自动化码头装卸工艺虚拟仿真实验
与传统码头相比，自动化码头在智能化、可靠性、稳定性、设备利用率、运营成本等方面具有无与伦比的优势。为了减少作业安全事故，提高作业效率的稳定性，降低作业成本，全球不少集装箱码头纷纷实施或准备实施自动化，码头向自动化、智能化方向发展已是大势所趋。
图3 装卸工艺示意图
本实验项目以真实自动化码头为背景，以自动化装卸工艺为依据，开设出口装船、进口卸船、出口收箱、进口提箱、堆场翻箱等码头营运作业管理实验项目。
自动化集装箱码头收到卸船集装箱清单后，根据清单信息制定该船舶的进口箱堆场堆存计划。当船舶靠泊自动化码头后，码头根据船舶在码头的靠泊时间以及其他集装箱船舶的靠泊情况和计划来制定相应的卸船计划。根据码头堆存计划和卸船计划，制定岸桥、场桥和水平运输机械的调度计划，完成集装箱从船上卸下、运输到集装箱堆场指定位置的过程，如图4所示。当货主办理进口手续，预约提箱并缴费成功后，码头根据货物提箱受理情况，制定相应的提箱计划。货主通过海关审核后，可安排进入码头提箱。根据提箱计划和集装箱位置信息，安排场桥等机械设备的调度计划，把堆场的集装箱装在到集卡上。集卡司机在提到箱后，通过自动化码头的道口，由道口核对所提集装箱的箱号，道口核对无误并做好登记后即可驶出自动化码头，完成进口业务中的提箱作业。
图4 自动化码头进口业务流程
出口业务流程如图5所示。码头根据船公司提供的船舶靠泊时间制定船舶靠泊计划，做好装船准备工作。码头根据船公司发来的出口舱单，制定相应的集港计划和出口箱在前方堆场的堆存计划，通知货主自动化码头的集港时间，货主在规定时间内将集装箱运至码头，由道口进行收箱并指定该集装箱在场地内的堆存位置，集卡司机把集装箱拉到堆场后，由场桥把集装箱从集卡上卸下并堆到堆场的场箱位，完成出口业务中的集港作业。当集装箱船舶到港靠泊后，自动化码头根据预配船图、场地出口箱堆存信息和海关EDI信息制定船舶的实际配载计划，经确认后码头根据实际配载计划制定相应的装船计划。根据出口箱堆存计划和船舶装船计划，制定岸桥、场桥和水平运输机械的调度计划，完成集装箱从堆场运至船上指定位置的过程，并生成出口船舶积载EDI，完成出口业务中的装船作业。
图5 自动化码头出口业务流程
本实验项目包含4种典型业务流程的装卸工艺过程：①进口卸船，②进口提箱，③出口收箱，④出口装船。
（1）进口卸船
该项目包括作业指令下发、岸桥卸船、水平运输和堆场收箱等步骤。首先，设定进口卸船作业计划，并下发设备作业指令。自动化双小车岸桥进行船至AGV作业；水平运输采用AGV自动引导小车完成集装箱到堆场作业；堆场采用全自动轨道式龙门起重机ASC进行收箱作业。
图6 进口卸船流程
（2）进口提箱
该实验项目包括作业指令下发、堆场发箱、水平运输和闸口放行等步骤。首先，设定进口提箱作业计划，并下发设备作业指令。堆场采用全自动轨道式龙门起重机ASC进行发箱作业；水平运输采用外场集卡将集装箱运运输至闸口；闸口信息确认后放行。
图7 进口提箱流程
（3）出口收箱
该实验项目包括作业指令下发、闸口放行、水平运输和堆场收箱等步骤。首先，设定出口集港作业计划，并下发设备作业指令。外集卡经过闸口放行进港，将集装箱运输至堆场；堆场收箱采用全自动轨道式龙门起重机ASC完成作业。
图8 出口收箱流程
（4）出口装船
该项目包括作业指令下发、堆场发箱、水平运输和岸桥装船等步骤。首先，设定出口装船作业计划，并下发设备作业指令。堆场发箱采用全自动轨道式龙门起重机ASC进行作业；采用AGV自动引导小车将集装箱水平运输至岸边；自动化双小车岸桥进行AGV至船作业。
图9 出口装船流程