2020年度上海市科學(xué)技術(shù)獎?dòng)?021年5月25日重磅揭曉，“洋山四期超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”榮獲科技進(jìn)步特等獎！這個(gè)在習近平總書(shū)記2018年新年賀辭中被列為當年國家科技創(chuàng )新和重大工程建設十大捷報之一的項目再次閃亮“出圈”。

循著(zhù)東海大橋向海洋延伸，巨輪云集之處，星光閃耀。偌大的碼頭現場(chǎng)空無(wú)一人，一個(gè)個(gè)集裝箱被AGV導引車(chē)井然有序地自動(dòng)“派送”，再被紅白相間的裝卸設備準確無(wú)誤地吊起和安放——這就是上港集團洋山四期超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭。

“洋山四期超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”通過(guò)在生產(chǎn)管控系統、工程設計、智能裝備等方面的創(chuàng )新研究，建成了目前全球單體規模最大、智能化程度最高、擁有完全自主知識產(chǎn)權的洋山四期自動(dòng)化集裝箱碼頭。自主研發(fā)的自動(dòng)化碼頭作業(yè)管控系統，在全球港口行業(yè)首次實(shí)現全業(yè)務(wù)自動(dòng)化和核心業(yè)務(wù)智能化，打破國外技術(shù)壟斷并實(shí)現反超。項目社會(huì )和經(jīng)濟效益顯著(zhù)，碼頭生產(chǎn)效率屢創(chuàng )世界紀錄，生產(chǎn)作業(yè)實(shí)現本質(zhì)安全，勞動(dòng)環(huán)境極大改善，勞動(dòng)生產(chǎn)率是傳統碼頭的213%，碼頭作業(yè)實(shí)現零排放。項目成果已在14個(gè)國內外碼頭中應用，彰顯了“中國智造、中國服務(wù)、中國品牌”的實(shí)力。

從“0”到“1”努力創(chuàng )造更多世界第一

加速建設世界一流強港，更好地服務(wù)國家建設，是習近平總書(shū)記一直牽掛的大事，是新時(shí)期建設航運強國的重要命題。2018年11月6日，習近平總書(shū)記在上海視察時(shí)視頻連線(xiàn)洋山港四期自動(dòng)化碼頭并提出，要有勇創(chuàng )世界一流的志氣和勇氣，要做就做最好的，努力創(chuàng )造更多世界第一。他希望上海把洋山港建設好、管理好、發(fā)展好，加強軟環(huán)境建設，不斷提高港口運營(yíng)管理能力、綜合服務(wù)能力，在我國全面擴大開(kāi)放、共建“一帶一路”中發(fā)揮更大作用。

近年來(lái)，集團積極踐行總書(shū)記殷殷囑托，團結進(jìn)取，不懈努力，服務(wù)能級穩步提升，上海港集裝箱吞吐量已連續十一年雄踞世界第一，成為全球唯一持續突破4000萬(wàn)標準箱的港口。與此同時(shí)，上海港堅持把科技創(chuàng )新作為引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展的第一動(dòng)力，聚焦科技強港建設，集中力量攻克關(guān)鍵技術(shù)，并把自動(dòng)化集裝箱碼頭作為未來(lái)港口發(fā)展的主要方向。

洋山深水港是上海國際航運中心的核心港區、“一帶一路”的戰略節點(diǎn)、長(cháng)三角一體化高質(zhì)量發(fā)展的重要功能載體。在小洋山建設自動(dòng)化碼頭，是增強港口核心能力，適應當今世界港口科技發(fā)展趨勢的必然選擇。集團敢為人先作出建設洋山四期自動(dòng)化碼頭的決策，作為科技創(chuàng )新重大工程建設項目，一直得到中央和上海市領(lǐng)導的關(guān)心指導和港航界的高度關(guān)注。

上港集團以“高可靠、高效率、世界先進(jìn)水平”為目標，銳意創(chuàng )新，把洋山四期建成全球單體規模最大、智能化程度最高、擁有完全自主知識產(chǎn)權的全自動(dòng)化集裝箱碼頭，打破國外壟斷，并實(shí)現技術(shù)反超，年吞吐量和作業(yè)效率均居世界自動(dòng)化碼頭首位。洋山四期的成熟運行是我國港口科技發(fā)展新的里程碑，標志著(zhù)上海國際航運中心代表國家參與國際經(jīng)濟合作與競爭形成了新的“硬核”力量，引領(lǐng)了當今國內外自動(dòng)化集裝箱碼頭換代式發(fā)展的新潮流。

自2017年12月開(kāi)港以來(lái)，洋山四期的規模不斷擴大、產(chǎn)能不斷釋放，一年躍上一個(gè)新臺階，2018年達到201萬(wàn)標準箱，2019年實(shí)現327萬(wàn)標準箱，2020年突破420萬(wàn)標準箱，實(shí)現了初期目標。開(kāi)港三年多以來(lái)，生產(chǎn)管控系統運行穩定，生產(chǎn)效率屢創(chuàng )世界紀錄，岸橋最高臺時(shí)量57.17自然箱/小時(shí)，單船平均臺時(shí)量最高47.33自然箱，晝夜最高吞吐量20823.25TEU。生產(chǎn)作業(yè)實(shí)現本質(zhì)安全和零排放，勞動(dòng)環(huán)境極大改善，勞動(dòng)生產(chǎn)率為傳統碼頭的213%。此外，ITOS智能作業(yè)管控系統這個(gè)指揮整個(gè)碼頭運作的“大腦”還在不斷地迭代升級，以先進(jìn)性和前瞻性領(lǐng)先于近期最新建設的自動(dòng)化集裝箱碼頭。洋山深水港四期項目榮獲中國港口協(xié)會(huì )科技進(jìn)步特等獎1項、一等獎2項；取得發(fā)明專(zhuān)利8項，實(shí)用新型專(zhuān)利6項，軟件著(zhù)作權14項；發(fā)表著(zhù)作1部，論文65篇；發(fā)布行業(yè)標準1項，在編行業(yè)標準體系1項，地方標準2項，團體標準3項。其成熟運行，標志著(zhù)我國港口技術(shù)和運營(yíng)模式實(shí)現跨越式升級與重大變革，成為上海國際航運中心建設的重大里程碑。

2020年12月10日，集團黨委書(shū)記、董事長(cháng)顧金山出席洋山四期開(kāi)港三周年暨900萬(wàn)箱起吊儀式，并在講話(huà)中指出，洋山四期產(chǎn)能的增加和產(chǎn)量的提升，為上海港鞏固提升上海國際航運中心地位、進(jìn)一步增強服務(wù)國家發(fā)展戰略的能力注入了新的動(dòng)能，未來(lái)，集團將建立并不斷完善集互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和碼頭自動(dòng)化技術(shù)為一體的、多邊界屬性的、系統化的港口生態(tài)圈為努力方向，為國際航運中心建設提供重要支撐，更好地服務(wù)國家戰略，加快同長(cháng)三角共建輻射全球的航運樞紐，提升整體競爭力和影響力而不懈奮斗。集團黨委副書(shū)記、總裁嚴俊，副總裁方懷瑾、王海建等共同見(jiàn)證了洋山四期900萬(wàn)箱起吊的重要時(shí)刻。

上港集團勇創(chuàng )一流的決心和雄心可見(jiàn)，從“0”到“1”，已圓滿(mǎn)畫(huà)下句點(diǎn)；從“1”到“N”，未來(lái)可期。

從“制造”到“智造”解決“卡脖子”問(wèn)題

核心技術(shù)不僅要領(lǐng)先，還要保持領(lǐng)先優(yōu)勢，從根本上解決自動(dòng)化碼頭技術(shù)領(lǐng)域智能化作業(yè)管控系統“卡脖子”問(wèn)題！洋山四期建設中，最大的難點(diǎn)是怎樣構建自動(dòng)化碼頭“大腦”——智能管控系統（ITOS），它必須具有極高的功能適應性、性能高效性和運營(yíng)可靠性。作業(yè)管控系統外連海運船舶、道路運輸、口岸監管，內控計劃調度、設備設施各執行與傳感單元，覆蓋碼頭作業(yè)多場(chǎng)景、全流程，是超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭的“大腦”。

為此，上港集團率先牽頭開(kāi)展自主研發(fā)，通過(guò)理論研究，構建數據差異量化模型和相關(guān)算法，攻克無(wú)人設備全域感知、多體協(xié)同、多活并發(fā)等核心技術(shù)，打造了全新的基于流程與數據雙驅動(dòng)的分布式、可配置全域融合協(xié)同控制架構和信息交互平臺，創(chuàng )新研發(fā)了全新的智能作業(yè)管控系統（ITOS），解決了作業(yè)時(shí)空多變、狀態(tài)不確定導致設備協(xié)同難的關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現了系統與設備設施間海量數據處理動(dòng)態(tài)協(xié)同與高效可靠，核心功能與性能全面超越國外產(chǎn)品，能力與效率均居全球自動(dòng)化碼頭首位。

百尺竿頭，更進(jìn)一步。在上海市科委的鼎力支持和悉心指導下，上港集團積極牽頭承擔國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“網(wǎng)絡(luò )協(xié)同制造和智能工廠(chǎng)”重點(diǎn)專(zhuān)項共性關(guān)鍵技術(shù)項目，啟動(dòng)實(shí)施了“基于大數據驅動(dòng)的超大型集裝箱碼頭智能化作業(yè)管控技術(shù)”研發(fā)工作。面向超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭裝卸、堆存、轉運、進(jìn)出道口等多種作業(yè)場(chǎng)景，項目將重點(diǎn)解決基于大數據的碼頭全域協(xié)同優(yōu)化與智能決策這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，聚焦作業(yè)協(xié)同智能規劃、大數據分析與應用服務(wù)、智能管控系統構建等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研用密切協(xié)同攻關(guān)，應用大數據、云計算和數字孿生等新一代信息技術(shù)，從計劃、調度、工藝和過(guò)程控制等各方面進(jìn)一步提升超大型集裝箱碼頭作業(yè)管控系統的智能化水平，進(jìn)一步減少人工干預，優(yōu)化資源任務(wù)匹配，從而突破制約自動(dòng)化碼頭效率進(jìn)一步提升的各類(lèi)瓶頸，實(shí)現港口運營(yíng)管理能力和綜合服務(wù)能力的不斷提升。預計到2022年，項目將完成我國首個(gè)擁有完全自主知識產(chǎn)權的超大型自動(dòng)化集裝箱碼頭智能操作系統的升級研發(fā)，推進(jìn)碼頭運營(yíng)效率再次大幅提升，實(shí)現整體橋吊平均臺時(shí)效率進(jìn)一步提升10%以上、單體碼頭年吞吐能力進(jìn)一步提升50%以上、作業(yè)人員減少70%以上。

從“穩吊裝”到“防沉降”打磨每一個(gè)細節

除了智能管控系統，創(chuàng )新火花也閃耀在洋山四期碼頭設計和設備制造等方面。

首創(chuàng )軌道吊雙箱裝卸、橋吊雙起升雙吊具作業(yè)、多種軌道吊柔性混合布局的全新自動(dòng)化操作技術(shù)。自動(dòng)化設備需要精確地吊起集裝箱，需要解決船舶搖晃導致的船上集裝箱對位變化，以及氣候風(fēng)向等原因導致的吊具搖晃等難題。為此項目組創(chuàng )新研發(fā)了前后任務(wù)物理三維特征AI感知、設備高精度自動(dòng)扭擺控制等技術(shù)，以達到箱姿箱位實(shí)時(shí)感知、吊具狀態(tài)精確控制的效果，提升碼頭運營(yíng)效率約20%，滿(mǎn)足了大規模樞紐型碼頭多種作業(yè)狀態(tài)高效運作的實(shí)際需求。

創(chuàng )新使用自動(dòng)化碼頭道路堆場(chǎng)沉降控制技術(shù)。為解決洋山地區不均勻深厚軟土地基條件下堆場(chǎng)建設工程復雜、變形控制難的問(wèn)題，創(chuàng )新提出深厚軟土地基—軌道基礎—軌道協(xié)同設計方法，研發(fā)了堆場(chǎng)雙重可調式軌道基礎和新型軌枕結構，在有效解決地基問(wèn)題的同時(shí)，還顯著(zhù)節約了工期和投資。

從“洋山工程”到“洋山精神”唱響新時(shí)代奮斗強音

洋山四期從前期孕育時(shí)被寄予厚望，到建成開(kāi)港后的不負眾望，這來(lái)自于習近平新時(shí)代中國特色社會(huì )主義思想指引，這來(lái)自于集團上下眾志成城英勇奮戰，這也來(lái)自于賡續“不辱使命、艱苦創(chuàng )業(yè)、求真務(wù)實(shí)、勇創(chuàng )一流”洋山精神的建設者、管理者、經(jīng)營(yíng)者群體的努力奮斗。

來(lái)自集團、機關(guān)部室及海勃、尚東、指揮部、同盛、瑞祥等單位的方懷瑾、張斌、黃秀松、黃桁、秦濤、柳長(cháng)滿(mǎn)、羅文斌、周亞平、王施恩、丁益華、楊楣、孫金余、王黎明、陳迪茂、張傳捷、許力、吳慶飛等人組成了項目團隊的核心。他們牢牢把握住港口變革發(fā)展的時(shí)機，始終保持艱苦奮斗的昂揚精神，戰勝一切艱難險阻，把洋山四期建設好、管理好、發(fā)展好。

為什么他們可以想法設法克服一切困難？因為他們在用奮斗續寫(xiě)新時(shí)代的“洋山精神”。在建設中，在項目核心團隊的帶領(lǐng)下，他們用2年的時(shí)間就完成了國外團隊需要5年才能實(shí)現的重大突破，用事實(shí)向世界證明了中國速度！有些人曾為了優(yōu)化設計方案，時(shí)常面紅耳赤激烈爭論；有些人曾為了攻克一個(gè)難題，挑燈夜戰、廢寢忘食；還有些人經(jīng)歷了整整4個(gè)多月的摸索和努力，迎來(lái)了設備聯(lián)調第一條路測試貫通的欣喜……

洋山工程孕育了“洋山精神”，“洋山精神”推動(dòng)了洋山高質(zhì)量發(fā)展并極大豐富了上海港人的精神品格。不辱使命、艱苦創(chuàng )業(yè)、求真務(wù)實(shí)、勇創(chuàng )一流——“洋山精神”內涵在新時(shí)代迸發(fā)出新的生命力，激勵著(zhù)項目團隊汲取真理的力量、創(chuàng )新的力量、奮進(jìn)的力量，推動(dòng)著(zhù)洋山四期全體員工克難奮進(jìn)、真抓實(shí)干、繼續奮斗，為加快構建以國內大循環(huán)為主體、國內國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局作出新貢獻。