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码头的效益革新—振华重工双箱自动化轨道吊研发侧记

发布日期：2016-04-08来源：交通建设报编辑：宋珍珍

[摘要]

　　本报通讯员焦旭

　　在振华重工南通建造基地，远远望去，一排排轨道吊整齐划一。这是振华重工最新打造的双箱自动化轨道吊，将在全球最大的单体自动化码头——上海洋山自动化码头上使用。

　　首秀

　　作为项目经理，忻程龙感慨，项目开创了自动化码头的两大先河：一是双箱自动化轨道吊首次从实验室走向市场;二是电机、制动器、减速箱“三合一”的创新使用，不断挑战在空间和布置上的设计极限。项目的复杂性与挑战性前所未有。

　　轨道吊是自动化码头的后场设备。集装箱船靠岸后，岸桥第一时间将船上的集装箱卸下，放置到自动化引导小车上行至后场堆箱区域，然后由轨道吊 “接力”摆入堆场目标位置。即便是装船，轨道吊也能大海捞针般精确找到货物，送至在约定地点等候的自动化引导小车上。全部过程通过系统中的指令自动完成。

　　近年来，自动化双箱岸桥的技术日趋成熟，已成功运用在自动化码头上，提升了码头装卸船效率。然而，自动化双箱轨道吊面对的工况更加复杂，也因此一直停留在理论阶段，全球尚未有过应用实践。

　　2015年3月，上海洋山港决定建设全自动化码头，振华重工负责提供10台岸桥和30台自动化轨道吊。作为全球吞吐量第一的大港和最繁忙的港口之一，如何提升码头使用率成为洋山港的首要考虑因素。他们大胆提出：在海侧一面，使用自动化双箱轨道吊，配合自动化双箱岸桥作业，尽快释放岸线空间，提高码头的使用率。这样一来，理论上能够提升50 %的工作效率。

　　此前，振华重工曾于2012年研发出了双箱轨道吊，如今，自动化双箱轨道吊的应用难题被推到眼前。 “难就难在工况复杂，不像岸桥对应的是靠泊船只上摆放整齐的箱子，在地面上，两个箱子可能会出现八字形摆放、错位摆放、箱子间隙不等的情况，自动化轨道吊要像人脑一样，识别并微调双箱位置，准确抓取。这要求我们必须精确计算出合适的容错率，结合码头实际情况，预设出多种工况。 ”忻程龙解释道。

　　创新

　　研发压力笼罩着这支平均年龄35岁的队伍。 “不允许失败，在合同规定的时间，设备必须交付并投入使用。 ”研发团队的两位机电主管杨在华和袁奕压力巨大。

　　2015年7月20日，项目开工不久，振华重工在上海牵头组织了一次三方技术交流会，上海港用户、美国技术公司和振华重工研发人员参会。美国技术公司是设备电控系统的供应商，在单箱轨道吊自动化系统方面拥有技术专利，此次与振华重工合作，共同探索研发双箱轨道吊的自动化控制系统。交流会围绕 “边装边卸”的工艺进行讨论。

　　“边装边卸”是场效率革命。靠海一侧轨道吊负责对接船舶集装箱，靠陆一侧轨道吊负责对接集卡集装箱，以往，二者合作模式是单向循环，海侧一方卸船后进入堆场，等待集装箱装上集卡后，再回到海侧。研发团队演示了新的工艺：海侧轨道吊卸船后进入堆场，陆上轨道吊同时启动，双方在堆场区的某处交接集装箱后，各自进行下道工序，形成双向循环，省去等待时间，提高装卸效率。

　　话刚落音，美方代表们连连摇头， “不可能，这真是一个大胆的想法。 ”强烈反对的理由是接力区域容易出现相撞的安全隐患，第一天会议不欢而散。会后，振华重工研发团队就美方的疑问进行论证，并去码头实地考察，将方案细化，聚焦接力区域的四个点，并在自动化系统中合理规划行走路径，有效避免安全隐患。连续3天的争吵终于有了结果，2015年7月22日下午，几乎是在会议的最后一刻，美方终于点头，同意了这一全球首创的工艺。

　　与用户的沟通同样靠“吵” 。在2015年9月的一次初审会上，杨在华对用户提出的电机、制动器、减速箱“三合一”驱动表示担忧，并提出了替代方案。从成本上来看， “三合一”可以节约成本，节省空间，但从技术和实践应用方面来看，由于高速轨道吊速度高、冲击大， “三合一”驱动容易造成过早磨损，可靠性较低，且以往在低速设备上出现过漏油、箱体开裂等问题。杨现华极力反对， “吵得最凶时候，用户的一个技术经理都拍桌子了，真的红了脸。 ”吵了两天，终于有了结果，30台轨道吊中有14台采用“三合一”驱动，其余16台选用振华重工推荐的方案。看似各退一步，实则给研发小组增加了一倍的工作量，30台设备分海陆侧摆放、分单双箱、分不同驱动方式，尽管杨在华竭力降低设备的多样性，最终仍形成了16种机型。

　　精确

　　30台设备，16种机型，外观相似，为避免总装制作出错，忻程龙给每台设备做了一张“身份证” ，列出了设备在码头上的分布位置、安装方法、注意事项等详细清单和示意图。截至目前，已经完成总装的20台设备无一出错。

　　研发组的每位成员都在认真履行职责。袁奕是电气负责人，负责与美方技术公司联系。为了赶进度，他精确计算时差， “最近那边是夏令时，时差从13小时缩短到12小时，我们就把沟通会提前了1个小时，定在晚上9点半，争分夺秒嘛。 ”春节前夕，刚好赶上设备的送电调试节点，研发组轮流加班。

　　2015年天津港大爆炸事件也引起了小组的关注。他们深知码头区域的消防安全十分重要，而在洋山港项目中，为了提高场地利用率，两台设备间通道只有1 . 7米，尽管用户表示这类通道并不作为消防通道，杨在华等人还是把已经设计好的布置推翻重来，花了两周的时间重新布置，将两机之间的通道拓展为3 . 5米，为日后维保留出更大空间。

　　此外，在设备高压房的布置上，研发组出于安全考虑，前后做了6种方案与用户商讨。对于这个超短周期的项目来说，时间就是生命，但研发组认为，类似的工夫花得“很值得，很有必要” 。

　　如今，项目已进入尾声，首批5台设备即将于5月发运至上海洋山港。届时，这些双箱自动化轨道吊将首次投放市场，撬动自动化码头新一轮的效益革新。