从上海临港出发，驱车驶过东海大桥，率先入眼的，就是上海洋山深水港区四期自动化码头。
远看，码头前沿红白相间的巨型桥吊设备列成一列，向远处延伸至天际，甚是壮观；近看，码头作业区内几乎“空无一人”，现代化桥吊、轨道吊自行挥动巨臂，没有驾驶室的自动导引小车(AGV）载着集装箱来回穿梭，甚是震撼。
五年前，洋山四期自动化码头正式开港试生产，此后，无数国内外港航业人士来到上海，总要先到洋山这座小岛上去，一睹洋山四期的真容。在他们心中，这无疑是上海的一个新地标。
从“东方大港”到“世界强港”
作为上海港最“年轻”的码头，洋山四期自动化码头岸线和占地面积比前三期都小，但却更为瞩目，也承载着更多期待——这是世界上智能化程度最高的自动化集装箱码头之一，也是全球一次性建成投运、单体规模最大的自动化集装箱码头，被誉为“集大成之作”。它的建成和投产标志着中国港口行业在运营模式和技术应用上，实现了里程碑式的跨越升级与重大变革，更为上海港巩固港口集装箱货物吞吐能力世界第一地位，加速跻身世界航运中心前列提供了全新动力。
数据显示，2021年，洋山深水港区集装箱吞吐量达2281.3万标准箱，同比增长12.8%。其中洋山四期年吞吐量首破570万标准箱，同比增长35.7%。今年，洋山四期将再增加两台桥吊设备，年吞吐能力预计能达到630万标准箱。
以最小的空间、最少的人员，发挥最大的效能，背后的关键词正是“智能化”。
置身现场，或许更能领略“智能化”带来的魅力。集装箱卡车驶过无人道口，自助扫码完成信息交换，随后进入堆场外侧区域，倒车进入指定匝道。堆场内，全自动的轨道吊提前理好货，待集卡就位，第一时间根据集卡司机“一体机”信号，将对应的集装箱吊起、卸下。在堆场与码头前沿的桥吊之间，有一块围栏围起、完全无人的区域，区域内，百余台AGV小车在系统算法的安排下，以最优路径，不停地穿针引线，将从船上卸下的集装箱搬运至堆场，并将堆场中需要装船的箱子运至桥吊下。而巨型桥吊设备则配备了两个吊具，依靠首创的边装边卸工艺，实现效率提升。
上港集团尚东分公司（负责洋山四期的运营）首席远程吊桥操作员黄华告诉记者，目前，除了船舶一侧，桥吊抓取和放下集装箱需要远程操作员人工介入外，所有流程都已实现全自动化。“船舶一侧情况复杂，人工远程操作比系统全自动效率高，当桥吊将集装箱卸至船上，或成功从船上抓取集装箱，并到达一定高度后，系统就能完全接管。”
因其高度“智能化”，洋山四期的装卸效率较传统码头提高了近30%，并且人力成本节约了近70%。同时，桥吊操作员的工作环境也大幅改善，从“蓝领”变为“白领”。此外，全电力驱动的大型设备和AGV小车、全程无纸化操作、太阳能辅助供热等技术的应用，也让洋山四期成为绿色港口的典范。
有业内人士表示，如果说洋山深水港区的崛起，让上海港走向深蓝，成为“东方大港”，开启保持集装箱吞吐量世界第一的连冠之路，那洋山四期自动化码头的诞生与这五年的发展，则让上海港完成从“东方大港”到“世界强港”的蜕变，实现技术和运营模式上的领跑，引领全球范围内的“码头革命”。
从“国外垄断”到“实现反超”
时间回到洋山四期自动化码头正式开港那天，2017年12月10日，当第一个集装箱从船上吊下并走完一个流程时，与码头作业区一个围栏之隔的办公楼内，许多亲眼见证的工作人员都流下了眼泪。
“刚到洋山四期的时候，设备根本没有交互，指令层面根本没有动作，怎么动起来都是未知数。当时我们二十多人睡在大通铺里，口号就是‘5+2、白+黑’，大家现场一步步调，演练做了无数遍，开港前一天还通宵测试。”上港集团尚东分公司信息技术部经理顾志华回忆：“看着它从一个完全不会动的码头，到正式运营的第一箱稳稳地吊下来，就好像看到自己孩子出生，那一刻，这辈子都忘不掉。”
对于顾志华来说，这个孩子便是码头的智能管控系统（ITOS系统），它就像是自动化码头的大脑，是其能够动起来的关键所在。这套系统完全由上港集团自主研发、拥有完全知识产权，也是国内自动化码头领域唯一一颗“中国芯”。
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回忆，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，但通过一年认证，最终还是决定自己研发。
“我们当时研发这一系统，目标很明确，就是一定要成功。自动化码头代表了未来的发展趋势，原本该领域的核心技术都掌握在国际龙头手中，上海港要迈向世界一流，争创世界领先，必然需要自己攻克难关、自己掌握核心技术。”一位技术团队成员表示。尽管一开始面临重重挑战，但回头再看，正是因为自己掌握了核心技术，五年来，技术团队才能根据码头的发展、技术的进步、生产的实际，快速进行调整，让ITOS系统不断迭代升级。
在2021年的一次采访中，上港集团副总裁方怀瑾介绍道：“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，核心功能与性能超越国外产品，能力与效率均居全球自动化码头首位。”
数据显示，2021年，洋山四期每台桥吊昼夜装卸能力已突破1000标准箱的大关。2022年，ITOS系统2.0版本有望正式落地，届时，洋山四期码头运营效率将再次实现大幅提升。
当这颗“中国芯”打破国外技术垄断并实现反超，在海外复刻也成为必然。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。
2021年9月1日，上港集团以色列海法新港正式开港，该码头便复刻了“洋山四期”的技术亮点。这也是我国首次向发达国家输出“智慧港口”先进技术和管理经验。
从以色列返回上海的海法新港建设者还向记者分享了一件轶事：尽管上海方案在国际竞争中脱颖而出，帮助上港集团获得了海法新港码头的运营权，但在建设过程中，以色列方面始终拿中国标准和西方标准进行比较，并在许多方面表示出不理解。直到上港集团邀请以色列代表到洋山四期自动化码头参观，才彻底改变了对方的态度。显然，那一刻，中国标准赢了。
从“港为城用”到“城以港兴”
如果把洋山四期自动化码头放到历史的坐标系中，它一定是一个闪耀光芒的亮点，不仅对于全球的港航业人士来说是如此，对于生活在上海、长三角、长江沿线，乃至中国腹地的老百姓来说也同样如此。
一位业内人士表示，港口的发展连接着千家万户的命运，一个小小的集装箱内，或许装着来自海外的进口水果、牛肉生鲜等食品，也可能装着各种企业生产所必需的精密设备等。可以说，每一个集装箱，都与百姓的生活、社会经济的发展息息相关。
建造洋山四期自动化码头还有一个历史背景：得益于“一带一路”倡议、自贸区及长江经济带政策的利好，在总吞吐量连年创新高的同时，洋山深水港区的国际中转与水水中转比例持续增长，国际枢纽港地位逐渐确立。彼时，上海港既有集装箱码头的吞吐量均已远超当初的设计能力，受制于泊位资源与设备资源的数量，即便高负荷运转也无法从根本上满足未来逐年增长的需求。与此同时，上海国际航运中心也面临空前激烈的外部竞争环境，韩国、日本、新加坡等地的许多港口都在着力增强综合实力。放眼未来，上海需要一座新的集装箱码头来承载更艰巨的使命、应对更激烈的挑战，为国家经济发展和上海国际航运中心建设服务。
“港为城用，城以港兴”，洋山四期建成后，成了上海港实现箱量增长的主阵地。但显然，它的建成不是一个终点，而是上海港争创世界一流的新起点，这也必然也会对上海这座城市产生深刻影响。
顾志华告诉记者，他们一直在关注学界、业界最新的研究与应用，从来没有高处不胜寒的感觉，相反，总觉得能做的事还有很多。他说：“尽管我们的许多技术已经全球领先，但拼搏与创新却是无止境的，洋山四期码头仍需在不断地超越自我中寻求突破。”
五年来，一系列科研成果不仅让洋山四期码头自身的生产效率不断刷新纪录，而且也在持续反哺传统码头，助力传统码头的自动化改造，提升整个上海港的生产效率。
从2012-2020年，上海共评选出8项“面向经济主战场”，具有特别重大经济社会价值的创新性成果（科技进步奖），洋山四期斩获殊荣。可见，在争创世界一流的过程中，洋山四期自动化码头成为上海又一个意义非凡的创新高地。
栏目主编：李晔
图片来源：上港集团提供
来源：作者：王力