我国建设集装箱自动化码头面临的机遇与挑战

摘要：作为“绿色港口、智慧港口”建设的重要举措——集装箱自动化码头的建设已在全国各大港口展开，建设之前的经济论证，建成之后的生产运营，特别是当前国内外经济形势下如何最大限度的发挥自动化码头的作用，在新一轮港口竞争中，如何凸显自动化码头的优势，是本文论述的重点。

Opportunities and Challenges of Construction of Automated Container Terminal in Our Country

Liang Li,Liu Xiangbo

（Technological Institute Of Qingdao Harbor,Shandong Qingdao,266404）

Abstract：As important initiatives of green port ,wisdom port,the construction of automated container terminal has spread out in our country ,economic arguments before construction,the manufacturing operations after completion,especially in the current domestic and international economic situation, how to maximize the role of automation pier,in the new round of port competition ,how to highlight the advantages of automation pier,is the key point of this paper discusses

Keywords：Automation terminal; Challenges; container

经过振华重工(ZPMC)连续多年的研究实践，被国外视为技术禁区的集装箱自动化码头终于在中国港口开工建设，从最初的CTA码头双箱双小车自动化岸桥设计，到振华重工设计出的第四代立体轨道式自动化码头装卸系统超越了国外，不仅实现了码头设备的自动化控制，而且改进了水平运输方式，将传统的导航系统下的定位内燃移动，改进为轨道上的独立混合驱动，具备低耗能、低噪音和低污染等优点，这将大大改善码头的生产经营。

1　集装箱自动化码头的特点及优势

码头是物流链的节点，是船舶装卸、货物换装的作业场所。在岸边作业环节，自动化集装箱码头更倾向于双箱双小车自动化岸桥，可实现一次处理两只40英尺的集装箱；在堆场作业环节，自动化集装箱码头基本都选用自动化轨道式集装箱龙门起重机（Automated Rail-Mounted Container Gantry Crane，简称ARMG）；与传统集装箱码头相比，第四代全自动化码头最为显著的优势有三方面：其一，实现全天候24小时作业；其二，可减少人为因素可能产生的差错，降低生产安全隐患，提高作业可靠性；其三，可大幅减少码头用工数量，降低人工成本。

2　集装箱自动化码头面临的机遇

2.1　是提高船舶作业效率、保证船期的需要

随着集装箱运输船舶的大型化进入了“大船时代”。 按照“大船大线”理论，吨位大和航速高的船舶，其对应的航线参数、装卸效率和航线距离应该是大的。也就是说单航次挂港减少而每港的作业量增加，要求码头进一步提高装卸效率，降低装卸成本，缩短在港时间保证船期。另外从降低船舶的单位运输成本角度分析，班轮公司也会更加关注码头的装卸效率，控制船舶的在港时间。

这些相互矛盾的需求以及劳动力成本刚性上扬的压力下，高效、环保、相对安全可靠、以及低运营成本的自动化码头呼之欲出。

2.2　是建设现代港口服务体系的需要

2014年6月，交通部发布《关于推进港口转型升级的指导意见(征求意见稿)》，其中指出，以加快转变港口发展方式为主线，促进我国港口由粗放型向效益型升级，由主要提供装卸服务向提供装卸服务和现代港口服务并重转变。集装箱自动化码头作为物流、资金流和信息流交汇的中心，综合采用当前最先进的互联网技术、计算机技术、传感技术、自动化控制技术，实现对码头装卸运输设备实时智能化调度，为客户提供更多的个性化服务。

2.3　是“互联网+高效物流”的需要

2015年7月，国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，提出高效物流、电子商务、便捷交通这三项与现代物流业紧密联系，是推动“互联网+”在现代物流领域内拓展、提升发展水平、构筑经济社会发展新优势和新动能的重要举措。

集装箱码头的作业效率和服务水平已成为物流环节的关键和核心节点，并直接影响物流运输的效率。自动化码头技术的运用，不仅保证了货物转运效率的提高，而且会促进码头电子商务功能的提升，特别是基于互联网和物流信息平台的整合，码头通过电子商务平台参与和组织各种物流业务活动，成为全球国际贸易和运输体系中的主要基地。全球物流、共同配送、战略伙伴协同、智能化管理是未来发展的主要趋势。

3　集装箱自动化码头面临的挑战

3.1　船舶大型化的运营战略会引发新一轮的港口竞争

在当前低迷的航运市场中，船公司纷纷通过船舶的大型化和公司的结盟化来进一步的降低单位运输成本。船舶大型化、航运联盟化，对港口的码头能力、操作效率、市场布局提出了新的挑战，港口业必须积极应对，有效避免过度投资和新的产能过剩。从东北亚经济圈来看，上海的洋山港发展势头迅猛，而韩国釜山港早有东北亚集装箱枢纽港之称，日本几大港口同样实力相当。在未来的自动化码头中，谁拥有效率，谁就拥有枢纽港的主动权。因为港口泊位生产效率的下降意味着船舶的在泊时间和其他船舶的等待靠泊时间延长，进而导致支线船和长途船的集装箱转运时间增加，迫使集装箱船不得不加速航行，追赶航期，来保证整个物流链的竞争力。所以需要迫切解决自动化码头港口作业方案优化问题。

3.2　生产管理系统与设备管理系统的协同优化，关系到集装箱自动化码头的效率、效益。

自动化码头的生产效率依赖于强大的生产管理系统，借助于现代通信技术，计算机技术，传感技术，自动化控制系统，通过生产管理系统与设备控制系统的循环优化，保证生产全过程的优化控制，实现对码头装卸运输设备的实时、智能调度。

集装箱自动化码头的主要资源是装卸设备，对这些设备进行统一调配和控制依赖与一条条作业指令。集装箱自动化码头作业指令采用“人工宏观设定+系统自动生成+系统优化作业工艺”模式，最终生成指令作业队列。码头生产管理系统向设备控制系统发送指令作业队列，设备控制系统根据作业队列需求安排作业机械设备，从而形成码头生产管理系统与设备控制系统间的双循环。

首先生产管理系统具有智能化，通过向系统输入作业需求，系统可完成生产过程优化仿真、对集卡进行智能化调度、对装卸设备实时调度，并生成作业指令，发送给设备管理系统。设备管理系统统筹管理码头所有自动化设备，将这些指令分流给具体的堆场、岸边和水平机械。指令执行情况将逐级反馈至生产管理系统，如遇指令不能执行，生产管理系统将再次优化仿真、发送。这个过程中，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，需要员工有丰富的生产组织经验，虽然系统强大的计算功能可实行指令优化，但能否因港制宜，形成本码头特有的生产组织优势，是各码头研究的重点。

我们可以借鉴的经验是，鹿特丹港Euromax码头花了3年时间才完成自动化生产管理系统和设备管理系统的整合，实践经验证明，整合后的软件平台可以全面提高整个码头的作业效率，提升港口竞争力。

3.3　能否发挥港口的外部经济性，是集装箱自动化码头稳健发展的关键所在。

由于水深限制，世界上可以停靠满载18000TEU大船的码头屈指可数，如何成为大船越来越少的挂靠港口之一，成为名副其实的枢纽港，是码头业关注的焦点。枢纽港地位的确立，不仅要有密集的航线网络和发达的集疏运系统，更要有强大的外部产业集群，通过持续稳定的集群产业链，凸显港口的竞争实力。

在港口城市，除了港口物流业产业集群，还有临港产业集群，而且港口物流业借助其外部经济优势，已经成功融入到产业经济中，成为企业供应链中的一个节点。港口通过外部经济的规模经济优势，吸引更多的企业加入到这个集群中来，以一个主导产业为核心，形成地区产业集群。集群内企业在空间上大规模集中，也就更容易实现技术创新与发展，培育每个企业的核心价值力，并不断吸引客户的注意，提高产业的出口能力、国际竞争能力都较强，从而保证了区域经济的稳定发展，为区域港口提供源源不断的货源。