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第八章港口装卸工艺第一节港口装卸工艺概述所谓工艺，指社会生产中改变劳动对象所采取的方法。机械制造工艺就是机械加工的方法。装卸工艺是指按照一定的劳动组织形式，运用装卸机械及其配套工具等物质手段，遵照规定的技术标准和规范，完成货物在不同运输方式之间换装作业的方法和程序。装卸工艺的主要内容包括装卸作业的操作方法、作业技术标准和规范，以及维护工艺纪律的生产组织程序。一、港口装卸工艺的性质、内容与作用1、港口装卸工艺的性质装卸工艺是指在港口实现货物从一种运载工具（或库场）转移到另一种运载工具（或库场）的空间位移的方法和程序。港口的主要任务是货物的装卸和储存，是港口生产的基础，属于工业工程学。作为研究方法合理化的装卸工艺既是一门技术性学科，又是一门管理艺术。研究装卸工艺，就是分析、改进装卸方法，使通过港口的物流过程更经济、合理，从而达到安全、优质、高效、低成本地完成装卸任务，是港口现代化的关键，是提高劳动生产率和内涵扩大再生产的主要手段。先进的装卸工艺、先进的劳动定额、能激发工人热情的激励制度，这三者的有机结合是提高劳动生产率的重要手段。第一节港口装卸工艺概述一、港口装卸工艺的性质、内容与作用2、装卸工艺过程及其组成装卸工艺过程指货物从进港到出港所进行的全部作业的综合，它由一个或一个以上的操作过程组成。货物经过港口换装，有直接换装和间接换装两种方式。直接换装指货物由船上卸下直装上车辆或船舶，不再进人库场，或者按相反程序进行组织的装卸工艺过程。间接换装指货物先从船上卸入库场经过短期堆存，再由库场装上车辆溯舶，或者按相反程序进行组织的装卸工艺过程。第一节港口装卸工艺概述一、港口装卸工艺的性质、内容与作用2、装卸工艺过程及其组成在港口常见的装卸工艺过程有：（1）车←→库场←→船（2）船←→驳船←→车（3）车←→库场←→车←→船（4）车←→船（5）船←→船（海船、江船、驳船）第一节港口装卸工艺概述一、港口装卸工艺的性质、内容与作用2、装卸工艺过程及其组成为研究和分析的目的，对装卸工艺工程还可以划分为若干个相互平行的单纯过程：（1）操作过程：货物位移的基本过程；（2）劳动过程：这是以装卸工人参加装卸工艺过程所决定的，研究工人在各环节的劳动强度；（3）机械运行过程：研究各种机械的运行规律；（4）工属具的循环周转过程：研究装卸工属具的运用状况、周转过程。第一节港口装卸工艺概述一、港口装卸工艺的性质、内容与作用3、港口装卸工艺的主要内容在港口，装卸工艺工作主要包括两个方面，即日常装卸工艺工作和港口装卸工艺设计工作。（1）港口日常装卸工艺工作这一工作是以港口现有的工艺系统与装卸设备为基础，通过挖潜、技术创新和有效的组织，合理运用现有的人力、物力，以达到安全、优质、高效、低消耗来完成港口装卸任务的目的。这属于港口内涵式的扩大再生产能力的工作。（2）港口装卸工艺设计工作港口装卸工艺设计属于外延式的扩大再生产范畴，是港口工程设计的一个重要组成部分。第一节港口装卸工艺概述一、港口装卸工艺的性质、内容与作用4、装卸工艺的作用（1）装卸工艺是港口生产的方法（2）装卸工艺是港口建设设计和选用装卸机械机型的重要依据（3）装卸工艺是提高港口装卸效益的组织工作基础和技术保证（4）装卸工艺是保证生产安全质量的基础第一节港口装卸工艺概述二、港口装卸工艺现场组织和管理1、港口企业装卸工艺的部门设置（1）归人生产调度部门，如专设工艺编制人员等。这种设置有利于现场装卸工艺的安排，对现场工艺需求反应较快，主要强调装卸工艺的管理因素，但是工艺人员不易稳定。（2）归人机电等技术部门，这是目前的主流做法。这种安排强调了装卸工艺与机械设备之间的关系，注重装卸工艺技术因素。（3）归人规划建设部门。这种归并强调的是装卸工艺在港口规划和建设中的重要作用。（4）仍然保留单独的装卸工艺部门，但目前较少。2、工艺人员的主要职责（自学）3、装卸作业技术标准（自学）第一节港口装卸工艺概述三、港口装卸工艺合理化原则1、安全质量原则在港口生产过程中，防止货物损坏和差错，保护人员的生命，以及设备、设施的安全运行。2、充分利用机械设备原则对于劳动强度大、工作条件差、装卸搬运频繁、动作重复的环节，尽可能采用有效的机械化作业方式。3、专业化和适应性原则专业化原则：尽可能采用专门的工艺，专用的设备进行货物的装卸、搬运和储存。适应性原则：采用的工艺方案或者装卸机械设备应尽可能地满足不同种类货物的装卸作业要求。第一节港口装卸工艺概述三、港口装卸工艺合理化原则4、高效作业原则装卸作业线的工艺设计应保证船舶和车辆以及装卸机械设备的装卸能力得到充分发挥，并缩短车船在港停时。5、标准化原则在装卸工艺方案以及装卸设备的选择时，应尽可能采取标准化的成熟方案和设备，以及标准化的货物成组单元。6、环境保护原则在装卸工艺的设计和改造中，应采取有效措施，防止在作业过程中对周围环境产生有害影响。第一节港口装卸工艺概述一、港口装卸工艺设计的任务和重要性基本任务：在港址选择、港口装卸任务确定的前提下，通过港口装卸机械化系统方案的设计，技术经济论证和方案比选，确定港口码头为完成既定的装卸任务，所采用的装卸工艺和合理的装卸工作组织。合理的装卸工艺对提高港口的装卸效率和通过能力、加速和车船周转、降低装卸运输成本，减轻装卸工人劳动强度起着重要的作用。第二节港口装卸工艺设计二、港口装卸工艺设计的内容和步骤第二节港口装卸工艺设计港口装卸工艺设计步骤图三、港口装卸工艺设计的原始资料（1）港口地形平面图（2）货运量资料（3）自然情况（4）运输工具（船型、车型）（5）现行的成本计算方法和过去有关成本（各类费用）的统计资料（6）装卸及辅助机械设备的资料第二节港口装卸工艺设计三、港口装卸工艺方案经济效益分析（1）投资估算（2）港口装卸工艺方案的财务分析（收入与成本）（3）经济效益分析（4）国民经济评估（5）关于装卸工艺项目评估的有关问题（通货膨胀和价格波动、不确定性的风险分析、敏感性分析）第二节港口装卸工艺设计一、集装箱装卸作业方式1、吊上吊下方式：是指码头前沿采用起重机进行装卸，用码头或船上的起重机械设备往船舱或甲板上装集装箱，或卸集装箱。吊上吊下方式也称为“垂直作业方式”。吊上吊下方式是当前用得最为广泛的一种方式。2、滚上滚下方式：采用牵引车拖带挂车或叉车等流动搬运机械，往滚装船里装入集装箱，或卸出集装箱。是采用滚装船运输集装箱是的码头装卸作业方式，也称为“水平作业方式”。第三节集装箱装卸工艺一、集装箱装卸作业方式3、滚上滚下方式与吊上吊下方式比较滚上滚下方式其装卸速度要快30%左右，无需动用价格昂贵的港口大型专用机械设备，装卸费用低；有利于组织集装箱“门到门”运输；减少集装箱在港口的装卸环节，降低集装箱破损率。但滚装集装箱船的造价比吊上吊下集装箱船高约10%左右，其舱容利用率仅为吊上吊下集装箱船的50%，从而使每一载重吨的单位运费比吊上吊下集装箱船要高，滚装集装箱码头所需要的货场面积也比一般吊上吊下集装箱码头要大。第三节集装箱装卸工艺第三节集装箱装卸工艺二、集装箱的起吊方式1、上部四点起吊（广泛用于集装箱装卸专用机械）2、上部单点起吊（一般用于臂架型起重机）3、上部单点起吊，用于挂钩（仅适用于集装箱吞吐量较小的综合码头）4、用钢丝绳直接挂钩自上部起吊（不能用于起吊20和20fit以上的集装箱）5、采用横梁从下部起吊第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统集装箱码头的装卸工艺系统有很多种，如底盘车系统（TrailerChassisSystem）、跨运车系统（StraddleCarrierSystem）、轮胎式龙门起重机系统（Rubber-tiredTranstainerSystem）、轨道式龙门起重机系统（RailMountedTranstainerSystem、叉车系统（ForkLiftSystem）和正面吊运机系统（Front-handlingMobileCraneSystem）等。第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统1、底盘车系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统1、底盘车系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统2、跨运车系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统2、跨运车系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统3、轮胎式龙门起重机系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统3、轮胎式龙门起重机系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统4、轨道式龙门起重机系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统4、轨道式龙门起重机系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统5、叉车系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统5、叉车系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统6、正面吊系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统6、正面吊系统第三节集装箱装卸工艺三、集装箱码头装卸工艺系统7、跨运车—龙门吊混合系统第三节集装箱装卸工艺四、集装箱港站装卸工艺方案1、装卸桥－跨运车方案该方案中，“船－场”作业是由装卸桥将集装箱从船上卸到港站前沿地面上，然后用跨运车把集装箱运到场地的指定箱位上。第三节集装箱装卸工艺四、集装箱港站装卸工艺方案1、装卸桥－龙门起重机方案该方案通过集装箱牵引车和挂车完成集装箱从船上卸到港站场地的指定箱位上。第三节集装箱装卸工艺五、新智能化装卸工艺系统1、智能化模糊控制理论该方案通过集装箱牵引车和挂车完成集装箱从船上卸到港站场地的指定箱位上。在水平作业面，运用智能化模糊控制理论，融合现场操作和管理人员智慧和经验，自主开发了先进的集卡全场智能调控软件，达到了根据不同作业重要性，路程远近程度，已等候时间等诸多因素来动态配置水平运输机械，达到了场地上所有的水平运输机械同时为所有的作业线服务，同时具备了经济高效的特性。计算机调控系统会根据“作业线”需求的优先级，并兼顾路程就近原则根据智能化模糊控制计算结果，自动给集装箱卡车发布动态调配指令，在不同的时间段为不同的“作业线”服务。这样做的结果，致使水平运输机械再也不会出现忙闲不一的情况，系统的整体装卸作业能力有了很大的提高。第三节集装箱装卸工艺五、新智能化装卸工艺系统1、智能化模糊控制理论第三节集装箱装卸工艺装卸桥空车集卡空车集卡装卸桥重车集卡重车集卡空车集卡轮胎吊轮胎吊空车集卡五、新智能化装卸工艺系统2、同倍位同步装卸技术在垂直作业面，新的装卸工艺采用了装船和卸船同时作业的同倍位同步装卸技术，桥机从船上卸下一个集装箱后，随即又从岸上为船舶装上一个集装箱，边装边卸，明显缩短了累计作业时间。装船和卸船作业时，桥吊作业重箱上重箱下，集装箱卡车重车来重车归，空驶率明显降低，充分利用了宝贵的设备资源，在计算机智能化管理下实现了“边装边卸”的新工艺。3、全场智能堆放系统全场智能堆放系统运用智能模糊控制理论，按具备了操作和管理人员经验和智慧的规则，根据堆场龙门吊的位置，堆场上集装箱卡车等候的状态，出口箱“重压轻”的原则等一系列情况，做出拟人化的判断，给轮胎吊发出动态指令，从而提高了集装箱堆场效率。第三节集装箱装卸工艺五、新智能化装卸工艺系统4、智能化的预翻箱技术使用智能化的预翻箱技术，中央控制室根据配载图以及堆场上堆箱情况制定发箱指令。集卡司机根据中控指令将空车开到指定箱区进行装箱操作。轮胎吊司机接到中控发出的发箱指令后，系统根据智能化的算法，指导司机对不可装车的集装箱进行预翻箱操作，从而加快集卡到达后的装箱速度。第三节集装箱装卸工艺五、新智能化装卸工艺系统4、智能化的预翻箱技术第三节集装箱装卸工艺预翻箱的流程图一、新型自动化集装箱码头装卸设备上海振华港机集团成功开发的双40英尺新型高效岸桥可同时起吊2个40英尺或4个20英尺箱。这种新型的双40英尺岸桥可使单台设备的装卸效率在原来的基础上提高50%以上，结构形式如图1。外高桥五期工程已成功开发和应用了世界上第1台双40英尺岸桥。案例图1：双40英尺新型高效岸桥一、新型自动化集装箱码头装卸设备继双40英尺岸桥之后，上海振华港机集团又开发了双40英尺双小车岸桥，该岸桥综