总长2350米的集装箱码头岸线远远地向东延伸，高耸的桥吊在轨道上默默滑行着，随后挥舞巨臂，装卸数以万计的集装箱，精度达毫米级；100多台轨道吊在堆场上运转自如，百余台自动导引车来回穿梭.....
当无人驾驶、自动导航、路径优化、主动避障等当今最前沿技术汇聚于洋山四期，这里也成为了全球规模最大、智能化程度最高、拥有完全自主知识产权的全自动化集装箱码头。
在5月25日公布的2020年度上海市科学技术奖榜单中，“洋山四期超大型自动化集装箱码头关键技术研究与应用”被授予科技进步奖特等奖。
这座拥有完全自主知识产权的全自动化集装箱码头，打破国外垄断并实现技术反超，年吞吐量和作业效率均居世界自动化码头首位。
洋山四期的成熟运行是我国港口科技发展的新里程碑，凝聚着属于“中国制造”的智慧，也标志着上海国际航运中心代表国家参与国际经济合作与竞争形成了新的“硬核”力量。
中国创“智慧大脑”
从“分级分层”到“全域融合”
码头生产效率屡创世界纪录
“过往的自动化码头操控系统，采用主从式分级分层管控模式，制约了码头整体运营效率的提升，而洋山四期码头则攻克了无人设备全域感知、多体协同、多活并发等核心技术，实现了系统与设备设施间海量数据处理动态协同与高效可靠，核心功能与性能全面超越国外产品，能力与效率均居全球自动化码头首位。”站在以蔚蓝天空和鲜红塔吊为背景的洋山四期观景台上，上海国际港务（集团）股份有限公司副总裁方怀瑾自豪地说。
“全自动化”无疑是这座码头最闪亮的标签。但要达成就需要构建 “最强大脑”，因为超大型集装箱运输，需要极高的功能适应性，并覆盖码头作业的多场景、全流程。
回忆起系统研发初期，上港集团技术中心主任、四期码头管控软件总设计师黄秀松仍感慨万千，由于当时国内尚无先进案例可供参考，他们曾有过用国外软件的打算，“通过一年认证，凭借着20多年码头实战经验，我们决定自己研发。”
上港集团牵头，一场自主研发攻关全面展开：分析数据、研发程序、反复试错……最终一套全新系统——智能管控系统（ITOS）诞生，从各大机种的协调性，到机械动作的有效性，均已实现突破，‘边装边卸’等功能，国外厂商的软件都做不到。
“桥吊动作麻利，轨道吊等速度也要跟上，就需要精准计算，整个生产过程中作业的计划都是由计算机来自动完成。”黄秀松说。
自2017年12月开港以来，洋山四期规模不断扩大、产能不断释放，一年跃上一个新台阶，2020年突破420万标准箱，实现了该码头建设的初期目标。生产效率也屡创世界纪录：岸桥最高台时量57.4自然箱，单船平均台时量最高47.3自然箱，昼夜吞吐量20823.25TEU。生产作业实现本质安全和零排放，劳动环境极大改善，劳动生产率为传统码头的213%。
“大脑”迭代升级
洋山四期吞吐量有望突破600万标准箱
自动化码头，不仅指大型机械“自动”，还包括后台管理控制系统的“自动”。在洋山四期集装箱岸桥远程操控台工作室内，小布看到了唯一的“人工干预“。
上港集团尚东分公司副总经理孙金余指着其中一台操控台说，把集装箱从船上抓上来放到岸上的中转平台，如果因风向等原因，发生丝毫的差错，系统就会立刻提醒，“整个四期码头，只有这里需要人工的介入去微调，一台操作台可以控制2到3个桥吊。”
与目前世界上最新建设的自动化集装箱码头相比，洋山四期在规模和智能化程度上保持着先进性，但即便如此，指挥整个码头运作的“大脑”还在不断地迭代升级。
据方怀瑾介绍，在上海市科委的支持和指导下，上港集团积极牵头，承担国家重点研发计划“网络协同制造和智能工厂”重点专项共性关键技术项目，启动实施了“基于大数据驱动的超大型集装箱码头智能化作业管控技术”研发工作。
面向超大型自动化集装箱码头装卸、堆存、转运、进出道口等多种作业场景，项目将重点解决基于大数据的码头全域协同优化与智能决策这一关键科学问题，进一步融入大数据、云计算和数字孪生等新一代信息技术，从计划、调度、工艺和过程控制等各方面进一步提升超大型集装箱码头作业管控系统的智能化水平，进一步减少人工干预。
预计到2022年，项目将完成我国首个拥有完全自主知识产权的超大型自动化集装箱码头智能操作系统的升级研发，推进码头运营效率再次大幅提升，实现整体桥吊平均台时效率进一步提升10%以上、单体码头年吞吐能力进一步提升50%以上。
“这意味着，明年洋山四期吞吐量有望突破600万标准箱，”方怀瑾说，“洋山四期的建设，对开创及完善中国版的超大型自动化码头管控新模式、打破国外软件在自动化码头管理系统上的垄断、实现我国智慧港口核心关键技术的自主化均具有十分重要的意义。”
据悉，“洋山四期超大型自动化集装箱码头关键技术研究与应用”项目成果已在14个国内外码头中得到应用，彰显了“中国大脑、中国智造、中国服务”的实力。
