全流程智慧化推动港口跨越式发展

编者按

5月11日，习近平总书记考察了黄骅港煤炭港区，了解港区生产经营及发展规划等情况，指出“作为我国西煤东运、北煤南运的重要枢纽港口，要加强港口能力建设，创新管理体制机制，打造多功能、综合性、现代化大港”。

黄骅港是我国西煤东运、北煤南运第一大黄金出海口，依托国家能源集团“煤电化路港航”一体化运营优势，承担了国家能源集团约30%的煤炭下水任务，每年约2亿吨煤炭从黄骅港下海输出。

在吞吐量如此巨大的煤炭港口，港区内干净整洁，设备高效运转，这得益于黄骅港人多年来在水资源利用、本质抑尘技术和智慧化生产方面的不断耕耘与创新。近日，主题教育采访组走进黄骅港，探寻国内第一大煤炭港口高质量发展背后的故事。

全流程智慧化推动港口跨越式发展

初夏时节，海风阵阵，货轮汽笛长鸣，在水天一色的蔚蓝下，乌黑的煤炭随着传送带滚滚向前，被伸展着“巨臂”的装船机源源不断地装载在停靠的货轮上，生产作业行云流水……国家能源集团黄骅港的生产现场呈现出一派繁忙的景象。

国家能源集团黄骅港是我国西煤东运第二大通道的主要下水港，是国家能源集团煤电路港航一体化、产运销一条龙运营的支柱港口。年煤炭装船量2亿吨以上，是目前国内煤炭年吞吐量最大的港口，为保障国家能源安全提供坚强支撑。

长期以来，煤炭港口被认为是粗放型企业。虽然生产高度依赖于大型机械设备，但设备自动化程度低、人员劳动强度高。但在黄骅港，翻车机房、储煤堆场和装船现场，却几乎都看不见工作人员的身影。“以前港口煤炭的翻、堆、取、装工作流程都靠翻车机、堆料机、取料机和装船机等设备来实现，每个都需要工作人员在上面操作。现场的工作环境很差，有机器发出的噪音和一定的粉尘，并且24小时持续不停的需要有人来操作。”黄骅港务智能控制科副科长陈致远对全流程智能化生产深有感触，“通过对原有生产状态的分析，我们把翻、堆、取、装设备由人工作业模式升级为自动化的作业模式，现在我们的工作人员都集中在生产管控中心的大楼里，通过远程操作就能完成所有的任务，职工的作业环境显著改善，劳动强度大大降低。”

从高空到办公室，工作姿势、环境的变化，见证着“智慧港口”的发展。黄骅港之所以能成为今天绿色、高效、国际一流的能源大港，离不开建港以来刻在黄骅港人骨子里的创新和奋斗精神。从盐碱滩起步、在淤泥粉砂质岸线建港、解决泥沙回淤问题……经过一步步攻坚克难和创新发展，黄骅港人认识到，想要实现长远健康高质量的发展，必须打破散货港口技术瓶颈，全面建设智慧港口。

技术应用助力设备自动化

建成智慧港口，黄骅港谋定而动，按照绿色、智慧、高效、平安的发展理念，以“打造从计划发起到设备执行全新一体化智慧生产运行模式”为目标，从解决设备运行、设备调度、生产组织三个层级，有步骤地推进单体自动化、协同智能化、决策智慧化问题的解决。

首先需要解决的是生产作业的大型设备自动化。而大型设备想要自动化，就依赖设备精度定位定姿和稳定快速的信号传输。

在国际无借鉴，国内无先例的基础上，黄骅港2016年开始智能化改造项目，为设备安装北斗定位系统并在作业区域部署5G基站;年底建成国内首个智能堆场，实现了堆场中堆料机、取料机的全自动运行;2017年完成了堆场智能化改造项目，3个堆场27台堆场设备全面投入自动化运行，实现了堆场设备的无人操作。这一项目的成功实施，使得现场用工量相比过去减少了62%;通过计算机堆料形成标准垛型，港区的堆存能力提升了10%;且配煤作业精度大大提高。

创新有了突破口，设备自动化建设的成果就源源不断地涌现：2018年黄骅港启动装船机远程操控改造;2021年实现全机型装船机智能化运行，成为国内首个全流程智能化作业的煤炭港口;绘制设备“生命体征线”，结合生产实际合理安排设备维修计划，提高生产运营的安全性和高效性……

设备运行实现自动化为黄骅港全流程智能化迈出了坚实的第一步。设备自动化之后，虽然设备具备了脱离人而自动化运行的能力，但各个自动化设备仍然需要依赖于操作人员控制，设定工艺参数、控制设备启停、协调上下游设备运行。因此为打通设备调度与设备运行间的通道，黄骅港向协同智能化发起了挑战。

协同智能化是指在设备自动化的基础上，向上对接生产作业指令，向下实时引导设备运行，由系统去分配设备任务、决定启停，工作人员的主要职责由控制设备运行，变为监控设备运行和处理故障。但这也带来了更多的难题，如多设备的协同需要更完备的关联分析和调度策略，设备脱离人工控制需要更多维度的风险识别和保护策略等。

目前，黄骅港已经进行了多次系统架构重构以及大量的离线测试，正在以三期翻堆流程为试点进行模式变革探索。2023年4月，协同智能化进行了第一次重载测试，各项功能得到了充分验证，并计划之后开展常态化试运行，同时逐步开展在翻堆场景的扩容，以及取装、直装场景的适配性优化。

优化算法实现决策智慧化

站在科技创新的前沿，黄骅港通过设备自动化与协同智能化，生产现场设备具备了接收生产作业指令而自主运行的能力，只要确定了作业任务，设备间就能够高效协同完成任务。但如何保证给出的作业任务是最优的，还需通过决策智慧化来解决。

黄骅港一期工程建设至四期工程，各类生产工作流程超300种，配煤方案60多种，针对复杂多样的生产作业计划与调度环节，黄骅港花费两年时间，在依据过去计划调度经验的基础上，采用运筹优化等人工智能算法，对排车、排船、流程调度等环节进行深度优化，更高效、合理的排布生产作业任务，使得整体的生产运行更加流畅，实现连续多年煤炭下水量超2亿吨，占北方煤炭下水总量约30%。

通过设备自动化、协同智能化、决策智慧化，黄骅港不仅自身完成了智慧港口的建设，还与电厂“跨界联动”，从生产运输港摇身变为“技术输出港”。2022年，黄骅港自主研发清洁生产科技项目和生产智慧化项目，在泉州电厂推广实施。其中清洁生产科技项目运用全流程粉尘治理技术，对泉州电厂现有输煤系统进行改造优化，降低作业现场洒落煤风险，提升清洁生产水平;生产智慧化项目则运用全流程生产智能化技术，通过煤堆建模、自动堆取料算法等技术，实现圆形堆取料机全自动作业功能。

实干成就梦想，奋斗铸就伟业。从盐碱滩涂到多功能、综合性、现代化大港，黄骅港将一个又一个的“不可能”变为华丽的现实，5G、大数据、物联网、北斗定位、智能控制、智慧决策等技术，在这里得到深度融合应用，智能化逐步贯穿港口生产的全领域全过程。黄骅港的科技创新为我国港航事业发展和国家能源运输体系建设积蓄起强大的信心和技术基础。如今黄骅港正扬帆起航，朝着现代化综合服务港、国际贸易港阔步迈进。