集裝箱碼頭自動(dòng)化管理構(gòu)想

1、集裝箱碼頭自動(dòng)化管理構(gòu)想摘要：集裝箱碼頭是水陸聯(lián)運(yùn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其功能就是將集裝箱從船卸到車上或從車裝到船上，碼頭主要就是這些裝裝卸卸的操作。在這些作業(yè)中，裝船麻煩一些，要考慮裝哪艘船、要去的港口、集裝箱的分類以及考慮船穩(wěn)性要求的重量搭配等問題。此外，其它的操作相應(yīng)簡單一些，卸船只須把一個(gè)個(gè)集裝箱卸下來，找個(gè)地方堆起來；裝車只要記住了堆放的位置，找出來裝上車就行；卸車稍麻煩一些，因?yàn)榉胖貌粌H要考慮堆場的利用率，還要考慮裝船的要求、取箱的順序以及貨柜的歸類。總的來說，碼頭的運(yùn)作不是很復(fù)雜。但碼頭很大，堆場的箱一會(huì)兒放進(jìn)來一會(huì)兒又要取出去，怎樣才能做到放置合理？這些裝船卸船、裝車卸車的操作穿梭、交

2、織在一起，怎樣才能做到井然有序？要使碼頭能夠高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，協(xié)調(diào)好碼頭這些操作，這的確又是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。一、目前碼頭堆場管理中的現(xiàn)狀及問題目前，集裝箱碼頭雖然用上了計(jì)算機(jī)管理，但對(duì)碼頭的作業(yè)指揮，裝船配載、以及集裝箱的位置處理仍然處在人工控制狀態(tài)，還需要大量的碼頭地面理貨人員協(xié)助，還需要依賴中央控制室的調(diào)度人員看監(jiān)視器指揮，還要靠對(duì)講機(jī)傳達(dá)指令，不僅耗費(fèi)大量人力、物力，更主要的是整個(gè)碼頭的眾多作業(yè)（裝船、卸船，這艘船、那艘船，裝車、卸車，堆場調(diào)整、場內(nèi)調(diào)箱等等）只能分工去完成，無法實(shí)現(xiàn)全盤統(tǒng)一指揮，這種各自為陣的狀況勢必造成作業(yè)沖突，勢必造成機(jī)械設(shè)備的忙閑不均；還有裝船配載人工操作速度太慢，

3、不僅使碼頭的收箱截止時(shí)間提前太多，限制了碼頭的服務(wù)水平，更嚴(yán)重的還影響到碼頭作業(yè)時(shí)的靈活性，一旦定下來的裝船計(jì)劃遇到特殊情況很難處理；還有場內(nèi)的放箱靠人工計(jì)劃、人工安排，不能使堆放合理，“箱位預(yù)留”方式制約了堆場擺放的靈活性，人為地減少了堆場的可用空間。這些問題都嚴(yán)重地影響到碼頭效率的發(fā)揮，對(duì)生產(chǎn)帶來很多不利的影響，茲分述如下：1、數(shù)據(jù)事后成批處理系統(tǒng)，是信息處理存在時(shí)間差。隨著集裝箱吞吐量的大幅度增加，就會(huì)發(fā)現(xiàn)前一天收集和處理的信息，不能為具體生產(chǎn)：作業(yè)部門提供最新信息以滿足集裝箱在碼頭的高效、快速、多變的作業(yè)，不能滿足客戶的需求，計(jì)算機(jī)所提供的信息往往是不準(zhǔn)確或錯(cuò)誤的，從而不能很好地嚴(yán)格地

4、控制整個(gè)生產(chǎn)，表現(xiàn)在具體的各作業(yè)過程中，是：裝卸船作業(yè)。a.卸船作業(yè)結(jié)束后位于卸船順序清單記錄的每一個(gè)集裝箱的堆場且沒能及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，使貨主不能及時(shí)提貨。b不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)集裝箱短溢。c.不能在裝船過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更正集裝箱的錯(cuò)誤、漏裝及混裝等錯(cuò)誤。檢查口集裝箱進(jìn)出場作業(yè)。a.不能了解現(xiàn)在整個(gè)集裝箱堆場準(zhǔn)確情況，從而影響進(jìn)場箱的場地安排，b不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或避免一個(gè)箱位堆放兩個(gè)或多個(gè)集裝箱的錯(cuò)誤；c.不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)出口箱進(jìn)場地而發(fā)生的混船、混港、混噸錯(cuò)誤，給計(jì)算機(jī)配載和裝船帶來困難；d由于箱區(qū)內(nèi)集裝箱時(shí)刻處在變動(dòng)之中，原來的信息得不到及時(shí)的更正，因提供信息的錯(cuò)誤在進(jìn)口箱出場時(shí)，箱于找不到。2、

5、人工單證報(bào)表傳送及無線對(duì)講機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送系統(tǒng)不足之處在于:人工系統(tǒng)，在工作人員每天具體作業(yè)結(jié)束后，需做大量的中間單證，在吞吐量增加或人員緊張情況下，工作人員不得不停下作業(yè)或加班加點(diǎn)做單證報(bào)表，勞動(dòng)強(qiáng)度增加，影響作業(yè)順利進(jìn)行且出錯(cuò)機(jī)率上升；人工系統(tǒng)傳輸速度慢，信息不及時(shí)，不準(zhǔn)確及單證報(bào)表易丟失；無線電對(duì)講機(jī)系統(tǒng)，在傳送信息時(shí)，相互干擾，且作業(yè)費(fèi)時(shí)，所需頻率點(diǎn)多，聲音傳遞信息，由于發(fā)音及對(duì)講機(jī)故障，影響傳送信息的準(zhǔn)確性，且易出錯(cuò)，如采用對(duì)講機(jī)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，每次作業(yè)都須向控制人員接收指令及反饋指令，對(duì)講機(jī)使用太頻繁，勞動(dòng)強(qiáng)度大。二、自動(dòng)化集裝箱碼頭管理的設(shè)想為提高碼頭運(yùn)作效率，采用如下方法：（1）自動(dòng)指

6、揮 通過系統(tǒng)的閘口登記、吊機(jī)靠船作業(yè)、搗箱要求、吊機(jī)作業(yè)對(duì)場內(nèi)拖車的需求產(chǎn)生作業(yè)任務(wù)，通過局域網(wǎng)無線終端直接傳達(dá)，再通過司機(jī)主動(dòng)尋攬實(shí)現(xiàn)任務(wù)分派，完成作業(yè)自動(dòng)指揮；（2）自動(dòng)配載按目的港、箱的類型、以及船的穩(wěn)性、平衡等要求，同時(shí)考慮堆場集裝箱的放置情況，自動(dòng)依堆場從上到下、從外到里、先重后輕的秩序取箱，再從下到上、一層一層地放在班輪預(yù)留的艙位預(yù)配圖上，形成裝船計(jì)劃，為系統(tǒng)作業(yè)指揮做好準(zhǔn)備；（3）自動(dòng)定位集裝箱進(jìn)場（閘口登記和岸邊吊機(jī)卸船）系統(tǒng)自動(dòng)按同類箱上面同類箱附近空位或人為指定的方案確定放箱位置，無須預(yù)留空間。由于系統(tǒng)全場統(tǒng)一指揮作業(yè)，從根本上解決了碼頭堆箱的苛刻要求，使自動(dòng)定位能夠做到見

7、縫插針，并且能夠均衡高度。即充分利用了堆場，又降低因高度造成的無效機(jī)械耗費(fèi)；（4）簡單明了電腦操作非常簡單，在碼頭作業(yè)管理部分，屏幕界面都是以圖形的摹擬畫面展現(xiàn)出來，形象直觀，操作幾乎不用鍵盤，貨柜的擺放直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊或拖拉完成，使位置的輸入輕而易舉，尤其便于主要精力放在駕駛機(jī)械司機(jī)直接對(duì)電腦的操作，為自動(dòng)指揮創(chuàng)造了條件；（5）主動(dòng)尋攬通過跟隨系統(tǒng)的指揮作業(yè)，系統(tǒng)便能自動(dòng)記錄司機(jī)和機(jī)械設(shè)備的作業(yè)量，提供考核指標(biāo)。這些指標(biāo)與薪酬掛鉤，能夠調(diào)動(dòng)司機(jī)的積極性，促使司機(jī)主動(dòng)尋攬作業(yè)任務(wù)，滿足自動(dòng)指揮需要。以上方法巧妙有機(jī)地融合在一起，從而實(shí)現(xiàn)了集裝箱碼頭管理的自動(dòng)化。使碼頭的運(yùn)作效率達(dá)到最高程度，這種

8、高效率給碼頭帶來的是：最優(yōu)的服務(wù)、最低的耗費(fèi)、最高的效益以及增大的吞吐能量。1、自動(dòng)指揮 作業(yè)任務(wù)由以下需求產(chǎn)生（）閘口登記時(shí)產(chǎn)生，任務(wù)進(jìn)入裝車或卸車作業(yè)隊(duì)列：A.取柜，a.指定柜，貨柜車進(jìn)閘時(shí)登記電腦，電腦給出取柜位置，同時(shí)在裝車任務(wù)欄中加入該作業(yè)信息；b.未指定柜，系統(tǒng)自動(dòng)確定滿足條件的那一類貨柜中最早的、最上面的一個(gè)貨柜，同時(shí)，同類的其它貨柜也在電腦屏幕上的圖形化界面上用一種顏色標(biāo)識(shí)出來，供人為指定?？紤]就近吊機(jī)，可選靠近吊機(jī)的同類貨柜。旁邊可多放一臺(tái)電腦，進(jìn)到系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)況界面，作為指定參考。就近取柜，可減少機(jī)械的無效耗費(fèi)和節(jié)省取柜時(shí)間。確定后，系統(tǒng)按指定柜方式處理。B.進(jìn)柜，登記電腦

9、后，a.空柜，系統(tǒng)找出最近進(jìn)場的同類貨柜，并放在其上面，超過限高層數(shù)的或場內(nèi)還沒有該類型貨柜的，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)計(jì)劃或就近尋找一個(gè)空位放置，也可人為確定?？罩叵涞南薷邔訑?shù)可人為確定，也可系統(tǒng)自動(dòng)確定。系統(tǒng)自動(dòng)確定是根據(jù)整個(gè)堆場的放箱數(shù)量確定的，原則是盡量均勻布滿整個(gè)堆場，避免堆箱太高，減少搗箱情況，減少機(jī)械耗費(fèi)。b.重柜，系統(tǒng)根據(jù)堆場計(jì)劃、裝船航次、目的港、柜型、以及重量級(jí)別等屬性及裝船規(guī)則要求安排合適位置，避免裝船時(shí)搗箱。進(jìn)柜位置確認(rèn)后，系統(tǒng)在卸車任務(wù)欄中加入該作業(yè)信息。進(jìn)閘拖車按系統(tǒng)給出的場位去等候裝卸貨柜，吊機(jī)(場橋、叉車)司機(jī)根據(jù)無線終端的任務(wù)欄列出的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行作業(yè)，任務(wù)欄中有進(jìn)閘時(shí)間、

10、堆位、柜號(hào)，還有拖車編號(hào)（進(jìn)閘時(shí)，發(fā)給的一個(gè)編號(hào)牌，放在車頂，便于吊機(jī)司機(jī)辨認(rèn)，出閘時(shí)還給閘口），吊機(jī)司機(jī)在任務(wù)欄中尋找屬于自己區(qū)域范圍的、就近的、先到的任務(wù)進(jìn)行作業(yè)。司機(jī)選中任務(wù)，圖形化屏幕界面即形象地標(biāo)明該箱所在方位。若是取箱，該箱又不在最上面，則司機(jī)不但要用吊機(jī)抓開上面的箱外，還要在電腦屏幕上用鼠標(biāo)做相應(yīng)的操作，保持電腦數(shù)據(jù)與實(shí)際一致。司機(jī)吊完貨柜，雙擊任務(wù)欄，該操作即完成。（）岸橋靠船作業(yè)時(shí)產(chǎn)生，任務(wù)進(jìn)入裝船或卸船作業(yè)隊(duì)列：岸橋要做裝卸船作業(yè)時(shí)，只要進(jìn)入無線終端的裝船或卸船的作業(yè)界面，則電腦就會(huì)按預(yù)先所做的裝卸船計(jì)劃生成作業(yè)隊(duì)列。一艘船有幾臺(tái)岸橋就會(huì)生成幾條作業(yè)隊(duì)列，這艘船的這幾條作業(yè)

11、隊(duì)列就會(huì)顯示在場橋的裝船任務(wù)里，各場橋司機(jī)在這幾條任務(wù)隊(duì)列里選擇屬于自己范圍的、就近的任務(wù)作業(yè)，電腦操作同裝卸車界面差不多。提取一個(gè)柜，鼠標(biāo)雙擊任務(wù)，電腦任務(wù)隊(duì)列中的該任務(wù)就打上一個(gè)標(biāo)記，在岸橋那邊，也顯示出這個(gè)標(biāo)記，表示該箱正在運(yùn)來。岸橋司機(jī)點(diǎn)擊任務(wù)，圖形界面會(huì)形象地標(biāo)明裝船位置，如果位置沒有按原計(jì)劃放置，這時(shí)只須用鼠標(biāo)點(diǎn)一下實(shí)際位置即可。岸橋司機(jī)完成一條任務(wù)，任務(wù)隊(duì)列里這條記錄就消失。一旦岸橋司機(jī)退出該裝船界面，該任務(wù)隊(duì)列也就隨即消失。岸橋靠船裝箱時(shí)，若一臺(tái)岸橋要裝幾個(gè)貝（船的放箱區(qū)域），則要考慮與配載計(jì)劃順序一致，避免堆場取箱時(shí)搗箱，系統(tǒng)可以標(biāo)出計(jì)劃順序供指導(dǎo)。搗箱要求后產(chǎn)生，任務(wù)進(jìn)入搗

12、箱作業(yè)隊(duì)列：堆場需要調(diào)整，貨柜需要查驗(yàn)、裝拆等需要在場內(nèi)移動(dòng)集裝箱時(shí)，先在電腦屏幕上用鼠標(biāo)進(jìn)行移箱操作，所做的移箱操作在下單確認(rèn)后會(huì)加入到搗箱作業(yè)隊(duì)列，指導(dǎo)場橋司機(jī)作業(yè)。岸橋需求轉(zhuǎn)運(yùn)拖車時(shí)產(chǎn)生，任務(wù)反映在拖車需求界面上：岸橋作業(yè)需要轉(zhuǎn)運(yùn)集裝箱時(shí)，岸橋司機(jī)在電腦屏幕上點(diǎn)擊需求拖車，點(diǎn)一次，需求量加1。在拖車無限終端界面上，顯示岸橋需求的方位和數(shù)量。拖車司機(jī)就近確定去的地方，先用鼠標(biāo)點(diǎn)擊目標(biāo)，則該處需求量減1。拖車裝上柜后，屏幕上會(huì)標(biāo)出送箱方位，此信息是系統(tǒng)通過吊機(jī)下面的傳感器獲知轉(zhuǎn)運(yùn)拖車編號(hào)，再通過吊機(jī)司機(jī)完成操作指令時(shí)系統(tǒng)定向發(fā)送到該拖車上的無線終端界面上的。同時(shí)，拖車和司機(jī)的作業(yè)量加1。此方

13、法能使場內(nèi)拖車少跑空車，使效率達(dá)到最高。系統(tǒng)將以上作業(yè)任務(wù)匯在一起，形成統(tǒng)一指揮，使碼頭的作業(yè)能夠井井有序。任務(wù)的分派是通過機(jī)械司機(jī)主動(dòng)尋攬完成，司機(jī)的“主動(dòng)”有作業(yè)量與薪酬掛勾的利益因素來驅(qū)動(dòng)（作業(yè)量本系統(tǒng)有記載），這種方式能夠均勻、節(jié)省地安排運(yùn)力，能夠做到機(jī)械的分派最為合理。為了平衡作業(yè)量與機(jī)械的分布，系統(tǒng)有碼頭實(shí)況界面，其任務(wù)與機(jī)械的平衡狀況會(huì)用顏色標(biāo)識(shí)在整個(gè)碼頭的地圖中，不平衡的地方一目了然，以此指導(dǎo)機(jī)械流向。此外，裝卸船還有進(jìn)度表，可以監(jiān)控裝卸船進(jìn)度，隨時(shí)調(diào)整機(jī)械力量，保證按預(yù)計(jì)時(shí)間完成裝卸船任務(wù)。由于系統(tǒng)有這樣的科學(xué)的指揮方式，能夠使碼頭機(jī)械發(fā)揮出最高效率，不管碼頭忙閑、不管上的設(shè)

14、備多少，碼頭的運(yùn)轉(zhuǎn)始終能夠處在最佳的狀態(tài)。2、自動(dòng)配載 配載是裝船前碼頭把要裝船的集裝箱按目的港、箱型、以及考慮船的穩(wěn)性、平衡等要求預(yù)先配置在班輪預(yù)留的艙位里，形成裝船計(jì)劃，岸橋裝船時(shí)形成作業(yè)任務(wù)。然而，一艘?guī)装賯€(gè)貨柜的大船，人工去配載要花上7、8個(gè)小時(shí)，碼頭收箱的截止時(shí)間一般都定在船到前24小時(shí)，不僅嚴(yán)重地影響到碼頭的服務(wù)質(zhì)量，而且遇到特殊情況需改變計(jì)劃還是一件很麻煩的事。自動(dòng)配載能夠?qū)⑷斯ぴ?、8個(gè)小時(shí)的工作在幾分鐘內(nèi)完成。系統(tǒng)在做自動(dòng)配載前，先將要裝船的集裝箱做出一個(gè)分類統(tǒng)計(jì)表，選中以某目的港的某柜型箱為單位的貨柜，再選中班輪的預(yù)留艙位，系統(tǒng)會(huì)按在堆場依從上到下、從外到里、先重后輕的取箱

15、秩序，再依次從下到上、一層層地自動(dòng)放進(jìn)選中的預(yù)配圖上?？紤]靠船左舷右舷的情況，可選每層是從左到右還是從右到左的順序進(jìn)行艙位圖擺放?？紤]穩(wěn)性的規(guī)則，集裝箱的輕重級(jí)別是通過進(jìn)場時(shí)按相應(yīng)的固定行號(hào)擺放的，如把輕重分成兩個(gè)等級(jí)，則把每個(gè)堆區(qū)中的1、2、3排放重箱，4、5、6排放輕箱，在自動(dòng)配載時(shí)，系統(tǒng)先搜尋完某類1、2、3排的箱，再搜尋4、5、6排的箱，輕重等級(jí)界限由系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)以往裝船貨柜的平均重量劃分。配好后，還可分別對(duì)其重量、到港、柜型等單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查和調(diào)整。此外，為應(yīng)付一些特殊情況，本系統(tǒng)也有手動(dòng)配載，與調(diào)整一樣，都是用鼠標(biāo)直接將貨柜在堆場與輪船的艙位圖之間拖來拖去，并且，堆場上要裝該船的箱

16、、或者范圍更小的某一類箱都有顏色標(biāo)識(shí)。不是該船的箱，拖不上船，避免差錯(cuò)。手工配載操作可以多人同時(shí)分工操作。配載完成后，需做裝船作業(yè)下單，則操作者本人所做裝船計(jì)劃生效。3、自動(dòng)定位 集裝箱進(jìn)場（進(jìn)閘或卸船）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)按同類箱上面同類箱附近空位人為指定的方案自動(dòng)確定放箱位置。為了便于系統(tǒng)按人的規(guī)劃安排放箱，本系統(tǒng)也具有堆場計(jì)劃功能，預(yù)先指定某類型進(jìn)場箱在堆場的放置位置，在集裝箱進(jìn)場時(shí)系統(tǒng)會(huì)首先考慮按計(jì)劃位置放置。計(jì)劃的指定和更改都是通過屏幕摹擬界面形象直觀地圈定的，計(jì)劃范圍能夠圈定一個(gè)堆區(qū)，堆區(qū)中的某一列，以及一列中的某一個(gè)堆位。計(jì)劃放箱類型的范圍也可大可小，設(shè)定也很靈活。不同的計(jì)劃其位置還可重復(fù)

17、和交差。計(jì)劃可以通過圖形直觀查看，也可通過表格羅列。4、簡單明了的電腦操作 在碼頭作業(yè)管理部分，屏幕界面都是以圖形的摹擬畫面展現(xiàn)出來，所有操作基本都是鼠標(biāo)完成，即形象直觀，又極其簡單。貨柜的擺放直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊或拖拉到所放位置，使位置的輸入簡單明了，無須抽象的位置字符輸入，尤其便于讓主要精力駕駛吊機(jī)的司機(jī)直接操作電腦，司機(jī)只須點(diǎn)下鼠標(biāo)就能完成與電腦的互動(dòng)，有效地解決碼頭機(jī)械司機(jī)直接與電腦溝通的問題，為自動(dòng)指揮的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。司機(jī)自己對(duì)貨柜的位置變動(dòng)只須司機(jī)自己在電腦屏幕上相應(yīng)變動(dòng)即可保持現(xiàn)場與系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致，這使碼頭操作具有很強(qiáng)的靈活性。鼠標(biāo)可以在屏幕上將集裝箱在堆場與輪船、堆場與拖車、堆場與

18、堆場之間進(jìn)行拖動(dòng)。堆區(qū)的設(shè)定只須在碼頭圖面上相應(yīng)位置點(diǎn)一下鼠標(biāo)即成；船圖資料的輸入也是在普通船的基礎(chǔ)上修改而成。所有操作方便快捷。形象直觀的圖形化界面，即可在屏幕上一覽全局，也可深入局部。即能象監(jiān)視器一樣觀看碼頭運(yùn)作情況，又能看到監(jiān)視器所看不見的管理內(nèi)容，如機(jī)械的分布與任務(wù)的平衡狀況、堆場計(jì)劃的分布情況、某類集裝箱的分布情況、某個(gè)箱所處的位置、某處待作業(yè)的任務(wù)等等。5、考核指標(biāo) 在本系統(tǒng)的運(yùn)作中，由于司機(jī)作業(yè)都是在系統(tǒng)的指揮下進(jìn)行，而司機(jī)進(jìn)入電腦時(shí)登記了操作者，進(jìn)入作業(yè)界面時(shí)又登記了機(jī)械設(shè)備號(hào)，所以，系統(tǒng)能分別記錄司機(jī)和機(jī)械的作業(yè)量。這些量對(duì)司機(jī)是一個(gè)考核指標(biāo)，對(duì)機(jī)械設(shè)備也是一個(gè)考核指標(biāo)。對(duì)司機(jī)考核，將工作量同薪酬掛勾，能夠有效調(diào)動(dòng)機(jī)械司機(jī)的工作熱情，促使司機(jī)