郭貝貝 馬如林

摘要：本文主要分析了我國國產(chǎn)港口機(jī)械的現(xiàn)狀，對港口機(jī)械面向未來高度自動(dòng)化、高度智能化和可持續(xù)發(fā)展的方向的前景的研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：國產(chǎn);港口機(jī)械;現(xiàn)狀與發(fā)展;分析研究

隨著國家相關(guān)政策的扶持，秉承可持續(xù)發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的方針，我國的港口規(guī)劃和設(shè)施建設(shè)得到高速增長，極大地促進(jìn)了港口相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的研究，使國產(chǎn)的機(jī)械空前發(fā)展壯大?，F(xiàn)階段，我國沿海地區(qū)主要港口都配備了大型綜合性專業(yè)化的碼頭裝卸設(shè)施，且達(dá)到了世界港口碼頭中的先進(jìn)水平。40英尺的起重機(jī)、6000噸/小時(shí)的橋式卸船機(jī)、4500噸/小時(shí)的鏈斗卸船機(jī)、15000噸/小時(shí)的煤炭、砂石裝船機(jī)等散貨設(shè)施，其中的設(shè)計(jì)規(guī)劃、生產(chǎn)制造、施工建設(shè)再到應(yīng)用實(shí)踐完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)，使我國超大型港機(jī)水平達(dá)到世界領(lǐng)先，各項(xiàng)專利、核心技術(shù)取得突破性進(jìn)展。擺脫了以往對進(jìn)口設(shè)備的依賴和發(fā)達(dá)國家的科技限制，促使中國制造的港機(jī)進(jìn)入世界市場，并占據(jù)主要地位。

隨著經(jīng)濟(jì)高速增長模式的轉(zhuǎn)變，碼頭港機(jī)的發(fā)展趨勢也在發(fā)生變化。由傳統(tǒng)的粗狂式運(yùn)行和管理轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)程度更高、智能程度更高、可持續(xù)發(fā)展的形式，帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)壯大。

一、港口設(shè)備現(xiàn)狀分析

（一）港口物流設(shè)備的專業(yè)程度提升

現(xiàn)階段，我國碼頭港口擁有萬噸級別專業(yè)泊位1147個(gè)，常規(guī)散貨泊位492個(gè)，常規(guī)雜貨泊位415個(gè)。其中專業(yè)化碼頭的高效裝卸率、經(jīng)濟(jì)成本低、符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，功能可以擴(kuò)展等特點(diǎn)，逐漸占據(jù)碼頭港口作業(yè)的主要運(yùn)行模式。為實(shí)現(xiàn)減少船舶運(yùn)輸?shù)某杀?，?dāng)前集裝箱運(yùn)載量超過15000TEU的超大型運(yùn)輸船、40萬噸級的散貨船均進(jìn)入使用階段，且效果良好，更高級別的船舶已經(jīng)投入研發(fā)。為了滿足超大型船舶的裝載，岸橋集裝箱起吊機(jī)的起重上線已突破110噸。在國產(chǎn)港機(jī)中，上海華振已將單次可起吊三組40英尺的標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱的起重機(jī)投入使用，最大起吊上線已到達(dá)150噸。與此同時(shí)，20000噸/小時(shí)的散貨裝船機(jī)、7000噸/時(shí)的橋式裝卸機(jī)、6000噸/小時(shí)鏈斗卸船機(jī)已投入研發(fā)設(shè)計(jì)，部分設(shè)備已經(jīng)在進(jìn)行試運(yùn)行，這都預(yù)示著我國國產(chǎn)港機(jī)的技術(shù)水平和能力向世界先進(jìn)領(lǐng)域再次邁進(jìn)。

（二）港口設(shè)備需求增高

由于國家現(xiàn)代化建設(shè)的支持和實(shí)際使用的需求，我國重型裝備生產(chǎn)制造、新能源和冶金制造的重點(diǎn)項(xiàng)目投入建設(shè)。尤其是西部建設(shè)扶持和東北振興等項(xiàng)目，急需大型運(yùn)輸能力保障這些重點(diǎn)項(xiàng)目的順利建設(shè)，例如，電力工程中發(fā)電工程建設(shè)、高壓輸電電網(wǎng)架設(shè)、重型機(jī)械設(shè)備、超大型鍋爐及介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備的裝載運(yùn)輸。加之這些大型設(shè)備設(shè)施受到我國山區(qū)地形和鐵路、公路寬度，隧道寬度的限制，只能依靠水利運(yùn)輸?shù)姆绞胶痛a頭的裝卸來完成。這些大型設(shè)備設(shè)施根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可以分為四類。其中一類長度限制在14米之20米之間且質(zhì)量不超過100噸;二類長度限制在30米以內(nèi)且質(zhì)量不超過200噸;三類長度限制在40米以內(nèi)且質(zhì)量不超過300噸;四類長度超過40米且質(zhì)量在300噸以上。

碼頭港口的超大型裝載具備裝載起重量高、安全穩(wěn)定、裝卸速率不高的特性，現(xiàn)階段大多使用斜坡滾裝、回轉(zhuǎn)起吊機(jī)、橋式起吊機(jī)和浮式起吊機(jī)的裝卸模式。碼頭港口裝載的市場需求將會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的飛速增長不斷提升。

二、港口智能化建設(shè)

（一）自動(dòng)化、智能化集裝箱裝卸

現(xiàn)階段，集裝箱裝卸自動(dòng)完成的港口主要在歐洲廣泛應(yīng)用，例如，位于北歐鹿特丹碼頭的DDE、DDW以及智能集裝箱碼頭、漢堡港口的CTA智能集裝箱碼頭等。但是我國智能集裝箱碼頭的使用還不是很成熟，僅有上海港口建立了示范性的無人智能集裝箱堆場，而我國集裝箱年裝卸總量是世界第一，將集裝箱裝卸過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，是我國海路集裝箱裝卸的必然趨勢。作為向國際市場輸出港機(jī)的生產(chǎn)制造大國，擁有、掌握智能化、自動(dòng)化碼頭的核心技術(shù)是非常有必要的。例如，鹿特丹港Euromax港口和漢堡CTA港口的智能化岸邊雙車起吊機(jī)就是由上海華振生產(chǎn)制造。

（二）大型全自動(dòng)散貨裝卸機(jī)械

以前，世界上碼頭港口中的散貨大多還有人工控制設(shè)備作業(yè)來完成，其裝卸速率和安全穩(wěn)定性全依賴相關(guān)工作人員的業(yè)務(wù)水平，也存在少數(shù)使用半自動(dòng)的裝卸機(jī)械，再由人工輔助操作實(shí)現(xiàn)，可以在一定程度上提升裝卸速率和安全穩(wěn)定性。一直到2008年，在上海羅涇碼頭正式建成使用全自動(dòng)散貨裝卸設(shè)施，采用全自動(dòng)散貨卸船機(jī)、裝船機(jī)以及取料機(jī)，實(shí)現(xiàn)碼頭散貨過程的全自動(dòng)化裝卸，在世界碼頭港口中，尚屬首次。該裝卸設(shè)施涵蓋17組各類的卸船機(jī)、堆料機(jī)、裝船機(jī)、取料機(jī)等等，使羅涇港碼頭一躍成為世界第一個(gè)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的散貨港口，目前年裝卸量高達(dá)4800萬噸。

其技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下：首先，應(yīng)用了激光測距以及多重標(biāo)識監(jiān)測識別、自動(dòng)認(rèn)證船舶艙門及其他數(shù)據(jù)、自動(dòng)判定貨倉內(nèi)部資源類別和歸放位置的全自動(dòng)散貨卸船機(jī)，按照預(yù)先規(guī)劃好的程序，自動(dòng)執(zhí)行主機(jī)動(dòng)作和抓斗抓取以及起吊，并且在實(shí)時(shí)過程監(jiān)控下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)作業(yè);其次，采用雷達(dá)照射監(jiān)測，判別船舶和物料，自動(dòng)識別與作業(yè)，由程序自動(dòng)操作溜筒和主車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝船;最后，采用雷達(dá)照射臊面，針對堆場物料形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測、三維重建并得出相關(guān)數(shù)據(jù)，按照預(yù)先規(guī)劃的程序，完成自動(dòng)堆取。實(shí)現(xiàn)以上功能的全自動(dòng)裝卸器械，可以極大地減少港口相關(guān)人員的工作強(qiáng)度，極大地提升了港口的裝卸效率，減少由于人為操作失誤引起的故障。

三、老舊碼頭中國產(chǎn)港機(jī)的升級改造

（一）工藝、裝備升級和安監(jiān)管理

要優(yōu)化和改造傳統(tǒng)的老舊碼頭中的國產(chǎn)港機(jī)，需要對港口的作業(yè)設(shè)施重新按照需求進(jìn)行改造升級，從總體上研發(fā)與時(shí)俱進(jìn)的大型裝備，從局部上對現(xiàn)行的生產(chǎn)作業(yè)流程和設(shè)備進(jìn)行升級。其改造升級應(yīng)當(dāng)秉承因地制宜的方針，從各自港口碼頭的實(shí)際情況出發(fā)，分析地處位置以及現(xiàn)有條件，科學(xué)、合理、完善的建設(shè)設(shè)施，改造提升作業(yè)工藝，將老舊碼頭的生產(chǎn)速率和運(yùn)輸能力提升。

我國現(xiàn)階段使用的大型港口設(shè)備多是已使用20年的國產(chǎn)機(jī)械，這些裝備中存在一些需要更新?lián)Q代的部分，也存在一些仍可以使用的設(shè)備，但是需要進(jìn)行檢測保養(yǎng)和維修，或是升級改造，根據(jù)實(shí)際具體情況進(jìn)行處置。

要想保障老舊碼頭國產(chǎn)港機(jī)長期的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就需要增加全程動(dòng)態(tài)檢測的管理模式，光纖光柵遙感檢測技術(shù)是非常適合的方式，具有足夠的安全穩(wěn)定性、不易受到電磁干擾、耐腐蝕和高溫等性能，有著非常良好的發(fā)展優(yōu)勢和應(yīng)用前景，在上海碼頭港口、大連碼頭港口和秦皇島碼頭港口中已得到使用，并且效果良好。

（二）內(nèi)河港口中國產(chǎn)港機(jī)的發(fā)展方向

由于國家相關(guān)政策的扶持，長江等內(nèi)陸河流的航運(yùn)的到巨大發(fā)展，促使內(nèi)河港口施工建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，各個(gè)碼頭港口年吞吐量穩(wěn)步提升。截止2018年底，我國內(nèi)河具有億噸級別裝卸的碼頭港口已增至16個(gè)。相比于海港碼頭，主要由于內(nèi)河航道等諸多原因限制，內(nèi)河港口的船舶噸位較小、各種貨類眾多，各式型號裝卸設(shè)備參差不齊，受到地勢、政策、人文、基礎(chǔ)設(shè)施等影響，內(nèi)河碼頭港口的生產(chǎn)作業(yè)流程與海港碼頭有明顯的區(qū)別，要在海港碼頭裝卸運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)和經(jīng)驗(yàn)之上，研究符合自身實(shí)際情況的裝卸運(yùn)輸作業(yè)流程和大型設(shè)備的使用，從內(nèi)河港口碼頭的經(jīng)濟(jì)實(shí)用型和科學(xué)合理性出發(fā)，增加內(nèi)河港口碼頭的運(yùn)輸能力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)河港口碼頭的現(xiàn)代化建設(shè)，以滿足實(shí)際的經(jīng)濟(jì)需求。

（三）建設(shè)“綠色港口”

規(guī)劃建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的工程設(shè)施，是十分符合我國當(dāng)下經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方向，建設(shè)“綠色港口”是我國國產(chǎn)港機(jī)未來必然的發(fā)展趨勢。綠色港機(jī)不單單指的是一個(gè)設(shè)備或是一種機(jī)械，而是一種運(yùn)行理念，只要在國產(chǎn)港口機(jī)械中設(shè)計(jì)規(guī)劃、生產(chǎn)制造、實(shí)際使用中采取節(jié)能、降耗的技術(shù)方法，形成符合我國國情獨(dú)特的專業(yè)、智能、節(jié)能、降耗的國產(chǎn)港口機(jī)械。例如，國家“十三五”計(jì)劃中，新增假設(shè)各類深水泊位、將東南沿海各大海港的港口機(jī)械全國產(chǎn)化，增加煤炭裝卸能力、提升大型企業(yè)配套的停泊位、將集裝箱自動(dòng)、智能化建設(shè)穩(wěn)步推廣，對港口的配套建設(shè)中，港口規(guī)模、人員管理、電力供配等全面落實(shí)。

四、結(jié)束語

未來的一段時(shí)間內(nèi)，水路運(yùn)輸仍然占據(jù)著世界運(yùn)輸市場的主要地位，隨著國家相關(guān)政策的大力扶持，國產(chǎn)港口機(jī)械迎來新的機(jī)遇，努力的研究先進(jìn)的技術(shù)和管理模式，促使國產(chǎn)港口機(jī)械迅速發(fā)展，向世界舞臺邁向新的步伐。

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（作者單位：上海振華港機(jī)重工有限公司）