張連鋼:書寫智慧港口的“中國方案”

  【德耀中華】

光明日報記者 劉豔傑 朱楠

一排高大的橋吊舒展長臂,輕快地從船上抓取一個個集裝箱;一輛輛自動導引車往來穿梭,準確地將集裝箱載往堆場。

碼頭空無一人,裝卸作業卻精準無誤、行雲流水。

這是山東港口青島港全自動化集裝箱碼頭的場景,作為全球首個5G智慧碼頭,已經先後6次創造作業效率的世界紀錄,平均作業效率比國外同類碼頭高50%。

負責青島港全自動化碼頭專案建設的,是山東省港口集團高級別專家、“時代楷模”、“連鋼創新團隊”帶頭人張連鋼。憑著自立自強、科技報國的堅定信念,張連鋼追逐夢想40年,寫就了全球智慧港口建設的“中國方案”。

  追趕:遭遇技術封鎖,立志自主創新

1979年,張連鋼考入武漢水運學院,成為恢復高考後的第三批大學生。

“當時我國在電氣自動化領域比發達國家落後幾十年,需要我們這一代人迎頭趕上,所以我填報了電氣自動化專業。”張連鋼說,“熱火朝天的建設年代,國家的需要就是我們那一代人的選擇。”

在大學裡,張連鋼的生活軌跡是“三點一線”:早上出門,在教學樓、圖書館學一天,晚上才回宿舍。“宿舍熄燈後,為不影響別人休息,自己在被窩裡蒙著頭、打著手電筒看書。”張連鋼回憶。

1983年,張連鋼畢業後被分配到了當時的青島港務局安技處。第二年,聽說青島港要建專用集裝箱泊位,張連鋼放棄了令人羨慕的機關崗位,報名參加專案建設。除了負責裝置監造,張連鋼還潛心研究技術圖紙,組織員工培訓,很快成為專案組的青年技術骨幹,參與了國家“六五”重點技術攻關專案——國內第一臺全可控矽直流調速集裝箱橋吊的安裝除錯。

“那時候國外對我們搞技術封鎖,橋吊上使用的進口電控系統,所提供的圖紙上都不標關鍵引數。”張連鋼說。

也是從那時起,張連鋼立下了艱苦奮鬥、自主創新的信念。

“什麼叫艱苦奮鬥?我認為就是敢於做你條件不具備的事。”張連鋼認為。

隨著青島港集裝箱業務的迅猛發展,一個問題引起了張連鋼的思考:輪胎吊油耗高、排放大、噪聲汙染嚴重,能不能改用電力呢?

2006年,張連鋼開始了輪胎吊的“油改電”技術攻關。

“‘油改電’的關鍵是戶外複雜工況下的移動供電問題。”張連鋼說,“我們創新性地把安全滑觸線用到了非軌道裝置上,方便而又經濟地解決了問題。”

實現“油改電”後,輪胎吊節能減排效果顯著,據測算能耗對比相當於用1。5度電置換1。2升柴油。2008年,青島港“油改電”專案被交通部作為首批節能減排示範專案在全國推廣。

  攻堅:建設全自動化碼頭,靠誰都不如靠自己

1993年,世界上第一個自動化碼頭在荷蘭誕生,此後20多年間,自動化碼頭成為世界強港競相追逐的“大國重器”。但在象徵全球港口最強科技的全自動甚至半自動化碼頭榜單上,中國卻一直寂寂無聞。

2013年,青島港決定籌建全自動化集裝箱碼頭,經過反覆遴選,任命了既有專業技術功底,又有一線實踐經驗的張連鋼,擔當“自動化碼頭籌建小組”組長。

“建設全自動化碼頭是我20多年的夢想,組織上信任我,我就要全力以赴。”

下定了決心,張連鋼說幹就幹。但帶隊出國考察這第一槍就啞火了。

“我們到了人家的港口,被拉到碼頭上轉一圈,不讓下車、不讓拍照、也不回答關鍵問題。”張連鋼回憶。

靠誰也不如靠自己,碼頭必須自主設計建設。在一次籌備會上,張連鋼表示:“我們沒有退路,只能靠自己的力量建成自動化碼頭。”

接下來,張連鋼帶領團隊開始想方設法收集所有關於自動化碼頭的資料,逐漸形成了自己的設計思路。

經過近一年的攻關,橋吊自動化控制系統上線執行測試,各項關鍵技術指標接近或達到了國外先進水平,而且具備主、被動防搖功能,實現了一鍵錨定;

國外自動導引車(AGV)自重達39噸,張連鋼和他的團隊提出了用鈦酸鋰電池替代鉛酸電池,將國產自動導引車的自重減到26噸,併成功實現了迴圈充電;

2016年的8月,自動化碼頭中最難的AGV裝置控制系統(ECS)也被張連鋼團隊攻克……

2017年5月11日,亞洲首個真正意義上的全自動化集裝箱碼頭在青島港前灣港區拔地而起。張連鋼團隊僅用三年半時間建成了國外需要8至10年才能建成的全自動化碼頭,並創出了26。1自然箱/小時的開港作業最高紀錄。

  超越:打造綠色海港,腳步不能停歇

張連鋼說,成績只屬於過去,我們不能一直躺在之前的世界紀錄上睡大覺。很快,青島港全自動化碼頭二期專案提上日程。

雖然已經領先世界,但青島港依然定下了“二期全面超越一期,引領世界自動化碼頭髮展潮流”的建設目標。

設計中,張連鋼團隊提出了一個大膽的想法:把5G技術用到自動化碼頭上。當時,5G還沒有成型的行業設計方案,測試自動化碼頭大型機械毫秒級延時的工業控制訊號是巨大的挑戰。

一期碼頭已是世界自動化碼頭的翹楚,技術裝置都已成型,還折騰啥?許多人心有疑慮。張連鋼堅定地說:“創新是自動化碼頭的靈魂,只有不斷自我超越,才能永遠走在前頭。”

同時,張連鋼還提出了橋吊動力“電改氫”的設想。

“山東石化、煤化工等工業副產品氫年產量二三百萬噸,我們可以充分加以利用,打造綠色港口。”張連鋼說。

2019年11月28日,山東港口青島港全自動化集裝箱碼頭二期建成投產,成為世界上第一個“5G+氫”的自動化碼頭,並創出了橋吊單機作業47。6自然箱/小時的最高紀錄。

目前,張連鋼團隊擁有已受理和授權專利124項,構建了國內首個“自動化集裝箱碼頭標準體系”,先後獲中國航海學會科學技術一等獎、中國港口協會特等獎等獎項20餘項,被評為全國交通運輸系統勞動模範、“青島楷模”“齊魯時代楷模”。2020年12月30日,中央宣傳部授予山東港口集團青島港“連鋼創新團隊”“時代楷模”榮譽稱號。

張連鋼說,中國的智慧港口建設還剛起步,未來,他們將加快利用人工智慧來實現碼頭系統的自主決策;要大力使用氫能、太陽能等清潔能源,實現零碳碼頭,努力打造世界領先的智慧綠色海港。

《光明日報》( 2021年08月11日 04版)

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