我國建設集裝箱自動化碼頭面臨的機遇與挑戰

摘要：作為“綠色港口、智慧港口”建設的重要舉措——集裝箱自動化碼頭的建設已在全國各大港口展開，建設之前的經濟論證，建成之后的生產運營，特別是當前國內外經濟形勢下如何最大限度的發揮自動化碼頭的作用，在新一輪港口競爭中，如何凸顯自動化碼頭的優勢，是本文論述的重點。

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

經過振華重工(ZPMC)連續多年的研究實踐，被國外視為技術禁區的集裝箱自動化碼頭終于在中國港口開工建設，從最初的CTA碼頭雙箱雙小車自動化岸橋設計，到振華重工設計出的第四代立體軌道式自動化碼頭裝卸系統超越了國外，不僅實現了碼頭設備的自動化控制，而且改進了水平運輸方式，將傳統的導航系統下的定位內燃移動，改進為軌道上的獨立混合驅動，具備低耗能、低噪音和低污染等優點，這將大大改善碼頭的生產經營。

1　集裝箱自動化碼頭的特點及優勢

碼頭是物流鏈的節點，是船舶裝卸、貨物換裝的作業場所。在岸邊作業環節，自動化集裝箱碼頭更傾向于雙箱雙小車自動化岸橋，可實現一次處理兩只40英尺的集裝箱；在堆場作業環節，自動化集裝箱碼頭基本都選用自動化軌道式集裝箱龍門起重機（Automated Rail-Mounted Container Gantry Crane，簡稱ARMG）；與傳統集裝箱碼頭相比，第四代全自動化碼頭最為顯著的優勢有三方面：其一，實現全天候24小時作業；其二，可減少人為因素可能產生的差錯，降低生產安全隱患，提高作業可靠性；其三，可大幅減少碼頭用工數量，降低人工成本。

2　集裝箱自動化碼頭面臨的機遇

2.1　是提高船舶作業效率、保證船期的需要

隨著集裝箱運輸船舶的大型化進入了“大船時代”。 按照“大船大線”理論，噸位大和航速高的船舶，其對應的航線參數、裝卸效率和航線距離應該是大的。也就是說單航次掛港減少而每港的作業量增加，要求碼頭進一步提高裝卸效率，降低裝卸成本，縮短在港時間保證船期。另外從降低船舶的單位運輸成本角度分析，班輪公司也會更加關注碼頭的裝卸效率，控制船舶的在港時間。

這些相互矛盾的需求以及勞動力成本剛性上揚的壓力下，高效、環保、相對安全可靠、以及低運營成本的自動化碼頭呼之欲出。

2.2　是建設現代港口服務體系的需要

2014年6月，交通部發布《關于推進港口轉型升級的指導意見(征求意見稿)》，其中指出，以加快轉變港口發展方式為主線，促進我國港口由粗放型向效益型升級，由主要提供裝卸服務向提供裝卸服務和現代港口服務并重轉變。集裝箱自動化碼頭作為物流、資金流和信息流交匯的中心，綜合采用當前最先進的互聯網技術、計算機技術、傳感技術、自動化控制技術，實現對碼頭裝卸運輸設備實時智能化調度，為客戶提供更多的個性化服務。

2.3　是“互聯網+高效物流”的需要

2015年7月，國務院印發《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》，提出高效物流、電子商務、便捷交通這三項與現代物流業緊密聯系，是推動“互聯網+”在現代物流領域內拓展、提升發展水平、構筑經濟社會發展新優勢和新動能的重要舉措。

集裝箱碼頭的作業效率和服務水平已成為物流環節的關鍵和核心節點，并直接影響物流運輸的效率。自動化碼頭技術的運用，不僅保證了貨物轉運效率的提高，而且會促進碼頭電子商務功能的提升，特別是基于互聯網和物流信息平臺的整合，碼頭通過電子商務平臺參與和組織各種物流業務活動，成為全球國際貿易和運輸體系中的主要基地。全球物流、共同配送、戰略伙伴協同、智能化管理是未來發展的主要趨勢。

3　集裝箱自動化碼頭面臨的挑戰

3.1　船舶大型化的運營戰略會引發新一輪的港口競爭

在當前低迷的航運市場中，船公司紛紛通過船舶的大型化和公司的結盟化來進一步的降低單位運輸成本。船舶大型化、航運聯盟化，對港口的碼頭能力、操作效率、市場布局提出了新的挑戰，港口業必須積極應對，有效避免過度投資和新的產能過剩。從東北亞經濟圈來看，上海的洋山港發展勢頭迅猛，而韓國釜山港早有東北亞集裝箱樞紐港之稱，日本幾大港口同樣實力相當。在未來的自動化碼頭中，誰擁有效率，誰就擁有樞紐港的主動權。因為港口泊位生產效率的下降意味著船舶的在泊時間和其他船舶的等待靠泊時間延長，進而導致支線船和長途船的集裝箱轉運時間增加，迫使集裝箱船不得不加速航行，追趕航期，來保證整個物流鏈的競爭力。所以需要迫切解決自動化碼頭港口作業方案優化問題。

3.2　生產管理系統與設備管理系統的協同優化，關系到集裝箱自動化碼頭的效率、效益。

自動化碼頭的生產效率依賴于強大的生產管理系統，借助于現代通信技術，計算機技術，傳感技術，自動化控制系統，通過生產管理系統與設備控制系統的循環優化，保證生產全過程的優化控制，實現對碼頭裝卸運輸設備的實時、智能調度。

集裝箱自動化碼頭的主要資源是裝卸設備，對這些設備進行統一調配和控制依賴與一條條作業指令。集裝箱自動化碼頭作業指令采用“人工宏觀設定+系統自動生成+系統優化作業工藝”模式，最終生成指令作業隊列。碼頭生產管理系統向設備控制系統發送指令作業隊列，設備控制系統根據作業隊列需求安排作業機械設備，從而形成碼頭生產管理系統與設備控制系統間的雙循環。

首先生產管理系統具有智能化，通過向系統輸入作業需求，系統可完成生產過程優化仿真、對集卡進行智能化調度、對裝卸設備實時調度，并生成作業指令，發送給設備管理系統。設備管理系統統籌管理碼頭所有自動化設備，將這些指令分流給具體的堆場、岸邊和水平機械。指令執行情況將逐級反饋至生產管理系統，如遇指令不能執行，生產管理系統將再次優化仿真、發送。這個過程中，指令的執行效率就是碼頭生產效率。指令的優化程度，取決于碼頭裝卸工藝的設計和作業參數的設定。運行參數的設定有較大的主觀性，需要員工有豐富的生產組織經驗，雖然系統強大的計算功能可實行指令優化，但能否因港制宜，形成本碼頭特有的生產組織優勢，是各碼頭研究的重點。

我們可以借鑒的經驗是，鹿特丹港Euromax碼頭花了3年時間才完成自動化生產管理系統和設備管理系統的整合，實踐經驗證明，整合后的軟件平臺可以全面提高整個碼頭的作業效率，提升港口競爭力。

3.3　能否發揮港口的外部經濟性，是集裝箱自動化碼頭穩健發展的關鍵所在。

由于水深限制，世界上可以停靠滿載18000TEU大船的碼頭屈指可數，如何成為大船越來越少的掛靠港口之一，成為名副其實的樞紐港，是碼頭業關注的焦點。樞紐港地位的確立，不僅要有密集的航線網絡和發達的集疏運系統，更要有強大的外部產業集群，通過持續穩定的集群產業鏈，凸顯港口的競爭實力。

在港口城市，除了港口物流業產業集群，還有臨港產業集群，而且港口物流業借助其外部經濟優勢，已經成功融入到產業經濟中，成為企業供應鏈中的一個節點。港口通過外部經濟的規模經濟優勢，吸引更多的企業加入到這個集群中來，以一個主導產業為核心，形成地區產業集群。集群內企業在空間上大規模集中，也就更容易實現技術創新與發展，培育每個企業的核心價值力，并不斷吸引客戶的注意，提高產業的出口能力、國際競爭能力都較強，從而保證了區域經濟的穩定發展，為區域港口提供源源不斷的貨源。