提高集装箱码头机械设备控制水平

摘 要：集装箱码头装卸生产效率的优化关键是作业路的筹划与实现，管理控制好码头机械设备是实现作业效率优化的基础所在；阐明了集装箱码头机械设备控制的任务、目标、内容、意义以及制约因素，进一步分析给出提高设备控制水平的方法，为提高装卸生产过程中机械设备控制效率，指出要着重考虑的方面；控制设备的过程就是基于装卸作业布局，在时间和空间上的优化组合，以实现作业过程中装卸设备在作业路上均衡运行，达到安全顺畅、优质高效、能耗最小，综合效益最大。

关键词：集装箱码头；装卸作业；生产均衡；作业效率；设备控制；信息化

中图分类号：U169.6 文献标识码：A

基于集装箱作业的优化[1]，业内研究和成果较多，它们大多集中在作业计划的制定与执行的对接，以探求各环节的优化组合。而码头装卸设备的控制方面研究同样也具有重要的意义。事实上，码头机械设备的控制管理，并非独立于装卸工艺之外，设备的管控配置和装卸工艺是系统工程[2]，在一定程度上是码头整个作业效率与综合效益的基础所在。所谓的“抓基础，夯关键”就要统筹、规划、实现好码头机械设备的优化控制[3]。

1 集装箱码头机械设备控制的主要任务、目标与意义

任务——生产机械设备的控制在集装箱码头的应用。生产设备控制是集装箱码头生产调度人员，根据集装箱码头昼夜作业计划和码头生产的全过程，对集装箱码头的所有生产设备进行有效的控制。根据码头的生产作业实际情况进行统一的管理和安排，充分提高生产设备的利用率，降低设备能源消耗，满足码头生产的需要。

目标——生产过程的装卸设备的有效性。保证设备在时间和空间上处于有效地控制指挥之中；使生产设备系统和辅助生产设备系统密切配合。力求在码头现有的状况下，应对集装箱码头装卸生产线的不均衡性，保持生产作业路线相对高效顺畅；一定范围能耗最小化。通过对参与各种设备的优化组合与配置，保持设备作业或准作业状态，降低单箱能耗[1]和作业路线上的组合能耗；实现设备寿命周期的费用经济性[4]。

意义——力求生产的均衡。生产的不均衡性是集装箱码头生产的显著特点，加强集装箱码头生产设备控制可以有效地缓解船舶集中到港时各种装卸作业机械的相对不足对生产所造成的影响。码头生产调度人员通过对生产机械设备的控制，可以更好地提高码头各种装卸作业生产设备的利用率，减低能耗，最大限度满足生产。

2 生产机械设备控制的主要内容与制约因素

2.1 基于设备主体

对岸（轮胎吊）吊的控制。生产调度人员根据昼夜泊位计划安排船舶靠离和装卸生产，昼夜泊位计划是生产调度人员合理安排船舶作业桥吊的基础。生产调度人员对桥吊的控制是生产设备控制的关键，由于码头生产受诸多因素的影响，因此生产调度人员对桥吊的控制可变性和机动性都比较大，充分发挥生产调度人员对桥吊的主观能动性，把对桥吊的控制做细做深，考虑的情况周到全面，对挖潜生产能力，提高装卸效率和扩大码头通过能力的作用就越大，创造价值和财富就越大。

对轮胎吊和叉车的控制。场地控制人员，根据码头船舶装卸作业的需要，堆场收发箱作业计划的需要，场地在场箱归并转的需要，合理地安排场堆场的轮胎吊和叉车从事生产作业，充分提高轮胎吊和叉车的利用率，减低轮胎吊和叉车的单箱能耗成本，达到节能减排。

对集卡车的控制。集卡车系统是集装箱码头生产作业过程的一个重要系统。集装箱码头的生产调度人员根据昼夜泊位计划到港作业船舶的重要性，合理安排装卸船作业的集卡车，根据场地计划归并转需要，合理安排归并转的车辆，提高集卡车的重载率，满足码头生产的需要，以促进节能降耗。

对于装卸生产辅助设备的控制。如用于装卸主业的辅助的职工班车、现场装卸指挥车辆、工程设备及其辅助设备、安全保障车辆、维修车间及其设备、指挥中心及其设备等，对它们统一控制、分配，保证运行的常态和处置问题的能力。

2.2 基于设备的管理

对码头生产设备及辅助生产设备的功能管理。重点内容：构建一定的管理体制，应用信息技术，运用具体方法，搭建设备监控、维护、保养、预防、管理等多重功能的综合性管理平台，实现对设备的常态化有效管理，达到安全性、实用性、经济性和综合效益。

2.3 制约因素

就码头装卸生产过程而言，影响设备控制的主要因素有：（1）集装箱码头生产的不平衡性是影响生产设备控制的最显著的制约因素，任何优化管理都无法到达理想的均衡状态，由于集装箱班轮到港时间的不均衡，造成船舶集中到港时各种装卸生产设备相对不足或过剩。（2）船舶作业进度的不均衡性是影响生产设备控制的显著制约因素。由于码头船舶作业进度的不平衡，码头生产调度人员必须合理地安排作业机械，缩短重点舱的作业时间，更好地满足作业和场地归并转的作业需要。

就码头装卸设备管理而言，影响设备控制的主要因素有：管理理念、管理体制、码头的建设水平、信息化水平及管理者的专业技能和素养等。

3 提升机械设备控制水平的方法及思考

3.1 方法途径

树立先进的设备控制管理理念。依靠科技进步，促进生产发展和预防为主。结合集装箱码头当前发展的阶段和水平，适当超前的设计机械设备管控模式，紧紧运用信息化科技成果，依靠物联网技术，积极构建本码头的完整科学的设备管理体系，以促进港口装卸生产设备安全高效运行，服务生产为基本目标，以促进装卸生产效率为主要目标，充分考虑生产设备控制的有效和经济性，借鉴先进经验，发挥本土优势，贯彻设备管理的五项基本原则[4]。保持设备的完好，改善和提高技术装备素质、充分发挥设备效能和取得良好投资效益。定期地检测和维修保养为手段，建立可靠的预防维修体系。通过对机械设备的有效管控，保证平安港口。具体内容包括落实五个文明（文明装卸、文明生产、文明服务、文明施工、文明环境）和五个平安（生产平安、交通平安、消防平安、设备平安、职工平安），确保不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害和保护他人不被伤害。

组建“集装箱码头机械设备运行控制中心”[5]。运用信息化成果和物联网技术，开通对生产设备和辅助生产设备的全面管控通道，实现对生产过程的设备全面地有效控制。主要拓展七大功能：EAM（Enterprise Asset Management）机务管理中心；网状审批流程；作业现场及机器房内的监控中心；设备防风预警中心；起重机远程监控中心；码头堆场照明控制中心；工程技术部机械设备维修及其论坛管理中心。七大板块紧密结合，充分发挥作用，对码头机械设备良性循环管控。天津港、上海港、青岛港等大型港口都建立了适合自己特色的码头机械设备运行控制中心，使集装箱码头装卸生产和综合运营保持科学健康的运行。

积极研发推行“集装箱码头生产过程控制可视化管理系统”软件。用“千里眼”、“顺风耳”全方位适时化地管控机械设备运行，服务码头的装卸生产营运。青岛前湾集装箱码头有限责任公司，成立之时就建立了可视化的生产调度指挥中心，先后逐步运用卫星定位技术、无线射频识别技术、视频监控技术、光学字符识别技术、手掌静脉身份识别技术、无线网络技术等先进技术，依靠先进的Navis公司提供的SPARCS软件系和自主开发的TMS系统，通过EDI系统实现两个系统信息的流转共享。积极构建和优化系统，把生产发展和生产机械设备的管控有机结合，很好地管控了码头的机械设备。集装箱码头的可视化监控管理系统的主要原理是将传统3C（COMPUTER，COMMUNICATION，CONTROL）与2S（GIS，GPS）等技术相结合，应用于集装箱码头生产系统，创建了集装箱码头生产过程控制可视化管理系统，实现了堆场集装箱和设备的信息实时采集、处理和控制；系统实现了集装箱码头堆场、设备和生产过程的三维显示、实时监控和可视化管理，实现装卸机械操作实时控制，使集装箱堆码准确率达到100%；系统优化了集装箱码头生产管理过程，节约操作时间，提高设备利用率和生产效率，投资回收期短[4]，经济效益与社会效益显著，具有很好示范效应和推广价值。这一技术得到了广泛的应用和成效。如上海港、大连港、青岛港、天津港、深圳港等港口结合自身的实际情况，开发运行了适合本集装箱码头生产过程可视化管理系统，收到了实实在在的成效，对于其他小型集装箱码头和内河集装箱码头具有重要的借鉴意义。

健全落实设备安全监控管理制度。（1）设备专线技术员管理制度。对集装箱码头的岸桥、场桥、门机、正面吊、堆高机和集卡等设备由专线技术员按照《特种设备安全管理手册》的要求进行管理，排查运行故障和安全隐患，持续跟踪和处理，实现设备安全管理工作的标准化和持续化[6]。（2）机械设备总电源开关管理制度。鉴于各码头的建设水平，对于全部用电设备或燃油与电结合设备的码头，要保证电源或电源与燃油切换的安全有效性，保证设备在寿命期的正常状态，规范操作及保养程序，宣传张贴危险警示标志，保证设备无故障，经济性运行。（3）机械设备定期动载测试制度。（4）机械设备高空部件防坠巡检制度。防止岸桥、场桥和门机等大型起重设备的高空部件的自然坠落。（5）不良工艺和行为自查自纠制度。纠正对机械的操作管理的习惯性违章。（6）非技术岗位员工应急处置培训制度。编写内部教材，对非技术岗位员工进行培训增强非技术岗位员工的应急处置能力。（7）大型机械密闭空间安全管理制度。防止自然老化引发事故。（8）设备管理的责任制度。修旧利废，安全经济。动态评定设备管理的水平等级，给予奖励，对于失职造成的危害，给予追查，实施设备的连续监管责任制度。集装箱码头的生产设备控制是依据码头生产作业计划和码头内外各种情况的变化，科学合理的调节配置各生产设备，使码头生产持续均衡的进行，提高生产设备控制的水平。

加快培养专业化的人才梯队，搭建人才和技术交流成长的平台。制定并推行人才培养计划，可以采用委派设备制造厂家、科研院所或先进码头学习研究，重点突出先进理念武装头脑，突出对设备的驾驭，检修、维护技能培养。针对装卸生产的机械驾驶或设备的管理等岗位的不同，侧重培养，推行特种设备驾驶准入制度，特种设备管理维护准入制度，持证上岗。对于码头设备能够实时监控功能，分析预测功能，故障申报功能，后期维护跟踪功能，突发重大事故应急处置功能。开辟人才业务交流平台，进行业务交流，共同提高。QC项目推介新发明、新工艺、工属具革新等。搭建人才成长通道，申报专利。

3.2 思考点

预见性。码头装卸生产影响因素很多，情况变化快，因此生产设备控制人员针对生产中的问题要有预见性，对于生产作业过程中发生的影响生产的因素，及时对作业中生产设备进行调整，确保装卸生产的顺利进行。

计划性。计划性是生产设备控制的基础和依据。生产设备控制人员，要根据昼夜船舶作业计划、场地收发箱作业计划，合理安排生产设备，保证码头生产作业计划的完成。

集中性。集装箱码头中央指挥控制室对码头的生产设备进行统一的控制，码头各种生产设备作业人员，必须严格的按照集装箱码头中央指挥控制室的指令进行装卸作业。码头生产设备控制只有在中央指挥控制室生产调度人员高度统一的集中控制下，才能更好地服务码头装卸生产。

及时性。码头生产设备控制人员，对于生产作业过程中出现的影响作业的制约因素，突发事件要及时采取果断有效的措施，对作业生产设备进行及时的调整，确保码头装卸作业的顺利流畅进行。

全面性。集装箱码头生产设备控制人员要全面掌握码头内部人力、物力和各种作业机械的配置情况，熟悉生产作业计划的执行情况，通过对生产控制人员综合能力的提升来提高生产设备控制水平。

强化生产设备控制人员在生产组织中的责任。以昼夜生产作业计划为依据，合理搭配码头各种生产设备，努力提高装卸效率，缩短船舶车辆在码头作业的时间。

根据当班的作业计划，统一指挥全码头各种生产设备，预先控制和消除影响生产正常进行的内外部不利因素，确保当班作业计划的兑现。

熟练掌握码头各项作业的进度，合理安排各种作业环节的衔接，提高上产设备的利用率，降低生产设备的运作等候时间，降低能耗，提高作业效率。

生产设备控制人员树立安全质量第一和服务装卸生产的思想，严格执行安全质量规范和各项操作规程，机动、灵活、迅速、果断的解决与装卸作业有关的问题，保证装卸生产的安全均衡运行。

4 结束语

集装箱码头机械设备管理是一个综合的系统工程，设计其管理系统应该以“主动维护为主。故障维修为辅”[4]为指导，紧密结合生产组织和码头的运营发展，采用先进的技术，搭建综合管理平台，对设备做到早发现故障，早诊断、早排除，排除隐患，事半功倍，使机械设备保持装24小时的准作业状态，并促进技术革新，推广管理成果。推动集装箱码头装卸设备逐步实现自动化管理，根据自身特点对集装箱码头装卸设备管理系统不断进行完善，保证设备完好率，提高利用率，以最合理的成本换取最大的效益，以更好地适应集装箱运输发展的需求。因此，提高码头集装箱装码头机械设备的管控水平，一定程度上就是提升装卸作业效率、提升了运营的经济性。

参考文献：

[1] 王强. 集装箱码头堆场作业效率提升方法探究[J]. 交通运输，2009（36）：68-70.

[2] 吴志昂. 关于集装箱码头装卸设备的选型与优化研究[D]. 舟山：浙江海洋学院，2011.

[3] 张彪. 集装箱码头装卸设备管理系统的应用与完善[J]. 港工科技，2011（2）：16-18.

[4] 王文强. 新建集装箱码头机械设备管理要点[J]. 物流科技，2011（11）：107-108.

[5] 车江. “设备运行控制中心”在集装箱码头的应用[J]. 港口科技，2012（9）：38-41.

[6] 齐永志. 集装箱码头设备安全管理特色措施[J]. 集装箱化，2012（5）：26-27.