全流程智慧化推動(dòng)港口跨越式發(fā)展

5月11日，習(xí)近平總書記考察了黃驊港煤炭港區(qū)，了解港區(qū)生產(chǎn)經(jīng)營及發(fā)展規(guī)劃等情況，指出“作為我國西煤東運(yùn)、北煤南運(yùn)的重要樞紐港口，要加強(qiáng)港口能力建設(shè)，創(chuàng)新管理體制機(jī)制，打造多功能、綜合性、現(xiàn)代化大港”。

黃驊港是我國西煤東運(yùn)、北煤南運(yùn)第一大黃金出?？?，依托國家能源集團(tuán)“煤電化路港航”一體化運(yùn)營優(yōu)勢，承擔(dān)了國家能源集團(tuán)約30%的煤炭下水任務(wù)，每年約2億噸煤炭從黃驊港下海輸出。

在吞吐量如此巨大的煤炭港口，港區(qū)內(nèi)干凈整潔，設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這得益于黃驊港人多年來在水資源利用、本質(zhì)抑塵技術(shù)和智慧化生產(chǎn)方面的不斷耕耘與創(chuàng)新。近日，主題教育采訪組走進(jìn)黃驊港，探尋國內(nèi)第一大煤炭港口高質(zhì)量發(fā)展背后的故事。

全流程智慧化推動(dòng)港口跨越式發(fā)展

初夏時(shí)節(jié)，海風(fēng)陣陣，貨輪汽笛長鳴，在水天一色的蔚藍(lán)下，烏黑的煤炭隨著傳送帶滾滾向前，被伸展著“巨臂”的裝船機(jī)源源不斷地裝載在停靠的貨輪上，生產(chǎn)作業(yè)行云流水……國家能源集團(tuán)黃驊港的生產(chǎn)現(xiàn)場呈現(xiàn)出一派繁忙的景象。

國家能源集團(tuán)黃驊港是我國西煤東運(yùn)第二大通道的主要下水港，是國家能源集團(tuán)煤電路港航一體化、產(chǎn)運(yùn)銷一條龍運(yùn)營的支柱港口。年煤炭裝船量2億噸以上，是目前國內(nèi)煤炭年吞吐量最大的港口，為保障國家能源安全提供堅(jiān)強(qiáng)支撐。

長期以來，煤炭港口被認(rèn)為是粗放型企業(yè)。雖然生產(chǎn)高度依賴于大型機(jī)械設(shè)備，但設(shè)備自動(dòng)化程度低、人員勞動(dòng)強(qiáng)度高。但在黃驊港，翻車機(jī)房、儲(chǔ)煤堆場和裝船現(xiàn)場，卻幾乎都看不見工作人員的身影。“以前港口煤炭的翻、堆、取、裝工作流程都靠翻車機(jī)、堆料機(jī)、取料機(jī)和裝船機(jī)等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)都需要工作人員在上面操作。現(xiàn)場的工作環(huán)境很差，有機(jī)器發(fā)出的噪音和一定的粉塵，并且24小時(shí)持續(xù)不停的需要有人來操作?！秉S驊港務(wù)智能控制科副科長陳致遠(yuǎn)對全流程智能化生產(chǎn)深有感觸，“通過對原有生產(chǎn)狀態(tài)的分析，我們把翻、堆、取、裝設(shè)備由人工作業(yè)模式升級(jí)為自動(dòng)化的作業(yè)模式，現(xiàn)在我們的工作人員都集中在生產(chǎn)管控中心的大樓里，通過遠(yuǎn)程操作就能完成所有的任務(wù)，職工的作業(yè)環(huán)境顯著改善，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低?！?/span>

從高空到辦公室，工作姿勢、環(huán)境的變化，見證著“智慧港口”的發(fā)展。黃驊港之所以能成為今天綠色、高效、國際一流的能源大港，離不開建港以來刻在黃驊港人骨子里的創(chuàng)新和奮斗精神。從鹽堿灘起步、在淤泥粉砂質(zhì)岸線建港、解決泥沙回淤問題……經(jīng)過一步步攻堅(jiān)克難和創(chuàng)新發(fā)展，黃驊港人認(rèn)識(shí)到，想要實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)健康高質(zhì)量的發(fā)展，必須打破散貨港口技術(shù)瓶頸，全面建設(shè)智慧港口。

技術(shù)應(yīng)用助力設(shè)備自動(dòng)化

建成智慧港口，黃驊港謀定而動(dòng)，按照綠色、智慧、高效、平安的發(fā)展理念，以“打造從計(jì)劃發(fā)起到設(shè)備執(zhí)行全新一體化智慧生產(chǎn)運(yùn)行模式”為目標(biāo)，從解決設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備調(diào)度、生產(chǎn)組織三個(gè)層級(jí)，有步驟地推進(jìn)單體自動(dòng)化、協(xié)同智能化、決策智慧化問題的解決。

首先需要解決的是生產(chǎn)作業(yè)的大型設(shè)備自動(dòng)化。而大型設(shè)備想要自動(dòng)化，就依賴設(shè)備精度定位定姿和穩(wěn)定快速的信號(hào)傳輸。

在國際無借鑒，國內(nèi)無先例的基礎(chǔ)上，黃驊港2016年開始智能化改造項(xiàng)目，為設(shè)備安裝北斗定位系統(tǒng)并在作業(yè)區(qū)域部署5G基站;年底建成國內(nèi)首個(gè)智能堆場，實(shí)現(xiàn)了堆場中堆料機(jī)、取料機(jī)的全自動(dòng)運(yùn)行;2017年完成了堆場智能化改造項(xiàng)目，3個(gè)堆場27臺(tái)堆場設(shè)備全面投入自動(dòng)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了堆場設(shè)備的無人操作。這一項(xiàng)目的成功實(shí)施，使得現(xiàn)場用工量相比過去減少了62%;通過計(jì)算機(jī)堆料形成標(biāo)準(zhǔn)垛型，港區(qū)的堆存能力提升了10%;且配煤作業(yè)精度大大提高。

創(chuàng)新有了突破口，設(shè)備自動(dòng)化建設(shè)的成果就源源不斷地涌現(xiàn)：2018年黃驊港啟動(dòng)裝船機(jī)遠(yuǎn)程操控改造;2021年實(shí)現(xiàn)全機(jī)型裝船機(jī)智能化運(yùn)行，成為國內(nèi)首個(gè)全流程智能化作業(yè)的煤炭港口;繪制設(shè)備“生命體征線”，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際合理安排設(shè)備維修計(jì)劃，提高生產(chǎn)運(yùn)營的安全性和高效性……

設(shè)備運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化為黃驊港全流程智能化邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步。設(shè)備自動(dòng)化之后，雖然設(shè)備具備了脫離人而自動(dòng)化運(yùn)行的能力，但各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備仍然需要依賴于操作人員控制，設(shè)定工藝參數(shù)、控制設(shè)備啟停、協(xié)調(diào)上下游設(shè)備運(yùn)行。因此為打通設(shè)備調(diào)度與設(shè)備運(yùn)行間的通道，黃驊港向協(xié)同智能化發(fā)起了挑戰(zhàn)。

協(xié)同智能化是指在設(shè)備自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，向上對接生產(chǎn)作業(yè)指令，向下實(shí)時(shí)引導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行，由系統(tǒng)去分配設(shè)備任務(wù)、決定啟停，工作人員的主要職責(zé)由控制設(shè)備運(yùn)行，變?yōu)楸O(jiān)控設(shè)備運(yùn)行和處理故障。但這也帶來了更多的難題，如多設(shè)備的協(xié)同需要更完備的關(guān)聯(lián)分析和調(diào)度策略，設(shè)備脫離人工控制需要更多維度的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和保護(hù)策略等。

目前，黃驊港已經(jīng)進(jìn)行了多次系統(tǒng)架構(gòu)重構(gòu)以及大量的離線測試，正在以三期翻堆流程為試點(diǎn)進(jìn)行模式變革探索。2023年4月，協(xié)同智能化進(jìn)行了第一次重載測試，各項(xiàng)功能得到了充分驗(yàn)證，并計(jì)劃之后開展常態(tài)化試運(yùn)行，同時(shí)逐步開展在翻堆場景的擴(kuò)容，以及取裝、直裝場景的適配性優(yōu)化。

優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)決策智慧化

站在科技創(chuàng)新的前沿，黃驊港通過設(shè)備自動(dòng)化與協(xié)同智能化，生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備具備了接收生產(chǎn)作業(yè)指令而自主運(yùn)行的能力，只要確定了作業(yè)任務(wù)，設(shè)備間就能夠高效協(xié)同完成任務(wù)。但如何保證給出的作業(yè)任務(wù)是最優(yōu)的，還需通過決策智慧化來解決。

黃驊港一期工程建設(shè)至四期工程，各類生產(chǎn)工作流程超300種，配煤方案60多種，針對復(fù)雜多樣的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與調(diào)度環(huán)節(jié)，黃驊港花費(fèi)兩年時(shí)間，在依據(jù)過去計(jì)劃調(diào)度經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用運(yùn)籌優(yōu)化等人工智能算法，對排車、排船、流程調(diào)度等環(huán)節(jié)進(jìn)行深度優(yōu)化，更高效、合理的排布生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)，使得整體的生產(chǎn)運(yùn)行更加流暢，實(shí)現(xiàn)連續(xù)多年煤炭下水量超2億噸，占北方煤炭下水總量約30%。

通過設(shè)備自動(dòng)化、協(xié)同智能化、決策智慧化，黃驊港不僅自身完成了智慧港口的建設(shè)，還與電廠“跨界聯(lián)動(dòng)”，從生產(chǎn)運(yùn)輸港搖身變?yōu)椤凹夹g(shù)輸出港”。2022年，黃驊港自主研發(fā)清潔生產(chǎn)科技項(xiàng)目和生產(chǎn)智慧化項(xiàng)目，在泉州電廠推廣實(shí)施。其中清潔生產(chǎn)科技項(xiàng)目運(yùn)用全流程粉塵治理技術(shù)，對泉州電廠現(xiàn)有輸煤系統(tǒng)進(jìn)行改造優(yōu)化，降低作業(yè)現(xiàn)場灑落煤風(fēng)險(xiǎn)，提升清潔生產(chǎn)水平;生產(chǎn)智慧化項(xiàng)目則運(yùn)用全流程生產(chǎn)智能化技術(shù)，通過煤堆建模、自動(dòng)堆取料算法等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圓形堆取料機(jī)全自動(dòng)作業(yè)功能。

實(shí)干成就夢想，奮斗鑄就偉業(yè)。從鹽堿灘涂到多功能、綜合性、現(xiàn)代化大港，黃驊港將一個(gè)又一個(gè)的“不可能”變?yōu)槿A麗的現(xiàn)實(shí)，5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、北斗定位、智能控制、智慧決策等技術(shù)，在這里得到深度融合應(yīng)用，智能化逐步貫穿港口生產(chǎn)的全領(lǐng)域全過程。黃驊港的科技創(chuàng)新為我國港航事業(yè)發(fā)展和國家能源運(yùn)輸體系建設(shè)積蓄起強(qiáng)大的信心和技術(shù)基礎(chǔ)。如今黃驊港正揚(yáng)帆起航，朝著現(xiàn)代化綜合服務(wù)港、國際貿(mào)易港闊步邁進(jìn)。