用3年半時間走完國外8年至10年的路，單機(jī)最高作業(yè)效率超全球同類碼頭50%以上，首創(chuàng)氫動力自動化軌道吊，破解十幾項(xiàng)世界性技術(shù)難題……山東港口青島港連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)打破國外技術(shù)封鎖，自主研發(fā)建設(shè)的自動化碼頭作業(yè)效率全面超越人工碼頭，實(shí)現(xiàn)低成本、短周期、高效率目標(biāo)。他們是中國智慧港口的“推門人”。
拒絕拷貝，建中國自己的自動化碼頭
2013年10月，青島港成立以張連鋼為組長的自動化碼頭項(xiàng)目組。“我們能建最大碼頭、做物流強(qiáng)港，但必須成為科技型大港才有未來競爭力。”在青島港工作了37年的張連鋼說。
彼時，集港口科技大成的自動化碼頭是西方國家“專利”。張連鋼團(tuán)隊(duì)到國外自動化碼頭考察，對方不提供任何數(shù)據(jù)、技術(shù)參考，不允許拍照、攝像，抬高技術(shù)壁壘，生怕被學(xué)去。
例如，國外的自動導(dǎo)引車采用鉛酸電池驅(qū)動，換電站方式充電，存在投資高、風(fēng)險大、效率低等弊端。但老外看中國沒有，硬是喊出天價，還不給還價余地。
“關(guān)于自動導(dǎo)引車路徑規(guī)劃系統(tǒng)，我們問了一個簡單問題：系統(tǒng)支持多少種轉(zhuǎn)彎方式？結(jié)果對方來了一句：這涉及機(jī)密！”連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員李永翠說。
捆綁銷售、技術(shù)封鎖、坐地起價……一旦接受，將讓中國碼頭陷入國外企業(yè)壟斷；自主研發(fā)，投資方第一個不同意，因?yàn)閲夥桨钢辽倌鼙ＷC建出來，青島港毫無這方面經(jīng)驗(yàn)，自己做猶如天方夜譚。
“對我們而言，項(xiàng)目一旦失敗，時間、資金就白費(fèi)了，當(dāng)時項(xiàng)目組特別焦慮。”李永翠說，“最后連鋼組長拍板：要給中國人在這個行業(yè)爭口氣。”
“國外自動化碼頭建設(shè)周期長、效率低、成本高，不符合青島港實(shí)際需要。”張連鋼說，“我們有幾十年碼頭運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)積累，把兩者結(jié)合起來，自主建設(shè)自動化碼頭，確實(shí)難，但并不是完全不可能。”
“三無”基礎(chǔ)上架構(gòu)中國“智慧港口”
設(shè)計之初，擺在他們面前的是無經(jīng)驗(yàn)、無資料、無外援的“三無”狀況，只有一條海岸線和一片待平整土地。“碼頭要用什么設(shè)備、怎么布局、怎么控制運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行后有什么問題，我們統(tǒng)統(tǒng)沒概念，所有細(xì)節(jié)都要一一設(shè)計。”李永翠說。
從一無所有到最終設(shè)計完成，10個月，3000余次會議，每個細(xì)分領(lǐng)域都形成了幾萬字報告，運(yùn)用計算分析、逆向推導(dǎo)、模擬仿真等方法縝密推進(jìn)，僅閘口就設(shè)計了40多個方案……
“每個單元、每個環(huán)節(jié)、每個數(shù)據(jù)，我們都反復(fù)論證。”張連鋼說，“例如，碼頭總平面圖布局設(shè)計，我們在9種方案、16種派生形式中，從效率、成本、環(huán)保、安全性、吞吐能力、整合難度等方面逐一分析，選出最優(yōu)方案。”
摒棄國外自動化碼頭的鉛酸電池，連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)大膽嘗試鈦鋰電池，將電池重量從13噸減為2噸，循環(huán)壽命從2年延長為10年，水平運(yùn)輸系統(tǒng)比國外節(jié)省成本2億多元。
憑著精益求精的韌勁，一連串解決世界性技術(shù)難題的“首創(chuàng)”，組成了中國自主技術(shù)支撐的自動化碼頭：
首創(chuàng)自動導(dǎo)引車自動循環(huán)充電技術(shù)，作業(yè)過程自動補(bǔ)充電能；
首創(chuàng)軌道吊“一鍵錨定”裝置，解決堆場機(jī)械瞬間防風(fēng)難題；
……
連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)用3年半時間，走完了國外8年至10年的路，讓高高在上的“貴族碼頭”，成為可復(fù)制、可推廣、可商業(yè)化運(yùn)營的“平民碼頭”。
三次“亮劍”成自動化碼頭“領(lǐng)跑者”
國外自動化碼頭開港的橋吊單機(jī)效率每小時12至13自然箱，而青島港提出開港要達(dá)到每小時25自然箱。國內(nèi)外同行都認(rèn)為，這根本不可能，25自然箱至少是開港1年后的事。
成千上萬次的調(diào)試、測試，讓連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)有這個底氣。2017年5月11日，青島港自動化碼頭開港運(yùn)營，在“中遠(yuǎn)法國”輪作業(yè)中，橋吊單機(jī)效率達(dá)每小時26.1自然箱。
自動化碼頭開港后，連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)不斷完善碼頭系統(tǒng)功能和作業(yè)流程，提升作業(yè)效率。“比如，為壓縮橋吊作業(yè)循環(huán)時間，我們在抓箱、放箱兩個環(huán)節(jié)，又細(xì)分出十幾個環(huán)節(jié)，一秒一秒細(xì)摳。”連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員李波說。
2017年12月3日，在“以星芝加哥”輪作業(yè)中，他們一舉創(chuàng)出單機(jī)效率每小時39.6自然箱的新紀(jì)錄，標(biāo)志著青島港自動化碼頭單機(jī)效率全面超越人工碼頭。今年4月15日，青島港自動化碼頭在“德祥佛森堡”輪作業(yè)中，又創(chuàng)出橋吊單機(jī)效率每小時44.6自然箱的世界新紀(jì)錄。
在二期工程，連鋼創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建成基于5G通信技術(shù)和氫動力的自動化碼頭，成為全球自動化碼頭“領(lǐng)跑者”。他們自主研發(fā)氫燃料電池組為自動化軌道吊提供動力，不僅減輕設(shè)備自重約10噸，降低了設(shè)備機(jī)構(gòu)復(fù)雜度、設(shè)備維保量和維修費(fèi)用，提高了發(fā)電效率，而且實(shí)現(xiàn)零排放。
“核心技術(shù)是買不來的，因?yàn)榧夹g(shù)精髓不在產(chǎn)品里。”張連鋼說，“自動化碼頭始于歐洲，但不是他們專屬，他們能造出來，我們也能造出來，還能造得更好！”
