山東港口青島港前灣港區南岸，滿載貨物的巨輪緩緩停靠在無人值守的碼頭。碼頭上，自動化橋吊巍然屹立，自動導引車往來穿梭，自動化軌道吊快速運轉，重達數十噸的集裝箱被輕巧地抓起、精準堆碼。
這是1月16日，科技日報記者在山東港口青島港自動化碼頭現場交流中心觀景平臺上看到的一幕。
“連鋼創新團隊”承擔了此次青島港自動化碼頭的建設任務。碼頭現場，山東港口青島港自動化碼頭總經理助理修方強作為團隊核心成員，向記者介紹了自動化碼頭新成員——青島港自動化碼頭（三期）（以下簡稱三期碼頭）。于2023年12月27日投產運營的新碼頭，有2個10萬噸級集裝箱泊位，投產運營不到一周，便刷新了裝卸效率世界紀錄——橋吊平均單機作業效率達到每小時60.2自然箱。
“三期碼頭實現了我國港口行業全自主集成創新應用場景零的突破。我們堅持將關鍵技術牢牢掌握在自己手中，為世界港航業貢獻了更智能、更綠色、更安全、更經濟的全新‘中國方案’?！毙薹綇娬f。
實現全面自主可控
提及三期碼頭，“全國產”“全自主”是關鍵詞。修方強告訴記者，從港口重大裝備到核心系統，從底層基礎到上層應用，三期碼頭都實現了全面自主可控。
“如果把碼頭比作一個人，三期碼頭便是從‘大腦’到‘骨骼’全部實現了中國研發、中國‘智’造?！毙薹綇娬f，建設過程中，項目組以實際需求為導向，將30余家民族企業的優秀成果與碼頭建設生產緊密集成，依靠自主創新，在人工智能、工業互聯網、大數據等方面多點突破。
在青島港前灣港區南岸佇立著94臺軌道吊，其中有18臺略有不同：它們身披藍色“戰袍”，但內里搭載的不再是“洋玩意兒”，而是“國產大腦”——首套全國產自動化電控系統。
“電控系統作為港口設備的大腦中樞，承擔著設備指令分析、傳輸、反饋和驅動執行等核心功能。長期以來，港口設備電控系統被國外廠商壟斷。三期碼頭打破這一瓶頸，實現設備電控系統全國產?！鼻鄭u港自動化碼頭工程技術部固機主管趙臻介紹，團隊先后完成以“國產芯片+國產基礎軟件”為底層的PLC（可編程邏輯控制器）開發，形成從底層硬件到上層應用的一攬子國產化解決方案?；谌珖a電控系統，港口大型機械設備實現了精準控制與自動運行。此外，三期碼頭還集成創新國產操作系統及數據庫應用，在信息數據方面有效保障港口數據安全。
三期碼頭項目在建設過程中，關鍵核心部件均實現國產化。在這里，不僅有來自山東的減速機、來自北京的控制器，還有來自江西的制動器、來自安徽的定位傳感器等?！?8000多種零部件全部實現國產，有效推動產業鏈、供應鏈的自主可控?！毙薹綇娬f。
突破系列關鍵難題
從2013年研究建設自動化碼頭開始，“連鋼創新團隊”在軌道吊供電方面一直有個心結。
“國內外港口軌道吊向來使用高壓卷盤電纜供電，每一臺軌道吊都扛著十幾噸的配套設備‘負重運行’。這不僅運行能耗高、故障率高，周期性更換卷盤電纜還會帶來成本高等問題?！鼻鄭u港自動化碼頭工程技術部副經理潘海青告訴記者，在三期碼頭建設過程中，項目組經過多番考察、論證，最終確定軌道吊采用供電軌直流供電的方案。
“我們自主研發的低壓直流移動供電系統，打破了多年來國內外傳統供電模式，具有供電結構簡單、可靠性高等優勢。依托自動化軌道吊源—網—荷一體化直流供電微電網，每臺軌道吊可減輕負重10余噸，設備運行能耗也降低了4%以上。”潘海青說。
在三期碼頭后方堆場，深埋于地下的4102根PHC管樁構成了堆場的“鋼筋鐵骨”，支撐起近3.5萬噸重的箱角梁及上面的集裝箱，堆場內高低差控制在2毫米之內。而在三期碼頭建設啟動前，如何解決“碼頭堆場不均勻沉降”，曾是困擾世界港口界的難題。
為攻克這一難題，青島港建管中心創建智慧化工地。施工現場采用實測實量+同步傳輸智慧管理平臺+關鍵部位放置二維碼的“三位一體”質控系統精準管控，將優質樁比例由二期碼頭的91%提高至97%，堆場箱角梁平整度也由國家規范的5毫米標準提高至2毫米。建設團隊通過優化傳統混凝土收面工藝等措施，使碼頭大板平整度達到3毫米，顯著高于水工工程5毫米標準。
記者了解到，三期碼頭還應用了全新一代水平運輸智能控制系統，可實現碼頭設備控制系統不停產升級和運維。以年吞吐量千萬級標箱集裝箱碼頭為例，每年可增收近千萬元。
有了多項自主研發新技術的賦能，三期碼頭投產運營后，青島港自動化碼頭綜合服務效率將提升6%。
“從通過能力來講，青島港自動化碼頭實際通過能力已達到650萬標準箱以上，甚至能達到700萬標準箱，是目前世界上通過能力最大的自動化碼頭?！鄙綎|省港口集團首席科學家、“連鋼創新團隊”帶頭人張連鋼介紹。
