烟台港：打造全球干散货全自动化码头 建设港口“中国样本”

盛夏时节，高温来袭。8月4日，山东港口烟台港西港区40万吨级矿石码头正在忙碌地进行“深圳矿业”轮卸船作业。

烟台港西港区矿石码头是全球首座专业化干散货全自动码头，这是今年接卸的第16艘40万吨级矿石船舶。

奇怪的是，作业现场几乎看不到一个码头工人。

只见6台巨型橙红色卸船机灵巧地舞动着“机械臂”，将铁矿源源不断地抓取出舱，配合飞速转动的皮带和与之遥相呼应的堆取料机及装车机，卸货、装车。整套流程精准运行，行云流水，一气呵成。

几名工作人员在远程控制中心，通过屏幕监管着远在几千米外的作业设备，完成“深圳矿业”轮从码头装卸、混配、转运全流程各环节的作业。而在几年前，上述的种种环节，还都需要人工完成。

“曾经很向往‘集装箱自动化’作业，如今我们率先实现了‘干散货自动化’作业。”山东港口烟台港矿石公司副总经理于新国介绍说。

折桂：于新国创新工作室喜获殊荣

山东港口烟台港成功研发的“全系统、全流程、全自动”全球首创干散货专业化码头控制技术，让业界刮目相看。

在这技术成果背后，是一支勇于创新、善于创新、不怕吃苦、奋力拼搏的技术团队。他们就是山东港口烟台港矿石公司“于新国创新工作室”。

近日，于新国创新工作室荣膺2021年山东省感动交通“十大年度人物”榜首，技术成果和工作业绩再次得到各界的高度肯定。

“于新国创新工作室”长期致力于干散货码头自动化技术创新研究。2021年2月工作室被交通运输部授予“全国交通运输行业自动化码头技术研发中心（山东港口烟台港研发基地）”，主攻方向为干散货码头自动化技术。

同年围绕这一技术，两个子项目“智能清舱设备研发”和“设备智能巡检及故障预控”同时被列入山东省重大科技创新工程“智慧港口科技示范工程”课题。

这是一个年轻的团队。工作室现有骨干成员25人，其中正高级工程师1名、高级工程师8人、首席技师2人，平均年龄仅35岁。

这是一个获奖无数的团队。团队曾获山东省科学技术奖1项、中国港口协会科技成果奖7项、山东省交通行业职工创新创效科技成果奖1项、山东省职工创新创效竞赛省级决赛1项、山东省港口集团科技创新成果奖3项、山东省港口集团管理创新成果奖1项、烟台港科技成果奖34项。

这是一个富有技术成果的团队。目前团队拥有专利20余项，发表科技论文20余篇；其中，专利“一种智能履带式船舱清舱机”在全球遥遥领先。

干散货作业具有环境恶劣、劳动强度大、劳动力成本高等特点，实现干散货自动化码头升级意义重大。

一直以来，全球范围内的港口升级多聚焦于集装箱码头的新建和自动化改造，对干散货专业化码头自动化技术攻关却望而却步。

“并非干散货码头不想努力，是确实太难了。”于新国创新团队骨干成员卢聪说，“与标准化的集装箱作业相比，干散货形态多样，运输船舶类型不径相同，作业对象和作业工艺皆有较大差异。”

将高度自动化应用于作业流程复杂多变的干散货码头，很多港口人都认为这是港口领域的一块难以突破的“坚冰”。

破冰：突破矿石高精度混配技术

面对干散货自动化的世界难题和技术空白，于新国团队曾多次赴国内外港口寻找办法和经验，但却屡屡无功而返。

自力更生、自主创新是中国科技工作者骨子里的奋斗基因，是山东港口科技工作者奔流不息的精神传承。既然“要、买、讨”都不成，那就干脆横下一条心，靠山东港口人自己的双手和智慧创出新办法，闯出新路子！

在经历了数不清的反复调研、推敲、复盘的基础上，于新国团队决定针对矿石码头特点，从提高铁矿混配精度入手，将堆取料机的自动化升级改造，作为干散货码头自动化“破冰”的首个突破口。

取料恒流量是实现铁矿石精准混配的核心环节，做不到恒流量取料，精准混配就无从谈起。

为实现两种以上物料同步到达指定位置，使斗轮机取料更均匀，于新国团队在上千个研发思路及方向中，不断推翻归零，失败、重启。只为“结果再精准一点，误差再缩小一点”的执著信念，历时百天耗费2000多个小时“鏖战”，关键核心技术终于被攻克。

炎热盛夏里，闷热的机房被戏称为“于新国团队专用桑拿房”，团队核心成员在这一待就是10多个小时，里外衣服都能拧出水来。红色的油漆在汗水的覆盖下透射出别样的红，为的只是获取一个个精确的实时电流值反馈。

为了不影响正常生产，他们成了穿梭在码头现场的“流动作战部队”，抓住一切工歇和机器“暂停”的机会，见缝插针，与机器比拼，与时间赛跑，常常在10米高的料堆上一待就是一整天，逐个边角调整试验参数。

经过150多个日夜的艰苦奋战和反复试验，于新国和团队成员们成功研创了全球首个自动化高精度混配矿控制系统。

通过高精度皮带秤、多机协同控制、动态补偿等多个独创技术和设备，实现货物配比实时监控、参数自动调整，烟台港铁矿混配成品铁、硅含量标准差控制在0.2%以内，达到行业一流水准，成为全球首个且唯一一个能够实现四种物料混配的码头，率先打开了日韩混配业务的新局面。

这项技术的研发成功，也标志着烟台港干散货码头自动化升级走出了破冰第一步。

蝶变：全球首创干散货专业化码头控制技术

突破高精度混配技术，只是干散货码头自动化升级的万里长征第一步。

在打破这一关键点的“坚冰”后，还必须对整条作业线的技术进行自动化、智能化升级改造，实现全系统、全流程、全自动。

港口自动化建设的核心主要在模型算法的优化完善及数据采集上。而项目建设之初，这一切都是“零”。

被大家称为“愚公”的于新国拿出了“移山”那股劲头，跑遍沿海9省17市港口，把能搜集的技术资料全部找来，整理出了整整三大箱共计百余本学习笔记及千余份设计手稿，与大家第一时间分享学习。

作为团队的“定盘星”“主心骨”，于新国常常鼓励大家，我们开发干散货自动化码头技术，就是“愚公移山”，干一点就离最终的目标近一点，只要我们不服输、勇向前，就能找到方向、蹚出自己的路来。

在清舱机械与自动化卸船机互锁安全策略研发过程中，于新国带领卢聪、周思远、刘春阳等团队主要成员穿着厚重的防护服，背着40多斤重的设备，在二三十米高的船舱爬上爬下进行定位调试，长此以往的高强度“体能训练”，泰山十八盘在他们面前也是“小儿科”，因为他们每天都要攀爬10多次。

坚持实践创新，逐项突破，这个平均年龄只有30多岁的团队攻克了道道关键难题：三维仿真精度均达到15厘米内；三维图像更新时间达到10秒以内；首创智能抓取算法模型；首创高点抓取模型……

同时先后研发出自动化堆取料控制系统，实现作业过程中自动垛型扫描、自动对位、自动开层、自动取料、自动回转，兼具防碰预警、塌垛应急处理等功能。

研发出抓斗智能防摇系统，将抓斗在行进过程中摆动幅度控制在5厘米范围内，解决了抓斗精准控制的难题。

研发出自动化装船控制系统，用激光扫描技术自动获取和识别船舱边缘数据，利用GPS定位技术提升定位精度，并根据配载图建立装船换舱模型，有效预防船舶偏载。

研发出自动化装车机控制系统，建立换车厢装车模型。

点滴溪流、汇成江海，一次次开拓性的创新之举，最终换来了最后的成功。

2021年12月22日，山东港口烟台港全系统、全流程、全自动”全球首创干散货专业化码头控制技术正式发布，为全球传统干散货码头自动化升级提供了示范样本。

发布会上，北京理工大学毛二可院士团队成员、动力控制教授张鹏奇说：“山东港口烟台港实现码头卸船、水平运输、堆取料、装车、混配、装船等全过程的作业自动化和集中管控，是全球首个实现全系统、全流程、全自动干散货专业化控制技术的作业码头。研究成果为国内外散货码头的自动化建设提供了示范应用场景，意义重大。”

提效：多个全球第一打造世界高标

于新国创新团队研发的全球首创干散货专业化码头控制技术，经过不断的研发攻坚和系统调试，创造了全球港口技术界的多个“第一”，极大地提升了作业效率。

首创全球领先的卸船自动化技术。矿船抵靠501#-502#泊位，只需轻点一键，卸船机、皮带机、堆取料机迅速响应同步启动，在三维激光扫描成像及抓斗防摇系统的加持下，卸船机漏斗如精灵般飞速往返于船舱及卸船料斗之间，综合接卸效率提高21.9%。

首创全球领先的装船自动化技术。通过自主核心技术，在船舶作业换舱中，可做到装船作业“停料不停机”，每个舱口换舱可节约10余分钟，散货装船综合效率提高22.6%。

首创全球领先的装车自动化技术。无需人工操作，装车机可自动完成装车作业，特别是通过精准激光扫描，提前预控取料料流，解决了跨空车作业难点，在有效降低操作人员劳动强度的同时，火车平均在港停时压缩20.8%。

首创全球领先的清舱智能化技术，通过卸船机与清舱设备互锁，改变了传统人工下舱作业的工作状况，实现了清舱作业无人化、自动化、智能化。

“像‘深圳矿业’轮这艘40万吨级的船舶，过去至少需要主、副司机两人户外操作一台设备。现在控制室里1人可以同时管控3台设备，4名工作人员通过10个操作台即可完成卸船机、装船机、装车机、堆取料机共计18台大型设备的自动化作业。”正在进行视频监控的司机姜永恒介绍说。

通过自动化升级，有效减员132人，自动化实现了减人、帮人、护人目标。面朝大海背朝矿堆的港口“蓝领”，在技术加持赋能下，变成了坐在中控室里监控生产画面、简单操作按钮和手柄的港口“白领”，人员作业本质安全进一步提高。

自动化升级不仅可以大幅提高综合作业效率，同时还可以有效助推港口节能减排和节支降耗，较传统码头相比，自动化升级后的码头可降低能耗10%，年成本可压减4300余万元。

奋进：在集成创新路上继续奋斗

笃行不怠，创新不止。虽然已经站在行业的“最高点”，走在技术领航的最前沿，光环加身的于新国团队却始终保持着少有的冷静。“效率还可以再提高，技术还可以更先进，系统还可以更智能。”

他们在干散货自动化控制技术“精”“尖”“深”上持续攻坚探索，“全球首创”的榜单不断扩容。

全球首创“智能清舱设备”横空出世，卸船机实现100%自动化作业。

全球领先的“流程线设备故障预控系统”技术，实现码头流程线设备技术状况全天候实时监控，设备的预防性维修更加及时精准，在减少巡检人员的同时，大幅提升设备本质安全水平。

创新推出全球领先的料场数字化技术，搭建“全自动散货无人机生产应用平台”，无需人为操纵，无人机自动完成“盘货”“巡检”等任务，精准计算堆场货物体积和重量。堆场理货员动动手指便可实时掌握堆场信息。

纤纤不绝林薄成，涓涓不止江河生。

心中有梦、奋力逐梦的于新国创新团队，成功研发全球首创的干散货专业化码头控制技术，以“山港智慧”为世界港口干散货码头自动化升级提供了全新的“中国方案”，也为加快海洋强省建设提供了强大创新动能。

在加快建设国际领先智慧绿色港的新征程上，于新国创新团队将不忘初心使命，秉持归零心态，继续加倍奋斗，锚定建设世界一流海洋港口、争创世界一流企业的目标，为加快山东港口高质量发展，为打造更具竞争力的新时代社会主义现代化强省、强市不断贡献新力量。（凤凰网山东 邵杰 通讯员 杨刚 侯永杰 张超 ）