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          荒灘上崛起的自動化碼頭領跑者

          來源:《求是》2021/03 作者:中共山東省委 2021-02-01 09:00:00

          荒灘上崛起的自動化碼頭領跑者

          中共山東省委

            黃海之濱的一片荒灘上,項目帶頭人張連鋼帶領一群平均年齡30多歲的年輕人,在無經驗、無資料、無外援的情況下,用3年半時間建成了一座西方專家口中“十年都別想獨立完成”的自動化碼頭,先后攻克10多項世界性技術難題,多次刷新單機作業效率世界紀錄。

            2020年12月30日,中共中央宣傳部發布山東港口集團青島港全自動化集裝箱碼頭的規劃、建設和運營者——“連鋼創新團隊”的先進事跡,授予他們“時代楷模”稱號。

            習近平總書記指出:“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全和其他安全。”“連鋼創新團隊”用實際行動忠誠踐行總書記重要指示,堅持自力更生、自主創新,使中國自動化碼頭從追趕者變成領跑者,站到了港口自動化領域世界最前沿。

          勇擔“彎道超車”使命

            膠州灣畔,長長的碼頭岸線,太平洋吹來微微的風,來自世界各地集裝箱船舶頻繁進出時的長鳴此起彼伏,大型機械流暢高效地抓取集裝箱的聲音清脆響亮……這里雄踞的是青島港全自動化集裝箱碼頭,他們在全球首開低成本、短周期、全智能、高效率、更安全、零排放的自動化碼頭之先河,單機效率比國外自動化碼頭高出50%。

            誰能想到,7年前,這里還是一片荒灘!當時的中國已成為港口大國,但在象征全球港口最強科技實力的全自動甚至半自動化碼頭榜單上,卻不見中國港口的名字。

            如何緊跟步伐補短板,攻堅克難勇超越?2013年10月,青島港按下了建設全自動化碼頭的啟動鍵,一支自主創新團隊應運而生——青島港自動化碼頭項目組,這就是后來享譽業界的“連鋼創新團隊”的雛形。

            經過反復考量、遴選,青島港任命擁有30多年專業技術功底,以及10多年集裝箱碼頭業務、信息和管理經驗的張連鋼,擔任自動化碼頭項目組組長。

            接到任命時,張連鋼也曾猶豫過。2011年,他做了肺葉切除手術,醫生稱這種病5年以上的生存率只有30%。在妻子悉心照料下,張連鋼逃過了“鬼門關”,但也收到醫生的告誡——“不準從事過于繁重的體力和腦力勞動”。張連鋼很擔心,萬一干一半因為自己身體頂不住垮了,中途換人對項目負面影響很大。但早在2000年張連鋼就盼望著有一天中國也能有自己的自動化碼頭,這是他心里多年的一個夢,怎能放棄!張連鋼怕家里擔心,不敢把接受任命的事告訴家人。接到任務一個月后,張連鋼艱難地向妻子坦露心聲,他動情地說:“你知道,搞自動化碼頭一直是我的夢想,如果搞成了,比吃什么藥都有效。”妻子最終妥協了,她明白,“夢想”這個詞從丈夫口中說出,有多大分量。

            我國完全自主創新并設計建設的亞洲首個、全球領先的全自動化碼頭——山東港口青島港自動化碼頭,在全球首開低成本、短周期、全智能、高效率、更安全、零排放的自動化碼頭之先河,單機效率比國外自動化碼頭高出50%。圖為山東港口青島港自動化碼頭繁忙作業場景。 山東港口集團供圖

            動員會上,張連鋼擲地有聲地說:“全自動化碼頭不是西方人的‘專屬’,他們能做到的,我們中國人不僅能同樣做到,而且能做得更好。”在這份使命的感召下,李永翠、李波、張衛、呂向東等8名青島港IT、流程、設備、土建方面的專家,在不知道待遇多少、工作條件如何的情況下,跟著張連鋼開始了漫長的攻堅戰。

            碼頭籌建初期,張連鋼曾帶領團隊到荷蘭、德國等國家取經,卻深刻感受到無處不在的技術壁壘:每到一處,對方態度倒是熱情,但往往只是把他們拉到碼頭岸沿上走一圈,不讓下車、不讓拍照,關鍵問題更是避而不談。他們認為,憑中國當時的技術水平,建成同等水平的碼頭至少要10年,建議青島港直接購買他們的成熟技術。

            考察回來后,張連鋼的想法更加堅定:“我們有幾十年碼頭運營經驗,有現代科學技術積累,把兩者結合起來,自主建設自動化碼頭,確實困難,但并不是不可能。”從此,張連鋼帶領團隊鉆進了前灣港區南岸一個臨時借用的小辦公樓。隨后3年多,這里天天燈火通明,團隊中的每個人都是“5+2”“白加黑”,夜以繼日召開專題分析論證會,用計算分析、逆向推導、模擬仿真等方法艱難推進。單是出入集裝箱卡車的閘口布局,他們就先后設計了40個方案。

            從每個單元、每個環節到每個數據,“連鋼創新團隊”竭盡全力探尋“最優解”。在碼頭總平面布局設計環節,團隊在9種方案、16種派生形式中,從效率、成本、環保、安全性、吞吐能力、整合難度等方面逐一論證分析,找到最優方案。用鋰電池替換國外自動化碼頭的鉛酸電池,電池重量從13噸減為2噸,循環壽命從2年延長為10年,水平運輸系統比國外節省成本2億多元……

            2017年5月11日,隨著“中遠法國”輪汽笛一聲長鳴,青島港全自動化集裝箱碼頭以“開港便創下自動化碼頭世界紀錄”的嶄新面貌正式運營,充分展現了青島港自動化碼頭一期的創新成果,標志著中國港口跨入第四代集裝箱作業的全新時代。

            “連鋼創新團隊”激揚勇創世界一流的民族志氣,堅定不移走自主創新之路,建成了擁有核心技術的自動化碼頭,創造了港口建設史上的奇跡,實現了綜合競爭力的“彎道超車”。

            隨后幾年中,他們繼續創造了一連串“全球首創”:全球首次研制成功機器人自動拆裝集裝箱扭鎖;全球首次研制成功軌道吊防風“一鍵錨定”裝置;全球首創自動導引車循環充電技術;全球首創非等長后伸距雙小車橋吊……

          盡顯“拼命三郎”本色

            青島港自動化碼頭一期建成投產以來,屢屢刷新世界單機作業效率紀錄:2017年5月11日,青島港自動化碼頭開港作業便達到橋吊單機效率26.1自然箱/小時,創下了世界自動化集裝箱碼頭開港作業最高效率;2017年12月3日,在“以星芝加哥”輪作業中,青島港自動化碼頭單機平均作業效率達到39.6自然箱/小時,再次打破自動化碼頭單機平均作業效率世界紀錄……

            山東港口青島港“連鋼創新團隊”在無經驗、無資料、無外援的情況下,用3年半時間建成了一座西方專家口中“十年都別想獨立完成”的自動化碼頭,先后攻克10多項世界性技術難題,多次刷新單機作業效率世界紀錄。圖為2020年12月27日,“連鋼創新團隊”成員在青島港全自動化碼頭遠程監控室研究如何改進設備運行。 新華社記者 李紫恒/攝

            “連鋼創新團隊”不斷讓自動化碼頭裝卸效率世界紀錄“在自己的手中”誕生,關鍵在于他們為了將核心技術的“卡脖子”變成“殺手锏”,始終保持攻城拔寨的狀態和勁頭,每一個細節都全力以赴,做到極致。

            在青島港自動化碼頭一期建設階段,“連鋼創新團隊”就自主設計了自動化碼頭全套生產業務流程,研發了生產作業系統,并且根據生產實際不斷對碼頭進行優化。截至目前,該系統累計升級197次,優化功能2200多項,真正成為一個有靈魂、會思考,可智能決策、系統管理的“港口大腦”。

            在碼頭設備自動化橋吊研發設計環節,設備組組長殷健帶領張衛、王延春等組員反復進行實地論證測驗,再與設備制造商上海振華聯手進行仿真模擬,最終提出了“橋吊后伸距減少12米”的全球首創橋吊設計方案,破解了碼頭承載壓力難題,避免了土建改造的上千萬元投入。

            “拼命都不一定干得好,不拼命肯定干不好。”這是張連鋼常掛在嘴邊的一句話,也是團隊的座右銘。在這支“鐵軍”中,每個人都是“拼命三郎”。

            在自動化碼頭的關鍵技術——自動導引車控制系統的研發過程中,經過數月攻堅,標準卻始終達不到要求。在一次碰頭會上,會議室一片寂靜,張連鋼打破了沉默:“我們沒有退路,如果做不好,我第一個跳海。”他們經過幾個月封閉攻堅,分析了上萬條工作日志,提出了上千條優化建議,歸納出了十幾種類型,最終突破了這道難關。

            作為團隊的主心骨,張連鋼不能把壓力表現出來,只有家人知道他整夜無眠。一天早上,他發現自己從腹部到小腿出現了大量“紫斑”,心里不禁咯噔一下。問詢醫生,得知是壓力過大所導致的紫癜,他的第一個念頭是“幸虧不是什么大病,現在可不允許我生病”。此時,妻子也只好再三叮囑:“老張,別太拼了。”

            在自動化碼頭的效率優化提升過程中,負責IT系統研發的李永翠發現橋吊中轉平臺主小車與門架小車的交互邏輯總是不盡如人意,她叫上項目組成員劉耀徽和陳強,打算爬橋吊進行現場勘查。當時的氣溫零下8度,同事們勸她通過視頻觀察即可,她回答說:“只有去現場看到作業全景,才能準確判斷問題根源,橋吊大梁就是最好的位置。”在近60米高的橋吊大梁上,李永翠一待就是兩個多小時,詳細記錄了設備配合的全過程,終于找到了最佳解決方案。

            在自動化碼頭即將進入首航測試階段的關鍵時刻,負責自動化碼頭閘口平面規劃和設計的管廷敬遭遇噩耗:母親在家中發生意外,不幸離世。他忍著悲痛,回家處理完喪事,立刻返回了工作崗位。

            在數據庫建設的關鍵時期,承擔著自動化碼頭數據中心建設、調試工作的徐永寧的妻子確診癌癥,他每天在醫院和碼頭之間奔波。一年多時間,這個身高一米八的漢子滿眼血絲,瘦了10多斤,但他沒有半句怨言,更沒有耽誤一點工作。

            7年來,“連鋼創新團隊”成員們用忘我的工作、無私的奉獻,詮釋了對中國自動化碼頭事業的忠誠。他們每個人都將自己的能力發揮到極致,成為復合型的“多面手”,團隊戰斗力實現了幾何式的倍增和聚變。

            2020年12月,山東港口青島港自動化碼頭在“德翔普南”輪作業中,創出47.6自然箱/小時的橋吊單機作業效率,第6次刷新自動化碼頭橋吊單機效率世界紀錄。圖為山東港口青島港自動化碼頭作業現場,自動化橋吊從自動導引車(AGV)上抓取集裝箱。 山東港口集團供圖

            在張連鋼力主之下,他們創造性采用“并行協同”的模式,規劃設計、建設集成和商業運營“三位一體”,每個成員都全流程承擔咨詢師、設計者和經營者多種角色,真正做到了“人盡其才,才盡其用”。擔負自動化碼頭數據中心建設工作的徐永寧,此前是青島港散雜貨公司的一名計算機工程師。擔任自動化碼頭總經理助理的李波,以前是一名船舶計劃員。

            “連鋼創新團隊”不僅自主鍛煉、培養了專家和高工,還向一線工人“取經”。為了還原作業場景,他們請來集卡車司機做模擬仿真,研究測試集卡車拐彎、倒庫各種場景,收集應用數據,優化提升方案。幾年來,因為凝聚起多方力量,“連鋼創新團隊”不斷地從勝利走向勝利。

          鑄就“中國樣本”力量

            2018年3月8日,習近平總書記在參加十三屆全國人大一次會議山東代表團審議時,對山東提出了“加快建設世界一流的海洋港口”的殷殷囑托。

            囑托在心,重任在肩。從自動化碼頭二期建設立項起,張連鋼就定下了“全面超越一期碼頭,引領世界自動化碼頭建設發展潮流”的目標。團隊經過周密研究、反復權衡,最終將“氫+5G”作為自動化碼頭二期的主攻方向。

            當時,5G技術還沒有成熟的行業設計方案,華為等知名科技企業也沒有推出成熟的終端產品;雖然國內氫燃料電池技術比較成熟,但從未在大型港口機械上應用。在二期建設主攻方向的研究論證過程中,“連鋼創新團隊”內部出現了不同聲音:“我們已經走在世界前列,為什么還要冒巨大風險開發新技術?”

            “我們希望始終保持在自動化碼頭領域的領先地位,打造中國自動化碼頭走向世界的‘中國樣本’。”張連鋼向大家解釋說,在5G技術應用之前,碼頭堆場設備與后方的通信由光纖有線傳輸,線路固定不變,改進調整的靈活性較低;而氫能是綠色環保能源,對優化能源結構具有示范效應。“我們要把眼光放在未來。”

            回想起張連鋼在二期碼頭建設動員會上的講話,時任自動化碼頭副總經理的殷健仍然熱血沸騰:“要干,就要占領世界自動化碼頭技術的制高點;要干,就要引領世界未來港口的發展趨勢;要干,就要干出百年不朽之作,給后人留下寶貴的財富;要干,就要讓夢想在我們的手中變成現實。”

            這一次,張連鋼和他的團隊再次突破“慣性思維”,再次走上了“拓荒之路”。

            2018年6月,“連鋼創新團隊”吹響了自動化碼頭二期建設的號角。他們不僅與上海振華再度聯手,而且吸引了華為、中國聯通、航天科技等一批國內頂尖企業加入。多家企業聯合攻關,集成創新,誓將核心技術牢牢掌握在自己手里,將自動化碼頭的上下游供應鏈條留在民族企業中。

            “連鋼創新團隊”一次次在引領世界自動化碼頭潮流的航道上乘風破浪:工業互聯網協議總是間斷失效,視頻信號時斷時續,200毫秒延時的確會對生產造成作業隱患。試驗,修改;再試驗,再修改……團隊成員和華為、中國聯通等企業的調試人員一道,經過上百次反復試驗和修改,解決了數據分片和時間窗口兩個困擾已久的問題。終于,2018年11月,他們成功實現在5G網絡下岸橋自動抓取和運輸集裝箱及高清視頻數據回傳的全場景應用。

            他們向難題叫板——開創性地建成了免維護集裝箱堆場,將每個350米×28.5米的堆場高差都控制在正負2.5毫米內,解決了“碼頭堆場不均勻沉降”這一困擾世界港口界的難題。

            他們與時間賽跑——16002米鋼筋混凝土軌道梁工程計劃工期10個月,提前5個月完成;1440段共計18374米鋼筋混凝土箱角梁項目計劃工期10個月,提前4個月完成;15762米軌道吊鋼質軌道鋪設安裝計劃工期5個月,提前兩個月完成……負責土建的周兆君和同伴們每天在工地來回奔波超過16公里。

            他們跟困難抗爭——為了盡快完成氫動力系統與軌道吊電控系統各類接口的連接及測試,在天寒地凍的碼頭上,團隊成員呂向東和王心成三天三夜沒有回家。

            2019年11月28日,自動化碼頭二期僅用18個月就建成投產。“連鋼創新團隊”又推出了自主研發、集成創新的多項科技創新成果,再次以“中國智造”的全自動化碼頭科技為全球港航業奉獻了“中國樣本”。

            如今,在青島港貢獻的可復制、可推廣、可商業化的“中國樣本”競爭下,無論工期、價格還是系統開放,外國公司都答應合作,中國自動化碼頭建設有了更多的選擇。

            站在前灣港區一個叫陡山的小山坡上,俯視這條無人的岸線,可以看到,在一期、二期不遠處,全自動化碼頭三期正在土建,很快將興起一座“低成本、短周期、全智能、高效率、更安全、零排放”的“升級版”高科技碼頭。

            習近平總書記指出:“我們必須堅定不移走自主創新道路,堅定信心、埋頭苦干,突破關鍵核心技術,努力在關鍵領域實現自主可控,保障產業鏈供應鏈安全,增強我國科技應對國際風險挑戰的能力。”“連鋼創新團隊”銘記總書記重要指示,自力更生、敢為人先、勇攀高峰,體現了矢志報國、勇于創新的家國情懷,體現了勇挑重擔、敢于爭先的責任擔當。走在全面建設社會主義現代化國家的偉大征程上,我們期待涌現更多“連鋼創新團隊”,更多勇擔新一輪科技革命和產業變革的引領者,為加快建設科技強國做出新的更大貢獻。

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          網站編輯 - 張芯蕊
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