集装箱码头装卸工艺优化系统

集装箱码头装卸工艺优化系统

专家点评

1项目概述

（1）项目背景

传统集装箱作业模式下，货主提箱时按照箱号进行提箱，且时间不定，因此提箱时翻倒箱成为集装箱码头常有的现象。此外由于采用传统固定机械配置的生产组织模式，使得一组装卸机械只为指定的一条作业线服务，从而造成设备空载率较高，浪费了能源和设备资源。青岛港（集团）有限公司针对上述情况，研发了集装箱码头装卸工艺优化系统，在集装箱的收发箱方面推行“按提单号提箱”的新模式，在装卸船方面研发了“集卡最优路径”系统，大幅度提高了作业效率，节能减排效果显著。

（2）项目主要内容

该项目包括两方面内容：“按提单号提箱”新模式和集卡最优路径系统。

“按提单号提箱”新模式主要内容有：一是进口重箱预约提箱，二是进口提重箱由按箱号提箱改为按提单号提箱。要求码头对进口货物按提单号进行集中堆码，客户需凭有效单据到码头进行预约提箱受理，在预定的提箱时间前，码头安排机械到相应场地做提箱准备。提箱时，货主按提单号提箱，计算机系统自动派发该提单中最适合场地机械作业的箱号及其位置。

集卡最优路径系统动态地实现码头不同集装箱船舶的边装边卸，作业机械不仅仅属于一条固定作业线，而是为整个码头所共享，在整个码头范围内获取最优化的作业指令。通过全场智能调控，根据作业线需求的优先级，兼顾路径最短化原则，动态配置集卡作业，使场内所有的集卡同时为所有的作业线服务。

（3）项目实施情况

该项目目前在青岛前湾集装箱码头有限责任公司全面应用，项目投资额2300万元，投资回收期为3年。预计每年可节约能源1344吨标煤，单位节能量为1.7万元/吨标准煤。

2项目评价

（1）项目先进性和技术成熟度评价

该项目有利于提高集装箱码头生产组织、调度和运输智能化水平，实现机械设备的资源共享，减少机械空载运行和待机时间，有效地提高了设备利用率及作业效率，在国内同类码头处于领先水平。该项目经不断完善、改进，技术已经较为成熟。

（2）项目节能与环保潜力评价

该项目技术在同类码头应用较少，推广潜力较大。

（3）项目经济效益评价

该项目投资额2300万元，此外还有系统运行的维护、管理费用等，实施后每年预计可降低总成本费用为772万元，投资回收期为3年。

（4）项目的推广应用条件

该技术需要相关的科技人员投入时间进行系统的研发、测试、改进及用户培训等工作，较适宜在大型集装箱码头进行推广。

（5）项目推广价值评价

该项目节能减排效果显著，适合在大型集装箱码头进行推广。

3存在问题及推广建议

（1）由于码头作业模式、规模存在差异，以及外部条件的影响，“按提单号提箱”新模式的推广会受到一定的限制。

（2）船舶调度和配载等因素对集卡最优路径系统的实施效果有一定影响。

（3）本项目需较大的初期投入资金及人力物力。

（4）建议政府相关部门在指导节能减排工作中，鼓励企业自主研发，并适当给予财政补助。

（5）建议项目实施单位进一步完善该系统的相关技术。

（6）建议大型集装箱港口企业可结合自身情况和研发能力采用该技术。

经验材料

实施单位：青岛港（集团）有限公司

1 概况

青岛前湾集装箱码头拥有11个深水集装箱船舶专用泊位，码头岸线长达3400米，是中国最大的单体集装箱码头。堆场总面积达225万平方米，陆域纵深1.5公里，泊位水深负17.5米，可以全天候装卸10,000TEU以上的超大型集装箱船舶，2010年集装箱吞吐量达1020万TEU以上。设备情况：桥吊41台、轮胎吊108台、叉车12部、集卡180辆。青岛前湾集装箱码头致力于通过优化作业流程达到提高生产效率、节能减排的目的。本项目在装卸船和收发箱两个核心业务上进行流程改造，自2008年上线以来，通过不断地优化调整，目前已基本成熟，效果显著。

“按提单号提箱”新模式是对原有码头提箱模式的重大变革，主要特点有两个：一是进口重箱预约提箱，另一个是由按箱号提箱改为按提单号提箱。预约提箱可以有效缩短外集卡在码头的逗留时间，减少轮胎吊的转场，节约能耗。而按提单号提箱能有效减少翻倒，提高码头堆场利用率。节约了场地机械的能耗，降低了设备的磨损及维修成本，同时加快客户车辆周转周期。

传统的装卸工艺流程由于固定机械配置造成机械和能源的大量浪费。卸船时集装箱卡车空来重去，装船时集装箱卡车重来空去。集卡有很多时间在空驶，浪费了宝贵的能源和设备资源。该系统运用装卸新工艺，动态地实现码头不同集装箱船舶的边装边卸，打破当前机械分配惯用方式。作业机械不仅仅属于一条固定作业线，而是为整个码头所共享，能够在整个码头范围内获取最优化的作业指令。从而最大限度地实现集卡重来重去，减少轮胎吊和桥吊的等待时间，提高了设备利用率。集卡空载率显著下降，轮胎吊作业效率和桥吊作业效率显著提高。降低了单箱作业能耗，提高了设备利用率及船舶作业效率，节约了资源，减少了污染排放，实现了节支降耗，达到节能减排的目的。

2节能原理

2.1“按提单号提箱”新模式

原作业模式下造成提箱翻倒较多，其主要原因为无序导致的生产不可控，进口箱提箱无序，进口箱卸船时，码头会根据自身堆存能力和设备配置自行设定操作规则，如作业线规则、货类规则、特殊堆存规则等，这些都在码头控制范围之内。在原有模式下，货主提箱时按照箱号进行提箱，且时间不定，因此提箱时翻倒箱成为集装箱码头司空见惯的现象。

“按提单号提箱”新模式要求码头对进口货物按提单号进行集中堆码，客户需凭有效单据到码头进行预约提箱受理，提供集中预约提箱时间段和指定车牌号。在预定的提箱时间前，码头安排机械到相应场地做提箱准备。提箱时，货主按提单号提箱，计算机系统自动派发该提单中最适合场地机械作业的箱号及其位置，从而最大限度地降低翻倒几率，如图1所示。这样就最大程度地减少了堆场机械的翻倒作业，实现了节能降耗，如表1所示。

图1原模式和新模式提箱顺序比较