曹晏杰，方一能

（1.上海東源計(jì)算機(jī)自動(dòng)化工程有限公司，上海200231；2.中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，上海200232）

關(guān)于散貨碼頭的智能化裝卸工藝技術(shù)應(yīng)用分析

曹晏杰1，方一能2

（1.上海東源計(jì)算機(jī)自動(dòng)化工程有限公司，上海200231；2.中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，上海200232）

隨著科研技術(shù)和電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，智能化裝卸工藝逐漸在散貨碼頭中廣泛的應(yīng)用，對(duì)此，簡(jiǎn)要分析了智能化裝卸工藝技術(shù)在散貨碼頭中的有效應(yīng)用。

散貨碼頭；裝卸工藝；智能化技術(shù)

引言

當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于快速發(fā)展的重要階段，散貨的吞吐量一直保持著大幅度的增加，據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，中國(guó)港口完成干散貨吞吐量已經(jīng)突破百億噸，同比增長(zhǎng)率超過(guò)7%。目前中國(guó)萬(wàn)噸級(jí)以上的港口中，專(zhuān)業(yè)化泊位有一千多個(gè)，通用散貨泊位與通用件雜貨泊位也有近五百個(gè)，而且還在不斷的增長(zhǎng)過(guò)程中。但是，由于中國(guó)散貨碼頭的發(fā)展建設(shè)起步較晚，相關(guān)設(shè)施設(shè)備以及裝卸儲(chǔ)運(yùn)水平還比較落后，相比較于國(guó)際化水平，仍顯得效率低、能耗高、環(huán)保性差，缺乏國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所以需要加強(qiáng)散貨碼頭的自動(dòng)化和智能化建設(shè)。

1　中國(guó)散貨碼頭裝卸儲(chǔ)運(yùn)工藝概況

1.1散貨裝船工藝

目前主要是利用鐵路運(yùn)輸和公路運(yùn)輸?shù)姆绞綄⑸⒇浳锪线\(yùn)送至港區(qū)。一般的散貨進(jìn)入港區(qū)后，其裝船工藝流程主要包括卸車(chē)、堆場(chǎng)、運(yùn)輸和裝船等。散貨物料的裝船方式主要包含散貨集裝化裝船、連續(xù)裝船機(jī)裝船以及周期性抓斗裝船等工藝。

1.2散貨卸船工藝

1）目前，中國(guó)常用的散貨卸船工藝分為連續(xù)性卸船方式和周期性卸船方式兩種。而連續(xù)性卸船方式主要是利用鏈斗式卸船機(jī)、螺旋式卸船機(jī)、斗輪式卸船機(jī)、波狀擋邊帶式卸船機(jī)以及埋刮板卸船機(jī)等進(jìn)行散貨卸船工藝。連續(xù)性卸船工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是工作效率較高、能夠充分的清倉(cāng)，并且有較好的環(huán)保性能，但是對(duì)船舶穩(wěn)定性的要求較高。

2）而周期性卸船工藝主要是有抓斗卸船。其優(yōu)點(diǎn)是具有較好的工作穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)多種散貨物料工作，但是在重復(fù)的卸船工藝中會(huì)導(dǎo)致大量的能耗，而且不能對(duì)船艙的散貨充分的清理，消耗的人力成本較高，而且容易產(chǎn)生揚(yáng)塵現(xiàn)象而造成環(huán)境污染。

1.3散貨儲(chǔ)存工藝

1）目前，中國(guó)常用的散貨碼頭物料儲(chǔ)存工藝分為堆場(chǎng)和筒倉(cāng)兩種方式。散貨物料進(jìn)行堆場(chǎng)儲(chǔ)運(yùn)的裝卸工藝分為堆取分開(kāi)和堆取合一的兩種工藝方案，堆取分開(kāi)就是指在進(jìn)行堆場(chǎng)裝卸工作時(shí)堆料機(jī)和取料機(jī)是分開(kāi)工作的；而堆取合一則是將堆取料用一臺(tái)機(jī)械完成，通常采用的是斗輪堆取料機(jī)。連續(xù)性的堆取料一體機(jī)能夠提高散貨堆場(chǎng)裝卸效率，減少人工操作，但對(duì)技術(shù)要求較高。

2）而筒倉(cāng)進(jìn)出散貨物料主要工藝包括出倉(cāng)、倒倉(cāng)、散發(fā)、裝車(chē)、灌包、并倉(cāng)等，其裝卸儲(chǔ)運(yùn)工作可以依據(jù)相應(yīng)工藝流程及配套設(shè)備進(jìn)行完成。筒倉(cāng)散貨儲(chǔ)存相較于堆場(chǎng)而言，對(duì)物料的形狀、大小和特性有著更高的要求，筒倉(cāng)一般是儲(chǔ)存的大豆、玉米等散糧，而對(duì)于煤炭、木薯干等含有大量粉塵或者形狀不規(guī)則的散貨物料則不適宜用筒倉(cāng)儲(chǔ)存，需要進(jìn)行堆場(chǎng)存儲(chǔ)。

2　散貨碼頭應(yīng)用智能化裝卸工藝的作用

第一，當(dāng)前散貨碼頭的裝卸工藝還是以人工操作為主，而且隨著中國(guó)散貨吞吐量的不斷增長(zhǎng)，相關(guān)人員的工作強(qiáng)度也相應(yīng)增加，往往處于超負(fù)荷的狀態(tài)。而部分裝卸工藝是采用半自動(dòng)控制技術(shù)，即工作人員根據(jù)實(shí)際要求設(shè)定相關(guān)機(jī)械的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，然后裝卸設(shè)備能夠自動(dòng)運(yùn)作，但是仍然離不開(kāi)操作人員的監(jiān)督、管理和適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)工作，而且裝卸工作的效率和穩(wěn)定性、安全性在很大程度上取決于工作人員的主觀意識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)水平。所以，提高散貨碼頭裝卸工藝的智能化，能夠讓機(jī)械自我檢測(cè)、自我調(diào)整、自我修復(fù)，能制定最合適的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)作，既提高了裝卸工作的安全性和穩(wěn)定性，又降低了人力投入、管理和維修成本。

第二，隨著散貨吞吐量的持續(xù)上升，港口越來(lái)越多，造成的能源消耗也越來(lái)越大。而散貨碼頭應(yīng)用智能化裝卸儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，能夠有效地整合各種資源，進(jìn)行合理的配置和利用，減少能源的損耗和浪費(fèi)，提高裝卸工作效率，綜合提升相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

第三，在傳統(tǒng)的散貨物料裝卸儲(chǔ)運(yùn)工藝中，由于智能化水平較低，以及工作管理的不完善，很容易造成資源的損耗和環(huán)境污染，這種現(xiàn)象尤其體現(xiàn)在散貨木薯干的裝卸過(guò)程中。木薯干屬于含粉塵量較高的散貨物料，一般是采取露天堆場(chǎng)的儲(chǔ)存方式和抓斗或者人工的取料卸料裝卸工藝，不僅工作效率低下，而且進(jìn)行裝卸過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的白色粉塵，彌漫在空氣中，造成嚴(yán)重的粉塵污染，危害人類(lèi)身體健康和生態(tài)環(huán)境平衡。所以需要加強(qiáng)散貨碼頭的智能化裝卸儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，使物料裝卸作業(yè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、封閉化，減少人工操作流程，實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控管理，降低物料裝卸工藝的環(huán)境污染。

3　散貨碼頭智能化裝卸儲(chǔ)運(yùn)工藝技術(shù)

1）散貨碼頭智能化抓斗卸船工藝主要運(yùn)用了激光測(cè)距技術(shù)，能夠自動(dòng)識(shí)別貨船的整體規(guī)格和船艙散貨物料的分布狀況，然后利用PLC(可編程邏輯控制器)技術(shù)，根據(jù)激光掃描獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行虛擬仿真，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，制定出科學(xué)合理的卸船工藝方案，設(shè)定相關(guān)機(jī)械運(yùn)作指標(biāo)參數(shù)，自行控制機(jī)械的移動(dòng)、升降、抓放等工序。并且在裝卸的過(guò)程中能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)的反饋，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控管理，確保卸船工藝的穩(wěn)定、高效。中國(guó)目前應(yīng)用的智能化散貨卸船工藝還存在一定的技術(shù)難度，主要包括堆料三維動(dòng)態(tài)模擬、測(cè)量精度實(shí)時(shí)監(jiān)控以及平衡卸船數(shù)據(jù)分析方案等。

2）散貨碼頭智能化裝船工藝主要是利用配有多軸伺服運(yùn)動(dòng)控制的激光雷達(dá)對(duì)貨船整體規(guī)模進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，制定出科學(xué)合理的物料裝運(yùn)軌跡以及物料分布情況，自動(dòng)實(shí)時(shí)地調(diào)整和控制相關(guān)機(jī)械的位置與工作速率，提高物料裝船的最大空間利用率以及裝運(yùn)的效率和質(zhì)量。目前中國(guó)智能化散貨裝船工藝技術(shù)的主要難點(diǎn)是依據(jù)物料特性合理地規(guī)劃裝船路徑。

3）散貨碼頭智能化裝卸工藝還應(yīng)用在堆取料的過(guò)程中，斗輪堆取料機(jī)利用激光雷達(dá)掃描實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，能夠制定出合理的物料堆取數(shù)量、速率、規(guī)模以及路徑等。其主要技術(shù)難點(diǎn)包括精度控制、物料堆場(chǎng)模型構(gòu)造及物料堆取路徑制定等。目前，中國(guó)散貨碼頭智能化裝卸工藝主要運(yùn)用智能機(jī)器人、多自由度機(jī)械手以及自動(dòng)識(shí)別裝置等，能夠有效地提高散貨裝卸船的效率，降低人工成本，減少環(huán)境污染，提高港口的資源周轉(zhuǎn)效率，綜合提升相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4　結(jié)語(yǔ)

提高散貨裝卸工藝的智能化水平，就要結(jié)合電子信息技術(shù)、自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備和數(shù)據(jù)分析軟件等，綜合協(xié)調(diào)控制散貨碼頭的裝卸儲(chǔ)運(yùn)工藝，推動(dòng)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、高效靈活的港口建設(shè)，提升企業(yè)的國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（編輯：劉楠）

Analysis on App lication of Intelligent Loading and Unloading Process Technology in Bulk Cargo Term inal

Cao Yanjie1,Fang Yineng2
(1.Shanghai Eastern Source Automations Co.,Ltd.,Shanghai200231; 2.CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai200232)

With the continuous development and innovation of science and technology and electronic information technology, application,intelligent loading and unloading process technology gradually applies in bulk terminal.In this regard,this paper analyzes the effective application of intelligent loading and unloading process technology in bulk cargo terminal.

bulk cargo terminal;loading and unloading process;intelligent technology

TP319

A

2095-0748(2016)21-0045-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.21.20

2016-09-30

曹晏杰（1982—），男，浙江平湖人，本科，工程師，研究方向：散貨專(zhuān)業(yè)碼頭智能化；方一能（1988—），女，浙江寧波人，本科，工程師，研究方向：散貨專(zhuān)業(yè)碼頭智能化。