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    山东港口“连钢创新团队”:突围破壁争创一流

    日期:2020-10-20 来源: 经济参考报


    碧海蓝天之间,山东港口青岛港全自动化码头上杳无人踪,生产作业却如行云流水。16台蓝色自动化桥吊矗立海边,从来自全球各地的巨轮上卸载着集装箱;高速轨道吊在堆场上往来穿梭;自动导引车流转自如,重达数十吨的集装箱被轻巧抓起、精准堆码。

    这个全球领先、亚洲首个真正意义上的全自动化集装箱码头,用3年走完了国外常规8年至10年的路。更为难得的是,这项“世界第一”是在国外严密的技术封锁之下,由山东港口青岛港全自动化集装箱码头团队——“连钢创新团队”依靠自主创新实现的。

    严密封锁:落后技术喊出天价

    1993年,世界第一个自动化码头在荷兰诞生。随后20年里,全球自动化码头的设施及核心技术被发达国家掌控垄断,自动化码头对港口大国中国来说还是空白。

    “世界排名前10的集装箱码头,中国占据了7席,但中国没有一个自动化码头!”山东港口青岛港党委副书记王新泽说,我国港口规模、货量虽然持续上升,但集装箱码头的现代化水平远远落后于国外。随着世界集装箱海运量不断增长、集装箱船舶日趋大型化,自动化集装箱码头在降低人工成本和装卸能耗、提高港口通过能力等方面的优势日趋凸显,成为中国港口必须突破的迭代升级方向。

    2013年,我国正式发出“一带一路”倡议。就在这一年,青岛港悄然启动了建设中国全自动化码头的引擎,开始了迈向科技强港的升级蝶变。“每个港口特点不同,我们不可能照搬照抄,也没有东西可抄。我们只有根据青岛的口岸实际、货源结构、码头流程、操作习惯,设计出自己的工艺流程、总平面布局和技术指标体系及规格参数,才能构建起一整套合理的集成方案和实施策略。”因病尚在康复期的青岛港国际股份有限公司副总经理、“连钢创新团队”带头人张连钢回忆起当时的情景说道。

    彼时,张连钢和20多名同样不甘心中国港口落后于国外的青岛港技术骨干,接下了这一任务。由于国内没有经验可供借鉴,“连钢创新团队”先后到荷兰、英国、德国、西班牙等国外自动化码头考察“取经”,但得到的却是迎头一盆冷水。

    “全程只让我们在车上看,不准下车、不准拍照,不提供任何数据和技术规范。外方对我们的瞧不起和防范毫不掩饰。”团队成员张卫告诉记者,国外企业认为,凭中国当时的技术,做出同等水平的码头至少要10年,建议青岛港直接购买他们的成熟技术。

    但外方视若珍宝的“成熟”技术,却让“连钢创新团队”在心里打起了鼓。团队成员李永翠说,国外自动化港口负责水平运输集装箱的无人驾驶导引车,使用铅酸电池驱动,工作8个小时就得人工更换电池。码头规模化后要配备超过1000吨的电池,每周就要淘汰10吨。她说:“就这个我们认为投资高、风险大、效率低、应该改进的技术,外方见中国没有,就喊出了上亿元的天价。”

    励志图强:白手起家自主创新

    可供引进的技术不成熟,还可能导致今后自动化码头建设长期面临国外技术的掣肘;自主研发则毫无经验,甚至不一定能成功。两难之下,项目组陷入焦虑和迷茫。

    就在此时,张连钢拍板了:“全自动化码头不是西方人的‘专属’,他们能做到的,中国人也一样能做到,而且可以做得更好!”他和团队下定决心,要靠中国人自己的力量,以自主创新打破封锁,建设世界一流的全自动化码头。

    项目组开始千方百计搜集信息,如饥似渴“恶补”自动化码头专业知识。回国后,每个人都通宵达旦“连轴转”,每个专业都形成了上万字的报告,夜以继日召开专题分析论证会,用计算分析、逆向推导、模拟仿真等方法艰难推进。仅仅是出入集装箱卡车的闸口布局,团队就先后设计了40个方案。

    从2013年到2017年,自动化码头规划和建设的过程中,“连钢创新团队”仅技术研讨会就开了3000次。团队成员个个成了“拼命三郎”:李永翠为方便与国外专家交流技术,曾连续一年多下半夜起来工作;在码头数据中心调试的关键时期,网络系统负责人徐永宁的妻子确诊癌症,在妻子生命最后的一年多时间里,徐永宁白天上班、晚上陪床,从没有耽误过工作;负责土建的周兆君,心脏三根血管里有两根打上了支架……

    李波告诉记者,由于没有经验,第一个堆场的集成测试用了整整15天。那时,离开港的日子还不到半年,还有18个堆场等待测试。“当时我整个人都傻掉了。”他说,按照这一进度,所有堆场全部测试完还要9个月。于是,整个团队连续十几天吃住在单位,白天在现场测试、记录问题。晚上就聚在一起查看系统代码,逐项讨论测试案例和测试方法,确定第二天的测试内容。第二个堆场53个流程、1200个测试案例,只用了7天;第三个堆场只用了3天;再到后来则是多个堆场同时开展迭代测试。

    2017年5月,青岛港自动化码头落成。团队用三年半时间完成了国外通常需要8至10年的任务,建成了全球自动化程度最高、作业效率最快的自动化码头。

    再开新局:关键技术靠自强

    行走在青岛港自动化码头上,张卫满脸自豪。他告诉记者,当年他们抱着学习的心态去参观国外的码头,如今轮到国外同行来青岛港学习了。

    “当年外国人不让我们下车、不让拍照,但他们来我们这里,我们允许随便看、随便拍。”张卫说,青岛港自动码头的核心技术,仅凭拍照和计算,是学不走的。除了技术创新外,更关键的是工艺布局和流程,这是自动化码头的核心。正因为团队结合实际自主创新,才规划、设计出了符合青岛港实际的,具有自主知识产权、世界最强的全自动化码头蓝图。

    他介绍,青岛港不仅攻克了自动化码头的核心技术,还首创了机器人自动拆装集装箱扭锁,世界最轻、自动充电、不受续航时间限制的自动导引车,轨道吊“一键锚定”系统等等一大批世界领先的最新技术,被业内认为“彻底改变了全球自动化码头的行业格局”。

    在最为关键的单机效率方面,国外同行普遍在每小时25自然箱以下。但青岛港自动码头的“起点”就达到了26箱,半年之后突破了35自然箱。2017年12月,在“以星芝加哥”轮作业中,更是一举创出单机平均每小时39.6自然箱的新纪录,远超人工码头的效率。

    一期工程达到了世界领先水平,但张连钢的视野不仅于此。在他看来,山东是世界级石化地炼集群所在地、富氢大省,但由于无法有效利用,大量副产品的氢气被白白浪费。而5G技术,已经是世界公认新技术革命的风口浪尖,也是未来自动化行业竞争的蓝海。他最终确定,以“氢+5G”作为自动化码头二期的主攻方向。

    2018年8月,“连钢创新团队”吹响了自动化码头二期建设的号角。除了与老伙伴上海振华港机再度联手,华为、中国联通、航天科技等一批国内顶尖企业也加入进来。多家企业联合攻关,集成创新,誓将核心技术牢牢握在自己手里,将整个自动化码头的上下游供应链条留在民族企业中。

    开创性地建成免维护集装箱堆场,解决了“码头堆场不均匀沉降和平面度”这一困扰世界港口界的难题;16002米的轨道梁工程提前30天完工,15762米的钢体轨道15天铺设完成;顺利将高4米、宽2米的氢燃料电池模块与轨道吊合体,350个电控接口和控制接口在72个小时内建成……2019年11月28日,短短15个月,青岛港自动化码头二期建成投产运营,推出了自主研发、集成创新的6项全球首创科技成果,再次以中国“智”造、中国创造的全自动化码头科技向全球港航业奉献了“中国方案”,将世界高科技码头的王冠揽入怀中。

    山东港口集团党委书记、董事长霍高原说,“连钢创新团队”以关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新为突破口,敢于走前人没走过的路,连续攻克10多项世界性技术难题,实现10项全球技术首创,为全球自动化码头建设运营提供了“中国经验”和“中国方案”。

    “我们最深的感受是,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。”张卫告诉记者,西方在高科技领域设置了重重技术专利壁垒,中国企业尤其是国有企业,更要敢于走前人没走过的路,通过自力更生、自主创新,努力实现具有核心竞争力的中国“智”造。

    争创一流:新时代“枢纽港”转型提速

    从曾经的小渔港蜕变至如今的全自动“幽灵码头”,背后是一连串耀眼的“全球首创”。在青岛港,有全球首次研制成功的机器人自动拆装集装箱扭锁;全球首次研制成功的轨道吊防风“一键锚定”装置;全球首创的自动导引车循环充电技术;全球首创非等长后伸距双小车桥吊;首创高速轨道吊无轮缘车轮设计,避免车轮啃轨;同时实现岸边全自动无人理货、全自动喷淋熏蒸消毒、全自动空箱查验、冷箱温度自动监控……

    技术创新同样为青岛港带来了盈利的提升。今年以来,受新冠肺炎疫情影响,国际贸易和投资均出现较大萎缩,但青岛港总体业绩却依然保持稳健增长。近日公布的半年报显示,2020年上半年,公司共实现营业收入60.72亿元,同比增长1.21%;实现归属于上市公司股东的净利润20.13亿元,同比增长0.24%。而在2017、2018、2019三年,青岛港营业收入和净利润连续三年保持正增长,净利润最高增长率达18.09%。

    对于青岛港全自动化码头的建设者“连钢创新团队”而言,全自动化码头建成不是终点,而是起点。为了让新生的青岛港始终走在自动化码头的前列,他们还在不断对系统进行优化升级。开港作业至今,几个主要系统累计升级173次,优化功能2000多项。经过一次次优化升级,自动化码头流程管控系统已经成为一个有灵魂、会思考,可智能决策、系统管理的“最强港口大脑”。

    9月22日,在全国“第十七届中国土木工程詹天佑奖”评比中,山东港口青岛港前湾港区迪拜环球码头工程即青岛港自动化码头工程荣获詹天佑奖。截至2020年8月,青岛港自动化码头已获受理和授权国家专利112项(其中发明专利69项,实用新型专利43项),国际发明专利5项;发表论文70余篇;软件著作权10余项;省部级科技成果20余项。

    与此同时,青岛港还持续发力绿色港口建设,把生态保护放在港口战略布局优先位置。半年报显示,目前,青岛港已完成港内非道路移动机械备案、尾气检测、环保编码喷涂。散货堆场喷淋水枪自动化改造、大气智能网监测、氢能规划和氢能轨道吊改造、前湾港区冷库光伏发电……一系列项目正在紧锣密鼓地推进中。

     

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