王書(shū)章 艾明飛 紀(jì)玉華

青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭有限責(zé)任公司

1 引言

近幾年智能化、智慧化技術(shù)的飛速發(fā)展逐漸影響到現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。裝卸行業(yè)在智慧碼頭方面也進(jìn)行了一系列的探索，青島港、洋山港等新建碼頭逐步建成自動(dòng)化體系并已取得了巨大的成效；傳統(tǒng)碼頭也在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)化改造，主要包含岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)岸橋)的遠(yuǎn)程操控改造、堆場(chǎng)門(mén)式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)橋)自動(dòng)化改造等。但在傳統(tǒng)作業(yè)模式向自動(dòng)化模式演變的過(guò)程中，對(duì)設(shè)備管理提出了更高、更嚴(yán)的要求，設(shè)備管理模式如何轉(zhuǎn)變、改造過(guò)程中怎樣更全面地兼顧設(shè)備最優(yōu)管理是必須同步考慮的問(wèn)題。

2 港口自動(dòng)化轉(zhuǎn)變帶來(lái)的主要問(wèn)題

在由傳統(tǒng)碼頭向自動(dòng)化碼頭轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，隨著碼頭裝卸設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，在設(shè)備管理方面也出現(xiàn)了以下主要問(wèn)題。

2.1 設(shè)備作業(yè)過(guò)程中動(dòng)態(tài)巡檢不再安全

按照常規(guī)，裝卸設(shè)備管理的整個(gè)過(guò)程可分為周期性常規(guī)維修保養(yǎng)檢查、故障停機(jī)維修、動(dòng)態(tài)巡檢等，其中動(dòng)態(tài)巡檢是在設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中人為監(jiān)控設(shè)備重點(diǎn)部位的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中突發(fā)的異常情況和科技手段無(wú)法檢測(cè)到的安全隱患等，在故障萌芽狀態(tài)即進(jìn)行干預(yù)解決，防止故障的擴(kuò)大，對(duì)設(shè)備的作業(yè)安全起著至關(guān)重要的作用[1]。但是在裝卸設(shè)備自動(dòng)化后，設(shè)備的自動(dòng)作業(yè)不會(huì)兼顧巡檢人員的巡檢路線及部位，無(wú)法避免作業(yè)與巡檢的沖突，考慮到巡檢人員安全問(wèn)題，設(shè)備在作業(yè)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)巡檢難以實(shí)現(xiàn)。

2.2 操作司機(jī)對(duì)設(shè)備的異常關(guān)注缺失

設(shè)備的操作司機(jī)是最了解所操作設(shè)備機(jī)械性能的，并且熟悉設(shè)備運(yùn)行的聲音、振動(dòng)特征。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，只有司機(jī)是全程參與的。因此，在司機(jī)操作設(shè)備的過(guò)程中，運(yùn)行范圍內(nèi)任何聲音、振動(dòng)的變化，司機(jī)都應(yīng)該能夠及時(shí)捕捉并報(bào)告技術(shù)人員核實(shí)。鑒于此，各碼頭對(duì)于司機(jī)操作之外的職責(zé)規(guī)定也越來(lái)越詳細(xì)，目的就是根據(jù)司機(jī)24 h在線的特點(diǎn)，充分發(fā)揮其在崗職能，補(bǔ)充技術(shù)人員不能實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的短板，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。但在裝卸設(shè)備自動(dòng)化無(wú)人操作或遠(yuǎn)程操作后，司機(jī)職能的取消或轉(zhuǎn)變導(dǎo)致該項(xiàng)功能缺失，無(wú)法再為技術(shù)人員提供實(shí)時(shí)信息。

2.3 自動(dòng)化設(shè)備故障停機(jī)對(duì)整條作業(yè)線的影響加大

相對(duì)于傳統(tǒng)碼頭的作業(yè)，自動(dòng)化碼頭對(duì)設(shè)備可靠性的要求更高，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致整條作業(yè)線的停滯，后方水平運(yùn)輸?shù)耐ｎD。因此自動(dòng)化設(shè)備的故障需要重點(diǎn)對(duì)待，自動(dòng)化設(shè)備的管理質(zhì)量需要提高，設(shè)備的完好率和可靠率是設(shè)備管理必須重點(diǎn)關(guān)注的目標(biāo)。

2.4 設(shè)備停機(jī)檢查、維保對(duì)技術(shù)人員的素質(zhì)要求更高

由于自動(dòng)化設(shè)備的作業(yè)指令是根據(jù)設(shè)備狀態(tài)、故在作業(yè)過(guò)程中位置等因素自動(dòng)分配，故相鄰設(shè)備完好能夠發(fā)揮自動(dòng)化流程的最優(yōu)性。若相鄰設(shè)備停機(jī)維修保養(yǎng)則需要重新計(jì)算優(yōu)化設(shè)備的作業(yè)路徑，影響作業(yè)線的作業(yè)效率。這對(duì)技術(shù)人員的設(shè)備維保提出了更細(xì)的要求，需保證檢修停機(jī)時(shí)機(jī)最優(yōu)、時(shí)間段最短、維修更精準(zhǔn)，相對(duì)應(yīng)的是對(duì)技術(shù)人員素質(zhì)要求更高，把控設(shè)備作業(yè)整體概況、統(tǒng)籌規(guī)劃的能力更強(qiáng)。

2.5 信息化的引入需要更專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員

對(duì)于傳統(tǒng)的裝卸設(shè)備，在設(shè)備運(yùn)行管理方面，只需要電氣系統(tǒng)、機(jī)械、液壓等設(shè)備相關(guān)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的管理。而作業(yè)設(shè)備自動(dòng)化后，除了設(shè)備管理外，又增加了設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)的對(duì)接、拖車(chē)車(chē)號(hào)、箱號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等保障工作，原有的設(shè)備管理人員的技術(shù)能力和知識(shí)結(jié)構(gòu)將不能滿(mǎn)足需求，這就需要專(zhuān)業(yè)的信息化人員加入到設(shè)備運(yùn)行保障的隊(duì)伍中[2]。

3 自動(dòng)化過(guò)程中提高設(shè)備管理水平的方法

港口設(shè)備在自動(dòng)化過(guò)程中進(jìn)行的改進(jìn)涉及點(diǎn)多、面廣，在設(shè)備管理過(guò)程中，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)備管理思路，引入現(xiàn)代化、信息化的管理手段，才能適應(yīng)碼頭生產(chǎn)的需要，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理的升級(jí)，具體有以下幾點(diǎn)做法可供參考。

3.1 設(shè)備智能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

廣義的設(shè)備智能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包含設(shè)備的視頻系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、重點(diǎn)部位溫度報(bào)警系統(tǒng)、風(fēng)速報(bào)警系統(tǒng)等，主要用于設(shè)備的安全監(jiān)控。而針對(duì)重點(diǎn)部位的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(振動(dòng)、溫度等)、CMS系統(tǒng)、制動(dòng)器性能檢測(cè)系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)、故障報(bào)警及故障預(yù)判，借助檢測(cè)手段，技術(shù)人員能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備的早期故障隱患，真正實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維修，掌握設(shè)備管理的主動(dòng)權(quán)。

上述的各種系統(tǒng)可以集成為設(shè)備智能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，方便設(shè)備管理人員全面把控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸可以采用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳，實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程的設(shè)備監(jiān)控，并能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存可追溯。

以設(shè)備減速箱重點(diǎn)部位的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，介紹設(shè)備智能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。

減速箱的損壞主要表現(xiàn)在軸承故障和傳動(dòng)齒輪故障，無(wú)論哪種損壞形式都會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)和溫度的變化，因此減速箱的在線監(jiān)測(cè)主要為溫度檢測(cè)和振動(dòng)檢測(cè)。

在運(yùn)轉(zhuǎn)條件不變的情況下，任何的溫度改變即表示已發(fā)生故障。當(dāng)檢測(cè)到軸溫劇烈變化時(shí)，軸承可能已經(jīng)發(fā)生了不可逆的損壞。振動(dòng)監(jiān)測(cè)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要組成部分，比單純的溫度檢測(cè)預(yù)警更提前、更準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)故障萌芽狀態(tài)時(shí)的警示并且能夠分析故障形態(tài)，防止故障擴(kuò)大帶來(lái)的損失。為了保證振動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，需要對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用X、Y、Z3個(gè)方向的傳感器。

該檢測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能。

(1)利用溫度傳感器、振動(dòng)傳感器及其內(nèi)置的專(zhuān)用測(cè)量電路，將旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)變換為具有歸一化靈敏度的電壓信號(hào)。

(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，將原始振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，從而為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷等提供數(shù)據(jù)支持。

(3)根據(jù)不同算法判斷出設(shè)備運(yùn)行情況，如出現(xiàn)異常將及時(shí)反饋至設(shè)備維保人員。

(4)具有本地和遠(yuǎn)程查看功能，通過(guò)本地電腦、遠(yuǎn)程電腦、手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線查看。

3.2 設(shè)備管理系統(tǒng)與智能巡檢相結(jié)合

設(shè)備管理系統(tǒng)是工程技術(shù)人員設(shè)備管理的一個(gè)重要工具，主要功能包含設(shè)備臺(tái)帳、運(yùn)行記錄、故障管理、維修保養(yǎng)計(jì)劃、設(shè)備檢查考核、設(shè)備檢查維修周期報(bào)警、備件臺(tái)賬、報(bào)表和圖表分析等項(xiàng)目。設(shè)備管理相關(guān)工作可以通過(guò)系統(tǒng)流傳、審批，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳遞和共享、設(shè)備信息網(wǎng)上查詢(xún)。

為了保證設(shè)備管理信息傳遞的實(shí)時(shí)性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備的故障隱患，同步進(jìn)行派工維修，避免二次停機(jī)，在設(shè)備管理系統(tǒng)中接入智能巡檢模塊。將設(shè)備巡檢部位提前編號(hào)標(biāo)識(shí)(如采用二維碼)，巡檢時(shí)利用終端掃描二維碼，即可形成巡檢部位的位置、巡檢歷史、故障歷史等信息，并可以將巡檢問(wèn)題錄入終端通過(guò)無(wú)線傳輸與設(shè)備管理系統(tǒng)對(duì)接，設(shè)備管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行派工管理，并將巡檢情況進(jìn)行存儲(chǔ)，完善設(shè)備管理記錄，避免人工派工、事后錄入的過(guò)程，提高設(shè)備的巡檢問(wèn)題處理效率。

3.3 配置具有遠(yuǎn)控功能的自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)

設(shè)備潤(rùn)滑是機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要保障措施，以岸橋?yàn)槔?臺(tái)岸橋有600多個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)行形式不同、作業(yè)時(shí)間不同，潤(rùn)滑周期可以分為周、月、季、半年等不同的周期，因此潤(rùn)滑工作需要設(shè)備多次停機(jī)，造成停機(jī)浪費(fèi)和人員消耗[3]。為適應(yīng)設(shè)備自動(dòng)化作業(yè)需求，可以配置具有遠(yuǎn)程控制功能的集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備潤(rùn)滑不停機(jī)，定時(shí)、定量潤(rùn)滑，或根據(jù)需要隨時(shí)遠(yuǎn)程控制潤(rùn)滑并監(jiān)控潤(rùn)滑動(dòng)態(tài)。主要包含以下功能。

(1)主管路檢測(cè)，通過(guò)泵上的壓力控制器對(duì)系統(tǒng)管路壓力進(jìn)行適時(shí)檢測(cè)，當(dāng)壓力低于或高于設(shè)定值時(shí)，表明出現(xiàn)泄漏或阻塞，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

(2)分支管路檢測(cè)，某一潤(rùn)滑點(diǎn)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未達(dá)到流量計(jì)設(shè)定值，電控箱將發(fā)出報(bào)警；在潤(rùn)滑點(diǎn)前設(shè)置背壓閥，使分油箱的出油口和潤(rùn)滑點(diǎn)前的背壓閥之間的管路建立一定的壓力，當(dāng)壓力控制器壓力低于設(shè)定的壓力時(shí)說(shuō)明管路泄漏，系統(tǒng)報(bào)警。

(3)具有遠(yuǎn)程控制、狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ?，能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)潤(rùn)滑、遠(yuǎn)程控制潤(rùn)滑；潤(rùn)滑點(diǎn)、管路的狀態(tài)能夠傳輸至控制室或手機(jī)端，并且數(shù)據(jù)可查。

3.4 合理的停機(jī)周期，優(yōu)化設(shè)備維保區(qū)間

設(shè)備合理的停機(jī)周期能夠充分的發(fā)揮設(shè)備的作業(yè)能力，將設(shè)備的可作業(yè)時(shí)間增加到最大。但合理的停機(jī)維保周期，需要在自動(dòng)化進(jìn)程中逐漸積累經(jīng)驗(yàn)來(lái)總結(jié)，在沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，可以利用暫?；A(chǔ)周期法，比如設(shè)定基本周期為周巡檢、月保養(yǎng)，即每周停機(jī)1 h巡檢、每月停機(jī)1天集中保養(yǎng)，在執(zhí)行過(guò)程中根據(jù)設(shè)備的具體運(yùn)行狀況適當(dāng)?shù)目s短或延長(zhǎng)，及時(shí)總結(jié)，最終形成固定的最優(yōu)的設(shè)備維保區(qū)間，在保證設(shè)備性能的前提下縮短設(shè)備的維保停機(jī)時(shí)間，放大設(shè)備作業(yè)時(shí)間。

3.5 技術(shù)人員技術(shù)能力的提升

碼頭作業(yè)自動(dòng)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，對(duì)于設(shè)備管理來(lái)說(shuō)，涉及的專(zhuān)業(yè)廣，領(lǐng)域多，并且需要各專(zhuān)業(yè)融合，傳統(tǒng)的單一專(zhuān)業(yè)人才已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足新形勢(shì)下設(shè)備管理的需求，需要信息化、通訊、視頻處理專(zhuān)業(yè)人才參與到設(shè)備管理的過(guò)程中來(lái)。因此，公司層面需要將此類(lèi)人才整合到一個(gè)部門(mén)，共同進(jìn)行設(shè)備管理。設(shè)備管理人員也需要根據(jù)設(shè)備的發(fā)展，適時(shí)更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，做到專(zhuān)業(yè)精通、涉及全面，這樣才能夠應(yīng)對(duì)當(dāng)今的設(shè)備管理新局面。

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)對(duì)碼頭作業(yè)自動(dòng)化對(duì)設(shè)備管帶來(lái)的變革，必須從先進(jìn)的監(jiān)控手段、基礎(chǔ)管理的創(chuàng)新、人員知識(shí)結(jié)構(gòu)等多方面著手，并及時(shí)地轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)備管理理念，更好地服務(wù)于裝卸作業(yè)的自動(dòng)化。