为全球智慧港口建设运营提供“中国方案” ——走近“洋山四期‘科技芯港’创新团队”

“洋山四期‘科技芯港’创新团队”由集团分管领导、机关部室及海勃、尚东、指挥部、同盛、瑞祥等单位的技术骨干组建，是洋山四期自动化集装箱码头设计应用的知识型、技能型、创新型、复合型团队。自2014年10月18日洋山四期建设获得国家核准、同年12月23日正式开工建设以来，他们用大成之作，赢得港航界广泛赞誉；用世界一流，践行习近平总书记殷殷嘱托；用前沿技术，开启智能化港区码头未来……他们在自动化码头建设运营领域完成了从跟跑到领跑世界的嬗变，为全球智慧港口建设运营提供“中国经验”、“中国方案”。

用大成之作，赢得赞誉

洋山四期自动化码头，用3年多工程建设周期，完成了国外需要8—10年才能完成的工作，展现了中国速度、中国奇迹，实现了港口行业的重大跨越和变革，成为上海港发展史上的丰碑。

在洋山四期码头开工前，有国外专家直接质疑：中国有能力搞自动化码头？在一片质疑声中，团队成员们多次奔赴国外自动化码头考察“取经”，但国外同行却“连捂带盖”，不提供任何数据和技术规范。面对西方技术封锁，洋山四期“科技芯港”创新团队不服软、不服输，他们各司其职又集智攻关，将勇挑重担、艰苦奋斗的“洋山精神”融入到突破关键核心技术的时代命题中。

工程建设方面，为保证项目建设质量，2014年6月，在洋山四期开工前期，集团主要领导和分管领导带领有关生产单位负责人、工作团队用了整整两天时间对洋山四期整体方案进行专题研讨。在时任工程指挥部总指挥张斌的牵头下，邀请了80余人次全国水运行业专家召开各类咨询、评议和审查会，仅实施大纲就反复讨论修改了50多稿。在开工建设中，作为业务骨干的工程部经理吴庆飞是第一批奔赴洋山四期参与工程建设的，洋山四期开山爆破、陆域吹填、地基加固以及道路堆场等工程的建设中，都留下了他的身影。双重可调式轨道基础是洋山四期建设中的一个亮点，他说：“印象最深的是2016年第一批设备上岸，这是道路堆场工程开工以来面临的第一个重要节点。但由于洋山地区不均匀深厚软土地基，轨枕道砟利用振捣棒密实效果很差，不能满足设备上岸的条件。”为了攻克难题，以吴庆飞以及陈迪茂等为骨干的工程管理方，日复一日蹲点在尘土飞扬、夯锤敲打的现场，最终形成了一套自动化集装码头道路堆场沉降控制的创新技术，为设备上岸调试提供了有力的支撑和保障；由他们提出的《洋山四期U型槽轨枕道砟基础及轨道安装验收评定标准》，填补了行业规范的空白，在有效解决地基问题的同时，还显著节约了工期和投资。另外，由时任洋山同盛港口公司总经理、洋四工程建设指挥部副总指挥周亚平和工程建设副总指挥王施恩牵头研究的FRP筋代替钢筋用于传力杆技术，解决了AGV重载道路磁钉防磁问题，保证了AGV重载道路结构的使用寿命。

系统开发方面，“构建自动化码头‘大脑’是洋山四期建设中最大的难点。没有教科书，我们自己书写代码；看不到国外的核心技术，我们自己创造系统。” 集团技术中心主任、时任海勃公司副总经理、洋山四期系统项目总负责人黄秀松说。作为系统总架构师和设计师的他，紧紧把握软硬件研发大方向的同时，所有方案、流程的制定都亲力亲为。三年研发路，黄秀松和时任海勃公司总经理黄桁，带着秦涛、丁益华等开路先锋们凭着一股钻劲，将传统码头中需要人工去完成的工作一条条融入系统中，一行行枯燥而又高质量的代码，成为责任和荣誉的载体。他们把给家人的陪伴和热情都给了系统，平均每周回家1.5天，在以岛为家的日子中，他们潜心研究，翻烂了一本本行业书籍、攻克了一道道核心技术难题，通过自主创新研发，最终研发出了ITOS系统，为世界最大规模业务流程的自动化集装箱码头安上一颗“中国脑”，技术性能和功能参数均达到了当时的国际领先水平。

生产筹建方面，自动化码头的核心是生产工艺流程控制策略的自动化。但当时，洋山四期码头所有的自动化工艺方案需要自己设计，筹备工作庞杂而紧迫，尚东分公司总经理柳长满迎难而上，“吃住在岛上、周一上岛、周五下岛”成为他的工作常态，他积极协调各项生产要素，成立9个专项联调小组，先后解决上万个系统和设备调试难题；采用“单机种和多机种双联调”模式，大大缩短了生产调试周期。在他的带动下，筹备期间每个人心中都有一团火，在没有硝烟的战场上攻坚克难，白天，奔波现场调试，争分夺秒；晚上，在宿舍还没交付情况下，在16人的大通铺里席地而眠……最终，仅用8个月时间完成开港所需的3条作业路全流程贯通，比国外同类型码头缩短近2年时间。在洋山四期“大熔炉”下，同时涌现出了许力、张传捷等一批全国、上海劳模先进。

经过1000多个日夜奋战，无数次推倒重来，最终建成了一座拥有自主知识产权的自动化码头，随着2017年12月10日的开港，洋山四期“科技芯港”创新团队实现了上海港自动化码头“从无到有”的光荣使命。习近平总书记在2018年新年贺词中为洋山四期自动化码头开港点赞。那一刻，他们泪流满面，紧紧拥抱在一起欢呼雀跃，他们向全世界证明了“中国智造、上港服务”的实力。

用世界一流，践行嘱托

2018年11月6日，习近平总书记考察上海时，视频连线洋山四期，提出殷切嘱托：就是要有勇创世界一流的志气和勇气，要做就做最好的，努力创造更多世界第一。要把洋山港建设好、管理好、发展好。

成员们备受鼓舞，工作的劲头更足了。自开港投入运营三年多来，洋山四期“科技芯港”创新团队从来没有停下过持续领先的步伐。“我们只有不断‘奔跑’，才能持续保持规模领先、效率领先和技术领先地位。”柳长满说。为此，作为开港后洋山四期码头运营管理方，尚东分公司的运营管理团队紧紧围绕保持世界领先的目标，敢于提出新理论、开辟新领域、探寻新路径，在解决重大瓶颈问题上强化担当作为。在尚东分公司班子的带领下，在各方的努力下，利用自主研发的优势，不断实现技术上的升级、效率上的突飞、规模上的扩大，推动了洋山四期码头“从有到优”。

三年多来，他们持续对标高可靠，着力提升系统稳定性，共完成79次ITOS系统版本更新，新上线252项功能点，优化146项功能点，修复解决624个系统问题，解决率达到98%,系统MTBF指标提升了近3倍。他们持续对标高效率，着力推进新功能开发与应用，上线应用自动化桥吊双吊具装船功能和海侧自动化轨道吊双箱吊功能，双箱单关作业时间较单箱作业节省41%。他们持续对标高智能，着力开港后新上岸设备联调工作，组织26条作业路、135台AGV、120台轨道吊的全规模满负荷的压力测试，研判系统问题并加以修复，推进三大机种性能联通更顺畅、更智能；着力推进系统功能优化，做好自动堆存计划重构，持续优化AGV调度与路径优化、桥吊作业设计及智能配载、发箱功能以及道口、陆侧作业流程等核心模块，促使生产资源策划与调度更智能。

“过去我们配载一艘船需要4小时，现在只需15分钟；过去，108个台轨道吊每班至少需要108名操作人员现场作业，现在只需7名监控人员实施远程监控及特定场景参与干预即可。”尚东分公司副总经理孙金余说。正是基于诸多这样的高度自动化，洋山四期年吞吐量和作业效率均居世界自动化码头首位。自2017年12月开港以来，洋山四期的规模不断扩大，产能不断释放，2018年达到201万标准箱，2019年实现327万标准箱，2020年突破420万标准箱，屡创世界纪录，昼夜吞吐量最高达20823.25标准箱。

截至目前，该团队已获受理和授权专利6项，有3项达到国际领先；在各类核心期刊发表论文70余篇；着手开展国内首个“自动化集装箱码头标准体系及标准建设”研究，撰写企业标准3项，牵头实施或参与团体和行业标准撰写6项；获上海市科技进步特等奖、中国建设工程鲁班奖、中国土木工程詹天佑奖、国家优质工程奖、中国港口协会科技进步特/二等奖、国际发明创新博览会金银奖等奖项20余项；先后10余次组织举办和受邀参加国际会议、自动化码头技术论坛并作主旨和交流发言，赢得国内外同行、专家的高度评价。在不断“奔跑”中，从“中国方案”迈向“中国标准”，洋山四期“科技芯港”创新团队让中国自动化集装箱码头的成套技术“走出去”指日可待。

用前沿科技，开启未来

过去未去，未来已来。近年来，洋山四期“科技芯港”创新团队持续跟踪5G和人工智能等发展，并积极探索将最前沿的技术与码头生产、经营管理深度融合，努力打造更精细、更柔性、更智慧的码头生产服务综合体系。

目前，该团队着力将5G和AI智能识别技术在洋山四期码头中实现多场景应用，在码头无人机动态巡检、AI视觉的桥吊作业安全辅助系统、自动化区域人员管控、陆侧交互作业安全确认等项目中均进行了大力推进。“码头作业瞬息万变，决策机会也是稍纵即逝，光凭人难以捕捉时时刻刻和数以万计的作业决策，利用人工智能、数字孪生技术对码头纷繁复杂的现实抽丝剥茧。”柳长满说。为此，该团队与高校共同研发和构建了洋山四期运营大数据分析与智能决策平台，从事前、事中、事后进一步提升生产计划、装卸调度、过程控制、异常监控、决策调整全过程的智能化水平，成为“会思考、会说话、会决策”的智慧平台。

值得一提的是，华为、上汽等多家知名企业抛来合作的橄榄枝。其中，采用华为F5G全光网搭建的自动化桥吊与轨道吊超远程控制，在芦潮港及市区开展试点工作，开创港口机械超远程控制探索先河，预计将于今年年内实现全球首发。“洋山地理位置原因，员工路上通勤时间较长，超远控项目致力于实现‘数据多跑腿，员工少跑路’的美好愿景。”孙金余说。

站在自动化码头运营管理的制高点上，洋山四期“科技芯港”创新团队勇于追梦。未来，在对内发展上，拟建立全域智能化管控系统，将云计算、大数据、人工智能等技术手段结合起来，实现安全监督更精准、设备维保更智能、生产作业更高效、港口生产更环保，真正推进自动化码头向智慧化码头落实落地；在对外服务上，将主动融入并积极推动“区块链港航生态圈”建设，构建起连接监管、企业、金融的生态信息服务平台，进一步提升港口综合竞争优势力。在上海市科委支持下，洋山四期“科技芯港”创新团队成员承担的“网络协同制造和智能工厂”国家重点专项共性关键技术研发项目，有望在交互响应速度、应变能力、智能化程度和运营规模等方面取得新突破。预计到2022年，项目将完成我国首个拥有完全自主知识产权的超大型自动化集装箱码头智能操作系统的升级研发，实现整体桥吊平均台时效率提升10%以上、单体码头年吞吐能力提升50%以上。