一列運(yùn)煤專列到達(dá)山東港口日照港集團(tuán)有限公司（下稱“日照港”）石臼港區(qū)南作業(yè)區(qū)，一臺(tái)臺(tái)堆取料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)自如，堆場(chǎng)卻幾乎看不見作業(yè)人員的身影。
在距離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一公里外的集控室里，只見工作人員按動(dòng)按鍵，稍微調(diào)整搖桿，堆取料機(jī)便開始自動(dòng)取料，煤炭經(jīng)過(guò)皮帶機(jī)自動(dòng)運(yùn)輸達(dá)到裝車樓，通過(guò)與流程化裝卸生產(chǎn)工藝有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)裝車作業(yè)無(wú)人化的快速自動(dòng)定量裝車。
從傳統(tǒng)的火車裝車作業(yè)到如今的無(wú)人化裝車，作業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，正是日照港大宗干散貨智慧綠色港口的轉(zhuǎn)型之路的一個(gè)縮影。
1986年，日照港只是黃海灘頭的一個(gè)小漁村，為了滿足北煤南運(yùn)和煤炭出口創(chuàng)匯需求，日照港被“挖出”、賦予了歷史的重任。
后來(lái)，日照港傳統(tǒng)的能耗高、污染大的作業(yè)模式面臨著城市智慧綠色發(fā)展的矛盾，日照港迎來(lái)了第二次革命，成為了國(guó)務(wù)院支持建設(shè)的大宗干散貨智慧綠色示范港口，開啟了大宗干散貨全自動(dòng)化作業(yè)新模式的轉(zhuǎn)型。
40多年來(lái)，日照港從單一煤炭輸出碼頭，成長(zhǎng)為全球重要的能源和大宗原材料中轉(zhuǎn)基地、世界上最年輕的5億噸大港，7個(gè)貨種居全國(guó)首位，9個(gè)貨種過(guò)千萬(wàn)噸。
作業(yè)模式轉(zhuǎn)變
在日照港石臼南區(qū)智能運(yùn)營(yíng)中心集控室，夏國(guó)程坐在由幾塊大屏拼接在一起的電腦顯示屏前，屏幕上有著堆取料機(jī)不同的角度的工作畫面，畫面旁邊還有俯仰高度、設(shè)備位置、貨物抓取量以及設(shè)備是否自動(dòng)化運(yùn)行等檢測(cè)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)。
夏國(guó)程是日照港一公司礦石流程隊(duì)堆取料機(jī)司機(jī)，“與以前相比，崗位名稱雖然沒變，但工作方式卻大大不同了。”夏國(guó)程告訴記者，石臼港南區(qū)的無(wú)人化作業(yè)模式不僅改變了煤炭的裝卸方式，也改變了作業(yè)人員的工作方式，即從干臟活累活到坐在辦公室專攻指揮操作。
“在幾十米高的駕駛室一呆就是一天的日子終于結(jié)束了。”夏國(guó)程感嘆道。傳統(tǒng)的堆取料機(jī)距離地面幾十米，駕駛室只能容納司機(jī)、操作員兩個(gè)人。司機(jī)需要攀爬進(jìn)入駕駛室，往前探頭、伸腰去看作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，刮風(fēng)、下雨的時(shí)候，視角還容易被卡住，頸椎病和腰椎病是“標(biāo)配”；由于堆場(chǎng)環(huán)境較復(fù)雜，不能及時(shí)吃到熱乎的飯菜，不能及時(shí)上廁所，所以司機(jī)都減少喝水頻率。此外，現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵、粉塵也會(huì)通過(guò)縫隙進(jìn)入駕駛室，增加得肺病的風(fēng)險(xiǎn)。
“堆取料機(jī)智能化改造后，我們的工作地點(diǎn)由幾十米高的駕駛室搬到了后方中控室，終于能夠吃熱乎的飯菜，放心喝水，正常上廁所；不再受大風(fēng)、大雨、粉塵帶來(lái)的影響，安全感更強(qiáng)，手中的操作桿自然也移動(dòng)得更加平穩(wěn)。”夏國(guó)程說(shuō)。
港口碼頭是24小時(shí)不間斷運(yùn)行。通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)堆取料機(jī)需要兩個(gè)工作人員三班倒；如今，一個(gè)司機(jī)就能同時(shí)控制3臺(tái)機(jī)器。目前集控室共有3余名司機(jī)控制著9臺(tái)多堆取料機(jī)無(wú)人化作業(yè)，無(wú)人化作業(yè)率占比超過(guò)90%。
日照港技術(shù)創(chuàng)新中心一級(jí)技師田振東回憶道，“為消除石臼港區(qū)東作業(yè)區(qū)的煤炭堆場(chǎng)散貨堆存作業(yè)對(duì)居民區(qū)環(huán)境質(zhì)量的影響，日照港將石臼港區(qū)東區(qū)煤炭運(yùn)輸功能搬遷到遠(yuǎn)離城區(qū)的石臼港區(qū)南區(qū)。碼頭的搬遷帶走了一半的作業(yè)司機(jī)，導(dǎo)致司機(jī)的工作強(qiáng)度加大了一倍。再加上石臼港區(qū)南作業(yè)區(qū)工況復(fù)雜，工藝多變，部分員工對(duì)碼頭的搬遷產(chǎn)生了抵觸心理。”
那時(shí)，正是中國(guó)智慧化碼頭進(jìn)入發(fā)展快車道的時(shí)候。2022年，國(guó)務(wù)院下發(fā)《關(guān)于支持山東深化新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換推動(dòng)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的意見》，明確提出支持日照港建設(shè)大宗干散貨智慧綠色示范港口。多方因素推動(dòng)下，日照港石臼港區(qū)南作業(yè)區(qū)自動(dòng)化碼頭的改革勢(shì)在必行。
田振東表示，石臼港南區(qū)自動(dòng)化改革剛進(jìn)行的時(shí)候，很多員工對(duì)該模式并不是很理解。一方面，因?yàn)楦母镆獙W(xué)習(xí)自動(dòng)化設(shè)備操作、系統(tǒng)調(diào)試和數(shù)據(jù)分析等新技能，工作方式發(fā)生了變化；另一方面，員工擔(dān)心無(wú)人化的碼頭會(huì)使他們“失業(yè)”。
但事實(shí)上，自動(dòng)化碼頭的發(fā)展與碼頭工人們的“飯碗”并不是對(duì)立關(guān)系。“遠(yuǎn)程控制可讓員工擺脫艱苦的工作環(huán)境，降低安全事故發(fā)生的概率，提高了作業(yè)效率。慢慢的，員工的態(tài)度由抵觸變成了欣然接受，日照港智慧碼頭加快了改造升級(jí)的步伐。”田振東說(shuō)。
關(guān)鍵技術(shù)“破冰”
日照港的智慧化轉(zhuǎn)型，離不開技術(shù)的探索革新。
自1993年世界第一座自動(dòng)化集裝箱碼頭誕生于荷蘭鹿特丹港以來(lái)，全球范圍內(nèi)的港口數(shù)字化多聚焦于自動(dòng)化集裝箱碼頭的新建和自動(dòng)化改造，對(duì)干散貨專業(yè)化碼頭自動(dòng)化技術(shù)攻關(guān)卻望而卻步。
“石臼港南區(qū)的自動(dòng)化也是摸著石頭過(guò)河，邊干邊探索改造出來(lái)的。”田振東說(shuō)。
干散貨碼頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化有多難？田振東介紹，與標(biāo)準(zhǔn)化的集裝箱作業(yè)相比，大宗干散貨形態(tài)不同、運(yùn)輸船舶類型不同、卸貨方式不同，要想在一個(gè)碼頭實(shí)現(xiàn)多種類型干散貨的裝卸自動(dòng)化作業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新要求較高。所以，大宗散貨自動(dòng)化碼頭的建設(shè)更多是在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)化和智能化的升級(jí)和改造。
“翻車機(jī)自動(dòng)摘鉤作業(yè)是全世界大宗干散貨無(wú)人化碼頭一直沒有解決的難點(diǎn)問(wèn)題。”田振東說(shuō)，當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)外沒有把火車摘鉤解列變成自動(dòng)化的這項(xiàng)技術(shù)，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)找了很多智能機(jī)器人公司都無(wú)法解決，他們都覺得火車箱型號(hào)多，摘鉤手柄復(fù)雜，形式各異，摘掛鎖作業(yè)場(chǎng)景復(fù)雜，完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人化作業(yè)難度較大。
“關(guān)鍵技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的。針對(duì)這些長(zhǎng)期存在的痛點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，相關(guān)團(tuán)隊(duì)查資料、比數(shù)據(jù)，反復(fù)推演，經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和反復(fù)試驗(yàn)，耗時(shí)8個(gè)月，研發(fā)出了初代摘鉤機(jī)器人。”田振東回憶。
當(dāng)將該機(jī)器人拿到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí)，卻出現(xiàn)包括車廂車號(hào)識(shí)別率低、雷達(dá)誤識(shí)別、摘鉤手柄力矩不足等問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)又針對(duì)上述故障問(wèn)題，進(jìn)行反復(fù)研究、試驗(yàn)，大概嘗試了50余次，失敗了20余次，試運(yùn)行了兩個(gè)月，才將摘鉤成功率穩(wěn)定在90%以上。
截至目前，摘鉤機(jī)器人已穩(wěn)定運(yùn)行兩年半，通過(guò)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的不斷優(yōu)化，摘鉤機(jī)器人可自主跟車，識(shí)別C64、C70等10余種車型，并根據(jù)混編、單節(jié)特殊工況快速精準(zhǔn)完成摘鉤作業(yè)，自動(dòng)摘鉤成功率在99%以上，作業(yè)效率提升12%，減少空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間超過(guò)700小時(shí)，每年節(jié)約能耗成本300萬(wàn)元。
摘鉤機(jī)器人是國(guó)內(nèi)外雙車翻車機(jī)領(lǐng)域中的首次創(chuàng)新，改變了翻車機(jī)30多年以來(lái)傳統(tǒng)的摘鉤方式，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)摘鉤無(wú)人化作業(yè)，也推動(dòng)了石臼港南區(qū)的無(wú)人化進(jìn)程。
如今，日照港突破單一貨種自動(dòng)化、流程化的作業(yè)模式，研發(fā)無(wú)人駕駛電動(dòng)機(jī)車、翻車機(jī)自動(dòng)摘鉤、火車自動(dòng)清車等關(guān)鍵技術(shù)，建成10大類、50余臺(tái)套自動(dòng)化裝卸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“翻—堆、取—裝”等裝卸工藝全流程無(wú)人化。較傳統(tǒng)干散貨作業(yè)區(qū)，新技術(shù)的應(yīng)用使全員勞動(dòng)生產(chǎn)率提高3倍，裝卸效率同比提高36%，泊位利用率同比提高41.5%，場(chǎng)地利用率同比提高25%。
貨物種類居全國(guó)前列
通過(guò)港口的智慧迭代升級(jí)，目前日照港7個(gè)貨種居全國(guó)首位，9個(gè)貨種過(guò)千萬(wàn)噸。
起初，日照港只是單一的煤炭運(yùn)輸碼頭，為滿足北煤南運(yùn)和煤炭出口創(chuàng)匯需求而建。后來(lái)，全國(guó)鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，鐵礦石進(jìn)口需求強(qiáng)勁。日照港搶抓機(jī)遇，2004年建成運(yùn)輸設(shè)備世界專業(yè)化程度最高、工藝最先進(jìn)的20萬(wàn)噸級(jí)礦石碼頭，一年實(shí)現(xiàn)1000多萬(wàn)噸吞吐量。當(dāng)年，被國(guó)家列為全國(guó)礦石運(yùn)輸?shù)谝粚哟胃劭冢⒊蔀槿珖?guó)4大礦石中轉(zhuǎn)基地之一，并以此突破了“煤碼頭”的發(fā)展瓶頸。
如今的日照港，由開港之初的單一煤炭輸出港，發(fā)展成為一個(gè)以煤炭、礦石、糧食等大宗散貨為主，兼有集裝箱運(yùn)輸和客箱班輪運(yùn)輸?shù)亩喙δ堋⒕C合性、現(xiàn)代化港口。鐵礦石、大豆、石油焦、木片、原木、焦炭、下水冶金煤等七個(gè)貨種的吞吐量位居全國(guó)首位；集裝箱、鐵礦石、煤炭、鋁礬土、原油、糧食、木片、原木、鋼材等九個(gè)貨種的吞吐量也均超過(guò)了千萬(wàn)噸。
隨著日照港吞吐量的持續(xù)攀升，占據(jù)主要版圖的煤炭、礦石等大宗干散貨受困于東區(qū)相對(duì)狹窄的地域空間，不僅能力無(wú)法釋放，而且緊鄰城市居民區(qū)，帶來(lái)了粉塵污染、影響海洋生態(tài)等問(wèn)題，與日照城市空間布局產(chǎn)生矛盾。
為此，日照港借國(guó)務(wù)院支持建設(shè)大宗干散貨智慧綠色示范港口機(jī)遇，退港還海、退港還城，將靠近主城區(qū)的污染較重的大眾散貨和煤炭作業(yè)，遷移至遠(yuǎn)離城區(qū)的石臼港區(qū)南作業(yè)區(qū)，并由傳統(tǒng)的大宗干散貨作業(yè)模式，轉(zhuǎn)型為無(wú)人模式。
從1986年到2023年，日照港的吞吐量由262.8萬(wàn)噸躍升到5.22億噸。40年的時(shí)間，日照港黃海灘頭的小漁村發(fā)展為最年輕的5億噸大港，吞吐量躍居全國(guó)沿海港口第六、世界第七。