分析新型自动化集装箱码头装卸工艺系统

2018-10-21刘晟

大科技·D版 2018年7期

刘晟

摘要：针对原有集装箱码头在作业安全、占地面积和作业效率上存在的不足和问题，借助自动化技术，提出一套全新的自动化集装箱码头及其装卸工艺，对其新型岸桥和堆场进行深入分析，明确其优势特征，以此为自动化系统推广应用，充分发挥应有作用效果提供参考借鉴。

关键词：集装箱码头；自动化；装卸工艺系统

中图分类号：U693 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0361-02

在原有的集装箱码头中，其装卸工艺存在一些问题，容易造成堵塞，且占地面积大，安全隐患多，难以满足后续发展要求。因此，应重视自动化技术的引入，提高集装箱码头的整体自动化水平。

1 新型自动化集装箱码头

1.1 岸桥

新岸桥和传统岸桥的区别为采用3台小车，陆侧与海侧小车均安装了吊具与升降装置，在普通岸桥上新增陆侧与转运小车而成。将起重小车设于主梁轨道，和现有的起重小车一同使用轨道，在岸桥主梁的前端设置海侧小车，在主梁的后端设置陆侧小车，在主梁外侧布置轨道，处在起重小车的中间。起重小车分别负责吊装，水平方向上的运输采用转运小车，而陆侧小车以装卸要求为依据确定固定位置，于某个时间段中可不在水平方向上运动，但海侧小车能完成水平运动与垂直运动，进而提高作业效率。对于新增转运小车，主要由两部分组成，分别为载运机构与行走机构[1]。其中，载运机构的作用在于集装箱中转，行走机构的作用在于使转运小车能在轨道上稳定运动。

1.2 堆场

在堆场中运用自动化立体仓储技术，目前我国还没有该方法成功经验，但国外已有多次试验，比如梭车作为堆场运输装置，现已通过试验验证其合理性与可行性。对于堆场，主要包含以下部分：

（1）自动仓储，对集装箱予以直接堆放，因托盘大小不同，仓库需按照托盘对货格进行设计，但集装箱尺寸固定，所以在新型堆场当中，仅需对常用的20英尺集装箱及40英尺集装箱进行货格设计即可。

（2）输送机，包括堆垛机、梭车与升降机。其中，梭车在新型堆场中是重要运输工具，能在层中实现水平处理。垂直方向上的转移采用升降机来实现，沿通道合理分配，在到达目的层以后，可通过梭车将集装箱运至目的室。对于水平方向上的搬运，主要采用堆垛机进行，每一次移动都在分隔层中完成，采用这种安排能对水平和垂直方向上的移动予以分离，可缩短作业周期[2]。

（3）信息检测传递，该系统采用射频识别技术完成信息传递与检测。在集装箱进入目的室以后，标签信息将被自动读取，同时将读取的结果传输到控制中心当中；在集装箱被运输出去以后，对标签信息予以二次读取，将读取结果反馈至控制中心。

1.3 自动化控制系统

自动化集装箱码头电气控制系统网络结构如图1所示。

2 新型自动化集装箱码头装卸工艺系统

2.1 装卸工艺

在作业过程中，岸桥上的海侧小车开始吊取集装箱，再由转运小车将集装箱运至海侧小车下方，由海侧小车在转运小车上进行集装箱放置，最后对另外一个集装箱進行吊取；集装箱由转运小车持续运送至处在横梁后方的陆侧小车下方，利用陆侧小车对集装箱进行吊起以后，转运小车将返回至海侧小车，为下一个集装箱的吊取和运送做好准备，与此同时，集装箱被陆侧小车运送至转运平台，至此即可完成整个卸箱过程[3]。

在集装箱被新型岸桥卸下后，将其放置到转运平台，由转运平台配置的射频识别装置自动读取标签信息，再将读取到的信息实时反馈至控制中心。此时，控制中心将完成分配的信号传输到回转平台，由回转平台对集装箱进行分配，使其到达和目的室相距最近的堆场梭车，集装箱被梭车运到要求的出、入口以后，起升机构对集装箱进行提升，直到要求的层位为止，最后处在立库中的梭车，向指定的货位放置集装箱。以上即为入库流程，与之相反的则为出库基本流程。

2.2 工艺优势

2.2.1 岸桥

（1）陆侧与海侧小车处在相同高度，同时主要完成升降，所以吊具实际摆幅相对较小，对箱较为容易，尤其是陆侧小车，转运小车到达前即可完成位置调整，在装车过程中基本不会产生水平移动，进而保证对箱准确度与效率，可一次性将集装箱放置到集卡之上，并减少工作强度，降低操作难度。

（2）虽然转运小车和轨道重量有所增加，但只要运行线路准确无误，则即可防止增大腿压。

（3）相较于双小车岸桥，在作业过程中，陆侧、海侧小车均完成升降，装卸过程中的水平方向位移主要由转运小车负责完成，能对运动动作进行逐层分解，因此在抓取集装箱之后无需行走到转运平台，仅需卸载到转运小车就能实现空载返回，对下一个集装箱进行抓取，与此同时，转运小车将进行水平方向上的运动，装卸全过程周期得以大幅缩短，进一步提高装卸效率[4]。

（4）因能对运动进行逐层分解，所以每个运动部件各司其职，仅用于完成简单运动，仅需确定其运动规律，即可实现自动化目标。

2.2.2 堆场

（1）能有效减少堆场的实际占地。以往的堆场只考虑起重设备与安全因素，主要为“堆4过5”，拖车过道与场桥过道均占用较大场地面积，但新型堆场通过对立库存储模式的合理应用，将不再受到起重设备与安全等因素的影响和限制，能堆至超过6层。此外，在保证堆场实际容量的基础上，还能减少占地，在对场中没有场桥与拖车国道，所以能提高场地的实际利用率。

（2）装卸工艺科学合理、简单高效。原有装卸工艺主要采用场桥与拖车完成集装箱的装卸，采用这一作业方式难免会造成排队，严重时还会产生堵塞，严重影响装卸效率。而新型堆场主要采用梭车与升降机进行装卸，由升降机向指定层位吊送集装箱，再由梭车将到达的集装箱送入指定货位，在堆场中不同设备各司其职，避免了相互干扰，保证装卸工艺的高效性与合理性[5]。

（3）省略翻箱倒箱。在原堆场中，因存在很多不确定因素，所以要进行多次翻箱倒箱，这样不仅要消耗大量时间，而且还会造成排队与堵塞。而采用新型堆场以后，每个集装箱对应相应的货位，能从根本上省去翻箱倒箱过程。

（4）安全可靠。在原堆场中人流、车流繁杂，工作人员与司机都大量集中于现场，既影响工作顺利完成，又不利于安全。而在采用新型堆场以后，可以实现自动化目标，现场无人员进行操作与驾驶控制，无论是升降机、转运平台还是梭车，都可使用计算机进行控制，所以新型堆场往往更加安全可靠，能防止安全意外的发生。

2.3 关键问题

2.3.1 岸桥维修

岸桥转运小车和后起升机构能实现重叠，如果产生故障，则可停留于岸桥的后侧，为检修、维修提供便利。若在生产过程中岸桥转运小车产生故障，则海侧小车仍可以正常作业，不会对正常生产造成太大影响，在作业完成后，及时展开维修[6]。

2.3.2 舱盖板放置

对于新型岸桥，它和拖车之间的衔接处在岸桥后伸距范围内，舱盖板可以放置在岸桥的跨距以内。

2.3.3 堆场效率

在新型堆场中，其装卸工艺由诸多环节构成，从集装箱吊取到将其放入货格，共需要流道工序，集装箱分别要经过转运平台、梭车、出入口、升降机、梭车与货格。虽然工序较多，但每个工序需要的时间却很少，所以整体作业效率得以明显提高。

3 结束语

综上所述，相较于传统集装箱码头，新型自动化集装箱码头，其岸桥、堆场和装卸工艺都具有明显优势，能在保证安全，减少占地的基础上，提高作业效率，缩短作业周期，具有良好的推广应用价值。

参考文献