桥吊着箱命中率和司机能耗统计功能的开发与应用.docx

桥吊着箱命中率和司机能耗统计功能的开发与应用张乾能（宁波港吉码头经营有限公司，浙江 宁波 315813 ）摘要：利用集装箱码头生产系统、桥吊远程设备系统、可编程逻辑控制器技术，开发实现了 桥吊实际作业中着箱命中率和司机能耗统计功能，并应用于生产实际中本文详细阐述了两 大功能开发的技术难点、技术方案和应用简况，为其他港口提供了一种技术参照，也为后续 的研究应用打下了坚实的基础关键词：桥吊，着箱命中率，司机能耗，单箱能耗1 引言在国内外集装箱码头企业，着箱命中率一直是桥吊操作技能高低的最主要体 现，直接影响作业效率及作业能耗而由于目前监控的难度，着箱命中率长期以 来只是在司机进行技能考核时作为重要技能指标，在实际生产作业中没有一个实 时的监控统计功能，因而司机的此项重要技能不能在实际生产中进行体现和强 化，长期以往不利于生产效率的提高、不利于节能降耗、不利于设备的保障同 时，对于后续的研究与应用都止步于此本文提出和实现了桥吊实际着箱命中率 的统计和司机能耗统计功能，并应用于生产实际2 研究内容“桥吊着箱命中率”是操作法中最主要的评价指标之一，“着箱命中率”的 高低将直接影响作业效率和桥吊作业能耗，也是司机技能手法高低的综合体现， 因此实现桥吊着箱命中率和司机能耗统计的意义重大。

2.1 岸桥司机作业能耗统计功能的实现通过对岸边桥式起重机（以下简称“桥吊”）作业过程中能耗统计和分析 得出，桥吊能耗受船舶大小、箱重、司机操作、昼夜作业、作业量等因素有直接 关系，在船舶大小、箱重、作业时间、作业量等因素固定或者无法控制的条件下， 司机操作是最直接的人为因素，通过对司机操作的规范可以降低桥吊能耗着 箱命中率”的高低将直接影响作业效率和桥吊能耗（经测试减少 1 次着箱可以节 约 0.22 元），同时司机能耗统计可以反映着箱命中率的高低和司机操作水平 因此，本项目首先要实现的功能是对每个班次岸桥司机的作业能耗的统计、分析2.2 着箱命中率统计功能的实现随着设备管理系统的不断发展，特别是 CMS 技术的进步，岸桥内部的许多 参数都可以从PLC读取，用于专业数据统计和分析目前国内集装箱码头对着箱 命中率的研究成果很多，但都是集中在仿真训练系统中，在实际作业中的着箱命 中率，国内尚未见有研究应用，开发此功能意义重大2.3 技术难点2.3.1 网络的异构、数据的异构解决网络异构和数据异构问题，实现个系统与网络之间的信息交互，是开发 作业司机能耗统计功能和桥吊着箱命中率统计功能的基础，也是难点。

2.3.2 着箱未成功次数难以进行准确监测着箱未成功次数缺乏有效的传感器进行监测，技术人员需要通过分析司机作 业过程，找到一个合理、准确、可靠的统计方式2.3.3 着箱命中率的统计分析未见其它码头企业有此功能，无先例可参照，需要异构问题的解决，在不 同系统之间采集数据、实现有线和无线信号传输，从而实现每个班次每个司机的 着箱命中率和桥吊着箱命中率数据统计分析功能3 采取的研究方案3.1 司机能耗统计功能开发3.1.1 功能概要目的：通过统计桥吊司机的作业箱量、能耗分析司机的业务操作水平统计数据：司机编码，作业时间段，作业箱量（分20FT, 40FT, 20FT双箱, 45FT，双吊具），作业循环次数，作业重量，作业耗电量3.1.2 实施方案1） 界面统计条件输入：司机编码，统计时间段统计输出表格头：序号，司机编码，统计时间段，作业箱量（20FT），作业 箱量（40FT），作业箱量（20FT双箱），作业箱量（45FT ），作业箱量（双吊 具），作业循环次数、作业重量、作业耗电量2） 数据流涉及系统：PLC:累计作业重量、作业耗电量RCMS:汇总计算PLC和生产系统的数据，形成报表生产系统：提供司机编码、作业时间段、作业箱量（分 20FT， 40FT， 20FT 双箱，45FT，双吊具），作业循环次数。

数据流程：PLC 统计作业重量和作业耗电量的累计值， RCMS 在采集到吊具闭锁或开锁 时，将吊车编号、时间、重量累计值、电量累计值形成一条记录流水存储数据库 中，RCMS定期（1小时）查询生产系统提供的视图（查询司机编码、作业时间段、 作业箱量、作业循环次数），若有新司机作业时间段记录，汇总司机作业时间段 内的重量、电量、箱量流水记录为一条记录，同时将流水记录标记删除，在一个 月后将标记删除的记录彻底删除3） 数据存储司机作业一个集装箱所耗时间约为 2 分钟左右，每台车每天最大存储为： 24*30=720 条，总 20 台每天最大存储：720*20=14400 条，保留原始数据 1 个月 则需最大存储：30*14400=432000 条记录3.2 着箱命中率统计功能的开发3.2.1 功能概述用户目的：通过统计桥吊 QC 着箱命中率，分析司机的业务操作水平统计数据：司机编码，作业时间段涉及系统：PLC:累计总着箱次数、MOVE值、着箱检测；生产系统：提供司 机编码、作业时间段3.2.2 系统构成1）系统结构图图 1 着箱命中率系统结构图2）数据流程RCMS 在检测到着箱检测点改变时获取 PLC 统计着箱次数和 MOVE 次数累计 值，将吊车编号、时间、着箱次数、MOVE次数，查询生产系统提供的视图（查 询司机编码、作业时间段）形成一条记录储数据库中。

3）数据存储 目前作业单机效率在每小时 36 MOV 左右，着箱命中率粗略人为统计约 70%, 每台车每天最大存储 24*36/0.7=1234 条,总 20 台每天最大存储 1234*20=24680 条4 初步应用情况4.1 司机作业能耗统计应用图 2 司机能耗统计功能图在 RCMS 系统内整合采集的各类数据，实现司机作业能耗统计分析功能，如 图 2 所示功能可按司机编号、作业班次、时间和不同统计方式，实现对每个司 机在不同时间段作业箱量、循环次数、耗电量、单次能耗、单箱能耗、舱盖板、 销子箱等统计，具有打印和导出到excel等功能利用此功能开展以下研究： （1） 传统操作方法与新型操作法的能耗统计和对比选用6组司机（每组三人）作为研究对象，分成A、B、C组和D、E、F组， A、B、C组使用传统操作法作业10个班，D、E、F组使用新型操作法作业10班, 司机能耗、着箱命中率统计结果如下：表 1 司机能耗、着箱命中率统计对比表组别平均单箱能耗（KWh/TEU）平均着箱命中率A4.5770.27%B4.4770.16%C4.4268.67%D4.1774.56%E4.1275.25%从表1可以看出，A、B、C组平均单箱能耗也较D、E、F组平均单箱能耗高， 反映出使用新型操作法的司机在作业中单箱能耗较使用传统操作法的司机单箱 能耗低。

2） 司机能耗考核指标的使用，规范司机操作 把“新型操作法”整理成册，在司机中推广应用利用能耗统计功能，可以 对司机进行考核，推动操作手法改进，改掉司机不良习惯4.2 桥吊着箱命中率统计应用图 3 桥吊着箱命中率统计功能在 RCMS 系统内整合采集的各类数据，实现桥吊、司机作业着箱命中率统计 分析功能，如图3所示功能可按桥吊、司机编号、作业班次、时间，实现对不 同司机在不同时间段桥吊总着箱次数、司机作业着箱次数、循环数、着箱检测时 间等统计，具有打印和导出到excel等功能和计算利用此功能开展以下研究：（1） 传统操作方法与新型操作法的命中率统计和对比从表1中可以看出，A、B、C组平均着箱命中率也较D、E、F组平均着箱命 中率低，体现出使用新型操作法的司机在作业中着箱命中率较使用传统操作法的 司机着箱命中率高，命中率的提高也可以降低司机单箱能耗，具有正相关性2） 司机着箱命中率考核指标的使用，规范司机操作把“新型操作法”整理成册，在司机中推广应用利用着箱命中率统计功能，可以对司机进行考核，推动操作手法改进，改掉司机不良习惯5 结束语新功能助力新发展，克服了多项技术难题，实现了实际作业中桥吊、司机能 耗和着箱命中率统计功能，为后续的研究提供了技术支持和平台。

利用信息技术 和网络技术监控司机作业的能耗、提高作业效率，实现了精细化管理为提高桥 吊着箱命中率中的应用提供了技术参照和指标，有利于提升设备设施管理水平、 司机作业操作水平和生产服务能力作者简介：张乾能，1983年8月，硕士研究生，机电工程专业，zqnl8166@。