部门汇集老码头经验丰富的师傅，对通用的设备故障进行编制维修指导手册，并形成行业标准，手册都是基于实践总结而来，具有很好地实用性和指导性，自动化码头可通过技术数据手段导入设备控制系统里，如此便可以快速的对设备的故障进行检测和预警。

4.2属地部门合理规划，可持续发展

港口作为拉动地方经济的一大支柱，自然被受到重视，前几年沿海码头开发已经处于过热阶段，自动化码头作为未来码头的发展趋势，必将受到追捧。但是港口属于国家管制资源，虽然岸线开发逐渐放开，但是当地政府还是需要根据区域经济发展，贸易特点等，进行统一的规划和开发，在规划初期就要考虑模式、工艺、环保具有可持续性，为升级预留空间等，既要适应自动化码头的发展，也要兼顾老码头业务，统筹兼顾，同时港务集团牵头统一协调码头之间的竞争，进行优劣互补，共同促进区域经济的发展。

4.3 探索新能源材料的应用

自动化码头不仅仅是无人化、智能化的，未来先进的自动化码头优势必定是环保与节能上的区别，目前来看，能源短缺与环境污染已经成为威胁人类生存和发展的严峻问题，环保也已提升到国家层面，因此，新建自动化码头一定要优先考虑新能源材料的应用，如太阳能电池材料、固体氧化物电池材料，锂电池，石墨烯等清洁能源技术，实现零污染，零排放，低能耗，创建绿色港口建设。

4.4引进科技创新类人才

自动化码头已经成为一种趋势，与此同步的就是集装箱码头人才需求的转型，以往是人机交互的方式，对人员的要求是行业相关专业即可，但是自动化码头已经属于高新技术范畴，所有都是信息化程序控制，各种的控制程序，需要的人员即要懂业务也要懂软件程序，才能胜任.例如:运行参数的设定有较大的主观性，需要员工有丰富的生产组织经验，实行指令优化，同时还需要行业IT人才，对流程不断的优化、创新，以适应科技的发展。因这方面人才目前处于短缺，主要还是内部培养，因此自动化码头要制定一个完整的近期、远期培训计划，对于远程操作、中控调度和业务人员通过必要内部培训实现转型，这是基础，同时，急需人才通过外部招聘作为补充手段。

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