“全球领先”中国造青岛港演绎新时代传奇——来自全球领先、亚洲首个全自动化集装箱码头的报道

晨曦 梁玲 王宁

身为世界第七大港的青岛港，有个屡创奇迹的前湾集装箱码头——

10多年前，这里就有个闻名航运界的“桥吊专家”许振超，他同时还是全国总工会兼职副主席，“振超效率”在业届无人不晓。

10多年后的今天，这里还有个为宏扬中国“智”造威震全球港口的研发团队——青岛新前湾集装箱码头有限责任公司（以下简称“新前湾公司”）总经理张连钢及他的“智囊”们。张连钢率领团队自2013年10月份开始，怀揣着满满的民族情怀，仅用了3年多的时间，就完成了欧洲同类自动化码头8～10年的研发建设任务。更令青岛港人自豪的是，他们一举打造出全球领先、亚洲首个全自动化集装箱码头，建设成本仅为国外同类码头的65%，节省人工70%，比国外同类码头平均效率高出50%……

2003年，“振超效率”响彻青岛港。多年后的今天， “全自动化码头”又一次唱响青岛港的新时代梦想……

这个充满神秘又令中国“智”造扬眉吐气的“无人”集装箱码头，在它祥和宁静、井然有序、科技感十足的面纱后面，究竟隐藏着怎样的故事？

青岛新前湾集装箱码头有限责任公司副总经理杨杰敏

青岛新前湾集装箱码头有限责任公司总经理张连钢

青岛新前湾集装箱码头有限责任公司副总经理殷健

新前湾创造了怎样的“全球领先”奇迹？

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步入青岛港前湾新区南岸，红色设备与蓝色设备工作区（堆场）被一条柏油路泾渭分明地分隔开，传统码头与自动化码头形成鲜明的对比。新前湾公司副总经理杨杰敏介绍说，红色设备区域就是许振超曾工作过的地方，是传统的作业模式，吊车、运输车还需要工人们驾驶。而蓝色设备区域则为新前湾公司的全自动化码头堆场，放眼望去，静谧而繁忙的蓝色堆场内空无一人，无人驾驶运输车及吊装车在系统的自动调度下，惬意地穿梭着……

2015年6月28日，中央电视台报道了青岛港自动化码头的建设情况，着重指出：“这是我国自主打造的全球第四代全自动化码头装卸系统，也是亚洲首个真正意义上的集装箱全自动化码头。”

2017年5月11日，当晚的中央新闻联播报道了青岛港全自动化集装箱码头启用，“这个码头首创自动循环充电等多项技术，并与互联网、大数据平台等深度融合，形成超级大脑，使自动化码头设计效率达到每小时40自然箱，比传统码头提升30%。”

2017年12月3日，青岛港自动化集装箱码头在“以星芝加哥”轮作业中，桥吊单机平均效率达到39．6自然箱/小时，创出全球自动化码头单机平均作业效率最高纪录，标志着中国全自动化集装箱码头达到了世界自动化码头的领先水平。

2017年12月20日，中央电视台《焦点访谈》栏目这样报道：“从开工到投入使用，青岛港的集装箱自动化码头仅仅用了3年的时间就完成了欧洲一些国家要8到10年的时间才能完成的研发建设过程，整个自动化系统里面有超过25项的专利技术，自主创新成为青岛港质量和效率变革的强大支撑。”

雄伟壮观的青岛港自动化集装箱码头，位于前湾新区南岸5～10泊位，岸线总长2088米，纵深784米，码头前沿水深-20米，年通过能力520万TEU，可停靠世界上最大的24000TEU集装箱船舶。一期码头建成2个泊位，配备7台自动化双小车桥吊，38台纯电动导引车和38台全自动高速轨道吊。

据新前湾公司副总经理、高级工程师殷健介绍，自项目启动以来，项目组已获专利授权25项，已受理发明专利11项，发表专业论文30余篇，编写企业及行业标准8项。

青岛港全自动化集装箱码头的商业运营，引起了全球同行业的广泛关注。在2017年世界航运年会上，荣获“全球自动化集装箱码头建设杰出成就奖”；在伦敦召开的全球自动化码头峰会上，荣获“自动化码头最佳效率奖”;在2017年世界智能制造大会上，获评“中国智能制造十大科技进展”。由国内外同行最初的不看好、质疑，到建成后得到国内外同行的高度认可，争相参观学习，令参与自动化码头建设的张连钢团队无比自豪。于2013年10月立项的青岛港自动化码头，究竟有何与众不同？

奇迹1：用3年多时间完成了欧洲同类自动化码头8～10年的建设任务。

奇迹2：建设成本仅为国外同类码头的65%。

奇迹3：全球自动化程度最高。码头装卸设备全部实现了无人驾驶，自动完成装卸生产全过程。

奇迹4：比国外同类码头平均效率高出50%，节省工作人员70%。自 2017年5月以来，该码头共作业外贸船舶464余艘次，吞吐量超过65．5万TEU，船舶准班率100%。目前，桥吊单机平均效率保持在32自然箱/小时以上，最高效率达到39．7自然箱/小时，创造了全球自动化码头单机平均作业效率的最高纪录。

一个以短周期、低成本、全智能、高效率、更安全、零排放、绿色环保的“青岛模式”崛起于青岛港新前湾，为世界自动化码头研发建设提供了“中国方案”。它引领着我国甚至全球港口步入了全自动化集装箱码头作业新时代。

胸怀民族情结的创新人物张连钢

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今年1月，中国设备管理协会于北京召开第三届中国设备管理创新成果交流大会，新前湾公司荣获“第三届中国设备管理创新示范单位”荣誉称号，而张连钢则摘得“中国设备管理创新领军人物”桂冠。在这次大会上，殷健作为新前湾公司研发团队的优秀代表，向与会者介绍了这支优秀的研发团队在张连钢的带领下，取得的令国人自豪的成果！这仅仅是这个优秀研发团队获取殊荣的冰山一角。

随着调研的深入，张连钢，这个胸怀民族情结的创新人物跃然而出！

自1983年大学毕业后就深耕于青岛港的张连钢，伴随着改革开放的春风成长起来。他深信，中国制造的脊梁在这一代知识分子的拼搏中，一定会挺得更直。多年的实践积累，使张连钢意识到，在“两化融和”的背景下，中国的港口已经面临着转型升级、实现自动化的历史阶段，而采用国外的技术，不但投资大、耗时长，而且运营成本高。“我们有着雄厚的技术储备及研发团队，为何不走自主研发之路？”基于此，张连钢带领着他的团队，不断地创新谋发展，取得了一项项骄人的业绩。

在张连钢的个人履历上，有这样两段话格外引人注目——

一是张连钢荣获国家、省部级的奖项就达7个：

*《轮胎式集装箱龙门起重机自动纠偏装置》，2007获得第二届全国职工技术创新成果奖一等奖（第2完成人）；

*《轮胎式集装箱龙门起重机（简称轮胎吊）电动化及自动纠偏，2007年获得山东省职工优秀技术创新成果一等奖（第2完成人）；

*《轮胎式集装箱龙门起重机“油改电”技术》，2010年获得山东省企业设备管理成果一等奖（第2完成人）；

*《集装箱码头自动导引车（AGV）分布式浅充浅放循环充电技术及系统》，2017年获得中国航海学会科学技术一等奖（第1完成人）；

*《自动化集装箱码头高速ARMG精准定位系统研究与应用》，2017年获得中国航海学会科学技术一等奖（第1完成人）；

*《青岛港全自动化集装箱码头》，2017年获得“全自动化集装箱码头建设杰出成就奖”（第1完成人）；

*《集装箱装卸全自动化码头》，获评“2017中国智能制造十大科技进展”（第1完成人）。

二是张连钢的先进事迹引人注目：

毕业于武汉水运工程学院（武汉理工大学前身）的张连钢，长期在一线从事港口设备技术和生产工艺方面的创新研究与技术攻关，先后主持完成港口重点科技攻关项目20余项，多项成果达到国际领先水平，获得发明专利4项、实用新型专利17项，受理发明专利6项，发表论文16篇，制定标准3项，被中国设备工程专家库评审委员会聘为高级专家，荣获青岛市“最美基层共产党员”、青岛港“突出贡献专业技术人员”等称号。

他主持完成全球领先、亚洲首个全自动化集装箱码头项目。集成物联网、大数据、云计算等技术，自主研发符合我国口岸特点的全自动化码头生产业务流程和码头总平面布局；提出了自动化码头标准体系、技术规格；研发了“一中心，三系统，三平台”的新型信息物理系统工程，建成了国内首个基于云技术的自动化码头双活数据中心、智能生产控制系统；世界首创机器人自动拆装集装箱扭锁技术、轨道吊“一键锚定”技术、非等长后伸距桥吊技术、集装箱自动导引车（AGV）动力系统及自动循环充电等技术；形成了全自动岸边无人理货等配套产品，解决了大型机械防瞬间大风的全球性行业难题，优化了桥吊布局，降低了地基承载力要求，为多项世界性技术难题提供了解决方案。其中轨道吊“一键锚定”技术和自动导引车（AGV）循环充电系统通过部级鉴定，达到国际领先水平。

他主持研发世界首创的轮胎吊“油改电”技术。突破轮胎吊传统柴油动力模式，实现刚性滑触线的移动供电，解决了柴油发电能耗高、废气直排、运行成本高等问题。经测算，单箱耗能由耗油1．2升变为耗电1．4度，耗能下降60%以上，节支70%以上，成为交通运输行业首批节能减排示范项目得到重点推广，荣获青岛市科技进步二等奖、山东省企业设备管理成果奖。

他主持研发“轮胎式集装箱龙门起重机电动化及自动纠偏”技术。通过研发轮胎吊超声波测距装置测量，实现轮胎吊行走时的自动纠偏，填补国内空白。荣获第二届全国职工技术创新成果一等奖、青岛市技术发明奖。

他还主持研发“混合动力”轮胎吊技术，获得国家发明专利；同时，完成新能源动力码头集装箱牵引车研究，提出了纯电动和气电混合动力技术方案，对新能源动力集装箱牵引车的制造和应用具有重要的指导作用；还完成轨道吊直流供电研究，首次提出了公共母线式供电技术，提高设备可靠性，降低了成本。

“改革开放40年来，我们国家一个个敢为人先的知识分子已经成长起来，他们厚积薄发，投身到科技产业的浪潮中，中国制造的最好时代已然来临！中国的崛起要靠我们一个点一个点地去突破，我们就是其中一点，这是中国制造崛起的一个个希望之点、希望之光……”张连钢的话语充满了感慨与激情。显然，新前湾全自动化码头在一点一滴的突破中成长起来了。承载着中国港口转型升级、建设世界一流强港的情怀与梦想，张连钢以创新型科技人才及管理者的身份，演绎着新时代知识分子的不懈努力与追求。

这究竟是一支怎样的研发团队？

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在青岛港自动化码头上，有一幢8层的办公楼，这就是新前湾公司的生产控制中心。在这里，活跃着一支充满激情的团队，一支为实现人生价值勇往直前、刻苦钻研的团队。站在楼顶极目远眺，青岛港前湾新区传统码头与自动化码头交相辉映，蔚为壮观！

研发团队合影

“能够吸引世界所有同行业权威专家、管理者来青岛港学习、交流，真的是不容易，当初参与项目研发的时候，我们的团队只是全身心地倾力投入，真的没想到会取得这么好的成效！”殷健深有感触地说。

与张连钢一样，这支团队也有着这样两段话格外引人注目——

一是研发成果丰硕。自动化集装箱码头项目荣获专利授权25项，已受理发明专利11项，发表专业论文30余篇，编写企业及行业标准8项。

二是荣获殊荣令人自豪。

2017年3月，凭借低成本、短周期、高质量等卓越绩效，在美国“Navis World ”年会上，荣获“全球自动化集装箱码头建设杰出成就奖”；

2017年11月，公司被中国科协评为 “中国智能制造十大科技进展”，这是港口行业首次获批的殊荣；

2017年11月，公司3个科研项目“集装箱码头自动导引车（AGV）分布式浅充浅放循环充电技术及系统”、“自动化集装箱码头高速ARMG精准定位系统研究与应用”和“自动化集装箱码头生产业务管理系统的研发与应用”均获得中国航海学会科学技术一等奖。

抓住新时代的机遇与挑战，新前湾公司这支研发团队始终坚持自主创新，不断创造着佳话——

他们研发的大型设备“一键锚定”技术，通过集成射频磁钉、线性磁尺、激光扫描、绝对位置编码器等定位技术，确保自动化设备的对位精度在10mm之内；研发相应的控制程序。大风来临时，按下“一键锚定”按钮，系统可在2分钟之内自动完成所有设备锚定作业，实现了防风锚定的自动无人化、操作简单化、安全标准化，解决了世界港口大型设备防风问题，填补了世界空白。在过去，通常突发大风的情况下，港口大型设备每台需要2个人、15分钟才能将设备完全锚定到位，港口上百台设备，需要大量的人力、物力和时间。在几分钟内完成大型设备全部锚定作业一直是世界难题。该项研发解决了此难题，做出了卓越贡献。

他们首创机器人自动拆装集装箱扭锁，实现生产全程自动化;是集装箱码头解锁模式上的重大突破，获得国家发明专利1项。

他们首创机器人全自动喷淋熏蒸消毒系统；实现全自动空箱查验；实现全自动冷箱温度监控；实现岸边全自动无人理货……建设成本仅为国外同类码头的65%左右。

集装箱的固定锁垫有100多种，一直以来依靠人工进行摘装锁垫。公司技术人员通过研发锁垫线体的自动控制、集装箱锁孔的快速精确定位、锁垫旋转等关键技术，并与生产作业控制系统集成和信息共享，实现自动化双小车桥吊交互平台的作业机器人自动完成各类集装箱锁垫的自动拆装作业。

如此优异成绩的背后，彰显的是张连钢带领的研发团队勇于创新及顽强的拼搏精神。2013年，交通部等相关部门下发文件要求，要加快智能港口建设。（2016年7月，国家发改委和交通运输部联合发布了《推进“互联网+”便捷交通促进智能交通发展的实施方案》。）在此背景下，青岛港集团吹响了要建设全自动化青岛港码头的集结号。具有丰富实践经验的张连钢被指派牵头完成这个任务，“不能总是跟着别人走，要勇于突破、创新！”张连钢暗下决心，带领他的团队拿出了“5+2、白加黑”的干劲。“别给国家丢脸，别让外国人看不起。”他当时想。张连钢甚至还开玩笑地说：“完不成任务我们几个人就跳海，不成功则成仁。”

这支研发团队在没有其他参考经验，没有可以借鉴的全自动化码头项目方案的情形下，凭着满腔热情，踏上了一条自主研发的希望之路。

杨杰敏这样描述当时的心路历程：“最初的研发团队只有几个人。面对一片海滩，我们有很多疑问、很多压力、很多不确定的地方。然后，我们的思路一天天清晰起来，并不断做出业界认为不可能做到的事情。”很难想象，当初的几个人，摸索着钻研，创造出一个个具有自主知识产权的研发成果，为一个个世界性技术难题提供了解决方案，其中，大型设备“一键锚定”技术和水平运输系统自动导引车浅充浅放循环充电技术及系统已通过部级鉴定，专家一致认为该项目达到国际领先水平。

在谈及如何管理如此秩序井然、效率高效的团队时，张连钢朴实的话语流露着谦和：“我在管理方面经验少，我觉得最重要的心得就是真心真意对他们好，让他们成才。管理是为了激发善意，这种说法我比较认可。我个人认为，管理就是理顺、提高工作效率的过程。为大家创造一个更加舒适的工作环境，这会使他们工作起来更加高效快乐。”在张连钢以德化人的管理下，新前湾公司的每位员工都对工作有着深深的热爱与激情，而激励他们的不是工资业绩，而是一种自我价值的追求与认可。

“神秘码头”难觅人影

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放眼望去，青岛港前湾新区自动化码头的堆场内难觅人影，码头的前面是一片辽阔的胶州湾，偶尔有几只海鸥飞过……一切如此静谧，又如此行云流水。壮观的集装箱码头仿佛也蕴含着几分柔情。

沐浴着温暖的阳光，在青岛港前湾新区南岸，一侧以蓝色设备为主的全自动化码头与另外一侧红白相间的人工码头形成鲜明的对比，全自动化码头的一个个集装箱被平稳地卸载、运输，繁忙却安静有序，不再有人工码头的嘈杂声音，人们在码头惯常可见的吊车司机、中转的集装箱运输车司机也已难觅身影，取而代之的是一个个自动化桥吊，激光扫描、校准，仅几秒钟时间，准确高效，不禁令人称奇与赞叹。

放眼望去，几台形状别致的自动导引车在广阔的场地上自由地行驶，“这个也是无人驾驶吗？”记者惊奇地问道，“是的，这些都是无人驾驶的。”杨杰敏告诉记者，“我们这个还采用循环充电模式，充电过程不占用作业时间。”

据了解，自动化码头的桥吊不再是独立的单机系统，而是综合了信息技术、光学字符识别、激光扫描、磁感定位、工业机器人和自动控制等前沿科学技术的岸边装卸系统，实现了指令传输网络化、设备操作智能化、箱号识别自动化、旋锁拆装无人化、状态监测实时化； 实现了码头作业的安全、高效。与传统人工模式相比，提高了码头作业效率，降低了劳动成本，且通过应用大数据管理，可实现数据库对所有信息的自动存储。

自动化桥吊为集装箱运作提供了如此便利的同时，也存在不足。在集装箱装卸作业过程中，桥吊小车常因频繁地加减速以及风力等外界因素的影响，造成吊具发生扭摆。吊具的扭摆幅度因运行速度和风速大小的不同而不同。吊具扭摆幅度过大，取放箱的难度随之增加，严重影响桥吊的作业效率。为解决这个世界性难题，公司还特别设计研发了吊具姿态自动修正技术，实现了吊具的自动防摇、防扭。

据介绍，堆场上有38台自动导引车，有别于以前的燃油型导引车，他们首创自动导引车AGV自动循环充电技术，使AGV在作业循环过程中自动完成电能补充，由此取消了两个换电站，节省资金1．1亿元。同时减轻AGV重量12吨，是目前重量最轻、唯一续航时间无限制的AGV。

杨杰敏介绍说，在团队规划设计研发AGV自动循环充电技术初期，遭到了很多业界人士的质疑，甚至有人断定他们就是胡搞。“我们对动力电池有多年的研究，当时和外国供货商进行交流时，他们并不接受我们的建议，为此我们决定自主研发，后续风险全部由自己承担。”

成功的人永不放弃创新，永不惧怕质疑。这句话在青岛港全自动化码头上得到了淋漓尽致地体现。

藏在室内的“眼睛”

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新前湾公司有一种远程视频监控系统，他们隐藏在整洁的办公楼内。这种远程视频监控系统，采用光纤作为远程信息传输介质，可以全方位、全天候将现场实况同步传输至远程操作台的高清显示器上。安装在桥吊上的33部“网络摄像机”中最为重要的6部枪型自动变焦摄像机，安装在主小车和门架小车的下方，用于辅助司机作业时观察吊具四周的情况。在进行抓放箱作业时，枪型自动变焦摄像机会随着起升高度的变化自行调焦捕捉目标；同时，操作界面的画面显示可根据操作机构的变换而自动切换相应的视角，为远程操作员提供最优现场画面。

空无一人的码头，却能够如此高效率地运作，它们智慧的“大脑”又藏在哪里呢？带着好奇感，我们一行来到了远程监控室，工作人员正在认真地忙碌着。这里可以说是全自动化码头的“眼睛”，计算机内运转的智能生产控制系统是码头会思考、能决策的“大脑”。操作台6台高清显示器，实时同步传输现场实况，并配备了人机交互界面以及音频广播系统和设备管理系统（CMS）。现场的操控员与传统码头的桥吊“司机”已实现根本性的不同，不再像以前一样需要在大风、烈日下亲自驾驶设备。人机交互界面节省空间且操作简便，除了可实现基本的设备单机控制功能外，还可以实现自动化相关功能以及摄像头自由切换、船舶排位学习、安全高度设定等特殊功能；设备管理系统提供桥吊的工作状态、故障信息、任务目标信息、各机构实时参数等。

据了解，青岛港自动化码头通过码头操作系统与设备控制系统的智能调度，综合运用物联网感知、通信导航、激光扫描和精确定位、模糊控制、信息网络、大数据、云计算和安全防范等技术，实现码头业务流程全自动化。

在室内，只需9个远程操控员便承担了传统码头60多名员工的工作，所有设备依靠计算机发布的指令进行装卸作业。据工作人员介绍，远程操控员所座的座椅是可以调节高度的，这样既提高了效率也使久坐的工作人员不至于太过疲劳，这与几年前终日在烈日、寒风中工作的码头工人有了极大的差别。曾经的蓝领工人已经脱离了他们艰苦的工作环境，让我们看到了他们全新的工作风貌。

智能控制室

张连钢介绍说，传统码头的工作环境仍旧比较恶劣，工作强度大，夏天地面最高气温可达40多度，冬天海风又十分寒冷。“我认为环境的改善要靠技术进步。比如桥吊司机在作业过程中始终处于弯腰低头的状态，非常辛苦，对此我一直在想如何让桥吊司机直起腰抬起头来，这是我一直追寻的目标，只有不懈努力，超越自我，依靠科技来改变，靠装备来改善。”在这种目标的激励下，张连钢和研发小组成员共同努力，真正实现了码头工人工作环境的彻底改善。

面对一系列殊荣，新前湾公司的每位成员并没有骄傲自满、安于现状，而是继续总结经验，有针对性地进一步提升与完善。技术创新无止境。张连钢期待着，这支优秀的团队将不断优化作业流程，完善控制系统，继续提高作业效率。同时，公司将围绕着自动化码头的人工智能、智能算法、设备智能等方面不断实现创新驱动，向着自学习、自完善、自组织、高度智能化方向发展。伴随着大数据、云计算、生物感知技术、模糊控制技术和人工智能等技术的发展，可以预知，未来的自动化码头将进入“智能密集型”时代。

“未来的自动化码头，人只定策略，不干预执行，未来15年将完全实现人工智能。”张连钢自信地憧憬着。