港口集装箱码头的自动化外文翻译资料

 2022-07-06 04:07

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港口集装箱码头的自动化

Ana Mariacute;a Martiacute;n-Soberoacute;n, Arturo Monfort, Rafael Sapintilde;a, Noemiacute; Monterde, David Calduch

瓦伦西亚港口基金会,总部APV - 三期,西班牙图里亚的穆埃列大街,s / n,瓦伦西亚46024

摘要:

介绍了自动化和港口集装箱码头的概念,并介绍了这类港口设施的自动化方面的一些总体考虑。通过引入一种自动化理念,进一步介绍了当前关于该主题的知识,该理念适应市场上现有的自动化技术的实施,以满足每个集装箱码头的特定需求。 最后,总结了集装箱码头自动化的主要优点和挑战。

作者在2014年委托埃尔维斯有限责任公司发表文章,这是CC BY-NC-ND许可下的开放获取文章。CIT 2014负责同行评审。

关键词:自动化,港口集装箱码头,方法论,功能方法,流程再造,优势,挑战

1.引言

工业自动化包括使用机械,液压,气动,电气,电子和计算机化元件或系统来控制设备和过程,从而减少人类参与此类活动。这是可能的,因为这是一个系统性的和重复性的过程,遵循可以识别和编程的规则和条件。为此,本专业涵盖了用于数据收集的现场仪表,以及前述数据的管理和操作控制。

它可以减少人为干预工业活动,从而可以更好地控制设备和涉及的过程。这导致了性能和服务水平的标准化,消除了响应时间的不确定性以及降低了运营成本和人为错误。考虑到目前世界范围内的贸易量,目前仅以体力劳动为基础的经济是不可想象的,因此这些优势和技术发展或多或少几乎在各个工业领域把自动化转换为一种全球趋势。

物流部门和供应链并没有忽视这一现实。从这个意义上说,重要的是要注意管理大型运输基础设施以实现流程全部或部分自动化的发展。

在港口领域,自动化的最大支持者是港口集装箱码头。本文讨论的就是这些设施的自动化。

2.港口集装箱码头

港口码头是一种模式交换设施,通常具有内陆存储区域以协调海上或陆地货物的到达流量(Montfort等人,2001年)。 其目标是提供必要的手段和组织,以便在时间,效率,安全,尊重环境和经济的最佳条件下进行陆路和海路运输模式之间的货物互换。

另外,港口集装箱码头(PCT)具有某些特征,使其能够比其他类型的货运码头达到更高的系统化水平,例如:

bull;运输工具的标准化 - 集装箱;

bull;货物处理方式的标准化;

bull;高层次的交流;

bull;技术对港口盈利能力的巨大影响

这种标准化和专业化水平可以使这类港口设施的设备和流程实现高度自动化。这类港口的规划和管理体现了与传统港口概念的彻底分离。

3.集装箱码头自动化

ECT Delta 码头于1993年在荷兰鹿特丹港启动,引入了“自动化港口”的概念,指的是迄今为止最高水平的自动化。它配备了自动堆垛起重机(ASC)和自动导引车(AGV),使其无需操作员分别处理储存和交换设备。

自九十年代以来,许多集装箱码头都采用了自动化技术,巩固了自身在该领域的全球性和永久性趋势。实际上,欧洲和西班牙港口政策长期以来支持自动化举措(COM(2007)616 final; MFOM,2012)。因此,专门用于自动化的技术进步和管理工具占据了这类港口设备和软件市场的大部分份额。

但是,在实施这些商业自动化决策时,有必要考虑所寻求的自动化水平和目前的发展水平,以及充分了解港口集装箱码头自动化趋势方面的有关集装箱码头的特殊需求。

3.1自动化程度:主要和次要自动化

目前,“自动化码头”一词指的是港口集装箱码头,实际上它只能自动实现堆场上的移动、堆场和码头之间的换乘,如ECT Delta码头。 在这样的集装箱码头中,起重船仍然是手动的,而堆场起重机和内陆运输工具之间的交互仍然由远程控制器协助。 但是,这只是集装箱码头中许多自动化可能性中的一种。

例如,自动化码头和人工码头之间的折中解决方案是主要运动的部分自动化或半自动化。 术语“半自动化码头”用于在堆场内移动自动化的情况下,码头堆场换乘由常规设备执行,反之亦然的码头。

半自动化和自动化码头实现主要或全部自动化,导致自动化设备的出现,例如前面提到的ASC和AGV。

然而,术语“半自动”也可以指远程控制设备的使用或通过较小或部分自动化对设备的一些功能进行系统化。

大部分或全部设备自动化是综合的一组技术或系统的总和,这些技术或系统可以分别被认为是次要的自动化。 因此,有时可以通过在改造过程之后实施必要的低水平自动化来使常规设备完全自动化。 这对尚未对设备的初始投资进行折旧的运营中的码头是一种解决方案(Monfort et al.,2012)。

各种主要和次要自动化的结合导致具有不同自动化水平的集装箱码头。

3.2绿地与棕地项目自动化对比

需要指出的是,像其他行业一样,港口集装箱码头自动化的决定取决于我们是在寻找新开发的码头——绿地还是已在运营的码头——棕地。正如预期的那样,由于与正在进行的活动相关的兼容性问题以及抗变更性,已在运行的码头实施自动化更为复杂。

港口的自动化毫无疑问需要仪器,包括设备、运输工具、场地信号发送器、控制和监督系统、传输和数据采集系统的安装以及实时软件应用程序的执行、监督和控制操作。 这不可避免地导致经营绩效和效率的正常水平暂时下降。 在某些情况下,这可能会损害服务的容量和服务水平,其持续时间和幅度取决于所涉及的自动化。当涉及到主要自动化时,比如安特卫普港口码头(比利时安特卫普港)实施的自动化,将码头跨运车改造为轨道式门式起重机(RMGs),或由厦门远海集装箱码头(中国厦门港)(Port Technology,2012年4月)规划的码头等,必须分阶段实施让设施继续运作。

在这些情况下,需要考虑的是,在短期或长期内,码头将共存两种处理交通流量的方式。因此,必须确保实施的码头操作系统(TOS)能够处理两种运行模式,并且安排额外的空间以产生暂时的过剩能力,以避免在改造期间造成堆场饱和。同样,在设计已经运行的港口的自动化过程时,听取一些建议是会让我们方便一些的,比如如果可能的话,只使用一种类型的水平运输设备,在混合车队的情况下试图分离这些设备的流量,削减对港口某些部分的访问,在实施计划中分配足够的时间来测试系统,完全投入人力资源培训并向客户通知新的设施和程序(Saanen,2010)。

在转型方面,小的或部分的自动化通常很少。在码头运营中,对比大部分自动化,上述提到的所需投资较少的自动化大多数时候是理想选择。

3.3集装箱码头自动化趋势

最后,尽管前面提到的“自动化集装箱码头”的概念是指码头具有自动化存储设备和子系统之间的换乘,但这只是集装箱码头中许多自动化趋势中的一种,而且总体趋势是朝着更高级别的自动化方向发展,即超越码头堆场的边界以涉及所有的操作。

总的来说,这个更广泛的发展包括:

bull;闸口的自动化;

bull;堆场自动化;

bull;码头起重机自动化

实际上,在当今市场中,集装箱码头中实施的第一批自动化系统和最先进的自动化系统与那些港口闸口的进程有关。从这个意义上说,我们仍然在努力改善港口-物流链接口中的数据收集系统。这种对数据采集自动化的兴趣对于内陆和海上口门来说很常见,尽管由于运输工具的雾化,两者的前者捕获更多数据。

堆场自动化是港口集装箱码头中最明显的趋势。出于这个原因,如前所述的其堆场内移动全部或部分自动化的码头,被称为自动或半自动码头。

仓储和转运设备的自动化技术是类似的,可以处理堆场内集装箱库存和设备实时监控的自动化。它正在向搬运系统的设计发展,这些系统在操作和经济方面越来越自给自足,例如其中的由ASC AGV,ASC ALV(自动升降车辆)或ASC AShC(自动化穿梭车)组合而成的系统。

自动化和半自动化码头列表(表1)在过去几年里并没有停止增长,并且由于增加了对自动化项目的投资和在不同地理区域建设新的自动化码头,它将继续这样增长。这些港口设施使用了当前最先进的码头自动化技术,尽管并不是所有的设计都选择了相同的技术解决方案。

表1-自动化和全自动化集装箱码头列表

自动化和半自动化PCT

ECT Delta Terminal(HPH)-荷兰鹿特丹港-(从1993年起)(A)

伦敦Thamesport(HPH)-英国Medway港口-(从1994起)(S)

香港国际6-7码头(HIT)(HPH)-香港港口-(自1995年起)(S)

巴西班让桥起重机码头(PSA)-新加坡港,新加坡共和国-(从2000年起)(S)

HHLA-CTA-德国汉堡港-(从2002年起)(A)

Patrick终端-澳大利亚布里斯班港口-(从2005年起)(A)

Tobishima码头南侧集装箱码头(TCB)-日本名古屋港-(从2006起)(A)

日本东京万海港-(从2006年起)(S)

APM T erminals Virginia,Norfolk(APMT)-美国朴茨茅斯-(从2007起)(S)

安特卫普港口码头(DPW)-比利时安特卫普港-(从2007起)(S)

长荣(EMC)-高雄港,台湾-(从2007起)(S)

Euromax码头-荷兰鹿特丹港-(从2008年起)(A)

TTI阿尔赫西拉斯(韩进)-西班牙阿尔赫西拉斯湾港-(从2010起)(S)

釜山新港国际码头(PNIT)(PSA和韩进)-韩国釜山港(2010年起)(S)

HHLA-CTB-德国汉堡港-(从2011起)(S)

Tercat(HPH)-西班牙巴塞罗那港-(从2012起)(S)

厦门远海集装箱码头-中国厦门港-(从2013起)(A)

TraPac扩展-美利坚合众国洛杉矶港(从2013年起)(A)

APM码头Maasvlakte 2(APMT)-荷兰鹿特丹港-(从2014起)(A)

鹿特丹世界门户(RWG)(DPW)-荷兰鹿特丹港-(2014年起)(A)

(A)-自动化港口;(S)-半自动化港口

最后,码头起重机是自动化程度较低的作业要素,但预计未来几年它们将成为技术进步最大的设备。 到目前为止,码头起重机的自动化已经导致了一些小的自动化,这些自动化在工厂中完成或改造,可以实现一些功能,之后才依靠起重机操作员的能力(Zmieacute;,Petkovieacute;和Bosnjak,2005)。 这些重点是控制吊具的移动,无论是非自愿的(摇摆和歪斜)还是它们的路径,或者码头起重机和转运设备之间的连接。与此同时,码头和制造商正在测试系统,那将使STS起重机的自动化显示出质的技术飞跃。

2014年,AMPT Maasvlakte 2码头将在鹿特丹港(荷兰)投入运营。 这个码头将拥有迄今为止达到的最高水平的自动化,将闸口和堆场的自动化与码头起重机的吊车和吊具制造的路径的几乎完全自动化相结合。 仅在离船舶的最后几米处才得到港口操作控制塔的远程控制的帮助,(WorldCargo News,2012年6月)。

然而,尽管当前集装箱码头自动化的趋势正在朝着这些设施的全面有效自动化迈进,但在全自动化和传统集装箱码头管理之间存在许多可能的选择,包括远程协助设备。

因此,在设计一个集装箱码头的自动化时,建议不要在设备自动化水平上干预,并建议按照以下部分所提出的方法和系统方式来完成该过程,目的是设计一个满足集装箱码头操作需求的实施方案。

4. 集装箱码头的自动化原理

传统上,自动化解决方案以及为集装箱码头设计的其他类型的技术解决方案都是从系统、角度出发——描述系统的实际要素及其主要责任,接口和交互。 这种方法导致了有关码头、堆场起重机和内陆闸门的自动化问题的谈判,并因此导致了自动化和半自动化港口的谈判。

然而,这种系统化的方法限制了解决方案的设计,并且阻止港口业务部门(被认为是这些解决方案的主要客户)了解它们如何适合集装箱码头的运营。 这可能导致解决方案的获得和实施不满足其需求并且不适应集装箱码头的业务限制。

为了避免这个问题,作为最先进的进步,一种集装箱码头自动化的方法被提出了。 它同时从一种实用的自动化的方法和流程再造作为工作纪律两方面解决了这个问题。

这种结合提供了一个关于集装箱码头操作问题、检测瓶颈和识别改进想法的全面和综合的视角,这样,解决方案的制定过

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