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山东港口烟台港全球首座专业化干散货全自动码头卸船现场
大众网·海报新闻记者 屈晨晨 烟台报道
11月10日，一艘40万吨级散货轮满载巴西铁矿石，经过数十天航行，抵达山东港口烟台港全球首座专业化干散货全自动码头。卸船作业现场，只见数台橙红色卸船机灵巧地舞动着“机械臂”，将铁矿源源不断地抓取出舱，配合飞速转动的皮带和与之遥相呼应的堆取料机及装车机，卸货、装车，整套流程精准运行，丝滑流转，一气呵成。
工作人员正通过屏幕监管着整套作业设备
而在几千米外的远程控制中心，几名工作人员正通过屏幕监管着整套作业设备，只需少许工人就可完成码头装卸、混配、转运全流程各环节的作业，整个工作环境科技感十足。
于新国创新团队
这一切，都得益于山东港口烟台港“于新国创新工作室”的研发成果。该团队成功研发出全球首创干散货专业化码头控制技术，攻克了世界级港口技术难题，并于日前荣获了2021年山东省感动交通“十大年度人物”榜首，用实际行动书写了新时代的山东交通故事。
“曾经很向往‘集装箱自动化’作业，如今我们率先实现了‘干散货自动化’作业。”山东港口烟台港矿石公司副总经理于新国介绍说。
于新国（中）
长期以来，“于新国创新工作室”致力于干散货码头自动化技术创新研究，团队现有骨干成员25人，平均年龄仅35岁。目前该团队拥有专利20余项，其中，专利“一种智能履带式船舱清舱机”全球领先、独一无二。
破冰：独辟干散货自动化升级“山港路径”
让干散货码头实现自动化有多难？
于新国告诉记者，与标准化的集装箱作业相比，干散货形态不同、运输船舶类型不同等特点要求机械设备操作更加精准，导致全球干散货自动化码头的研发建设难度较大、进程相对缓慢。“集装箱的话，你可以点对点直接过去找到它，而干散货需要每一斗进行实时变换，它的位置是变换的。”于新国说道。
那么，为什么一定要推动专业干散货码头实现全自动化升级呢？
据了解，大宗干散货是山东港口的骨干货种，作为山东港口重要的“两翼”之一，烟台港干散货占其吞吐量的近一半，拥有全球最大的40万吨矿石码头，铝土矿年吞吐量超亿吨、居全球第一。由于干散货作业环境恶劣、劳动强度大、劳动力成本高等现状，实现干散货自动化码头升级对进一步加速烟台港产城融合发展和建设国际领先的智慧绿色港具有重要现实意义。
一直以来，全球范围内的港口升级多聚焦于集装箱码头的新建和自动化改造，对干散货专业化码头自动化技术攻关却望而却步。将高度自动化应用于作业流程复杂多变的干散货码头，很多港口人都认为这只是个可探讨却不可躬行的课题，干散货自动化曾一度成为港口领域的一块“坚冰”。
面对这个领域的世界难题和技术空白，于新国创新团队曾多次赴国内外港口寻找办法和经验，但却屡屡无功而返。既然“要、买、讨”都不成，那就干脆横下一条心、憋足一口气，靠自己的双手和智慧创出新办法，闯出新路子！
于新国带领团队展开头脑风暴
在经历了数不清的反复调研、推敲、复盘的基础上，于新国创新团队决定针对矿石码头特点，从提高铁矿混配精度入手，将堆取料机的自动化升级改造，作为干散货码头自动化“破冰”的首个突破口。
取料恒流量是实现铁矿石精准混配的核心环节，做不到恒流量取料，精准混配就无从谈起。为实现两种以上物料同步到达指定位置，使斗轮机取料更均匀，于新国创新团队在上千个研发思路及方向中，不断推翻归零，失败、重启、再失败、再重启……只为“结果再精准一点，误差再缩小一点”的执著信念，历时百天耗费2000多个小时“鏖战”，关键核心技术终于被攻克。
当时正值炎热盛夏，闷热的机房被戏称为“于新国创新团队专用桑拿房”，团队核心成员在里面一待就是10多个小时，里外衣服都能拧出水来，为的只是获取一个个精确的实时电流值反馈。为了不影响正常生产，他们成了穿梭在码头现场的“流动作战部队”，抓住一切工歇和机器“暂停”的机会，见缝插针，与机器比拼，与时间赛跑，常常在10米高的料堆上一待就是一整天，逐个边角调整试验参数。现场边角看不清就跑到货垛上蹲点看，看完再回设备上改参数，一天之内在现场来回走个几万步成为每个人的“家常便饭”。
于新国和团队成员们研创的全球首个自动化高精度混配矿控制系统通过高精度皮带秤、多机协同控制、动态补偿等多个独创技术和设备，实现货物配比实时监控、参数自动调整，烟台港铁矿混配成品铁、硅含量标准差控制在0.2%以内，达到行业一流水准，成为全球首个且唯一能够实现四种物料混配的码头，率先打开了日韩混配业务的新局面。这项技术的研发成功，也成为了烟台港干散货码头自动化升级的“破冰锤”。“这是我们全球首创干散货专业化码头成功的第一步，也是最关键的一步。”于新国说道。
蝶变：“中国方案”从梦想照进现实
突破高精度混配技术，只是干散货码头自动化升级的“万里长征”第一步，在打破这一关键点的“坚冰”后，还必须对整条作业线的技术进行自动化、智能化升级改造，实现全系统、全流程、全自动。为此，于新国创新团队紧跟前沿技术潮流，紧抓“智慧港口”建设机遇，持续加大核心技术攻坚，一个堡垒一个堡垒去攻克，一个瓶颈一个瓶颈去突破。
“卸船机抓斗智能防摇系统是自动化过程中一大难题。一抓斗重达65吨，其中货物41.5吨，自身重23.5吨，经过半年多上千次试验，我们最终将其摆动幅度控制在5厘米之内，这是不容易做到的，在全世界也是首屈一指。”烟台港矿石公司工程技术部经理周思远告诉记者，要攻克一个技术难题就要先了解其传统生产工艺存在什么样的逻辑关系，自动化要尽量仿真于人工作业。“因此，我们在卸船机上安装激光雷达，相当于人的眼睛，通过云计算，相当于人的大脑，只有眼睛和大脑配合好了，才能指挥干散货设备机械去精准完成自动化作业任务。”周思远介绍道。
奋楫者先，勇为者成。这支平均年龄只有35岁的团队年轻成员誓将干散货码头的全自动“大脑”贴上“国”字标，坚持实践创新，逐项突破，攻克了道道关键难题：三维仿真精度均达到15厘米内、三维图像更新时间达到10秒以内、首创智能抓取算法模型、首创高点抓取模型……同时先后研发出自动化堆取料控制系统，实现作业过程中自动垛型扫描、自动对位、自动开层、自动取料、自动回转，兼具防碰预警、塌垛应急处理等功能；研发出抓斗智能防摇系统，将抓斗行进过程中摆动幅度控制在5厘米范围内，解决了抓斗精准控制的难题；研发出自动化装船控制系统，用激光扫描技术自动获取和识别船舱边缘数据，利用GPS定位技术提升定位精度，并根据配载图建立装船换仓模型，有效预防船舶偏载；研发出自动化装车机控制系统，建立换车厢装车模型。
于新国创新团队获得的荣誉证书
2021年12月22日，山东港口在烟台港向全球正式发布“全系统、全流程、全自动”全球首创干散货专业化码头控制技术，为全球传统干散货码头自动化升级提供了示范样本。
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