眾所周知，自瓦特的蒸汽機(jī)問世引起工業(yè)革命，近200多年來使世界財(cái)富成百倍的增加，過去貴族享受的奢侈品現(xiàn)在成了大眾的必須品。財(cái)富的創(chuàng)造來源于技術(shù)進(jìn)步。蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電腦這些技術(shù)進(jìn)步的領(lǐng)頭羊，每次出現(xiàn)，都要掀起一場(chǎng)技術(shù)革命，也為世界帶來新的財(cái)富。以港口裝卸業(yè)為例，上世紀(jì)60年代出現(xiàn)的集裝箱是運(yùn)輸業(yè)的一次偉大革命，也是一次創(chuàng)造性的技術(shù)進(jìn)步，它數(shù)10倍的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，帶來巨大的財(cái)富。改變了港口、運(yùn)輸船、裝卸機(jī)械的面貌。如今，它已成為所有國(guó)家發(fā)展外貿(mào)不可缺的工具。在進(jìn)入21世紀(jì)之始，展望未來，集裝箱機(jī)械將會(huì)有哪些技術(shù)進(jìn)步呢？不必諱言，由于船舶大型化的發(fā)展，集裝箱起重機(jī)變得愈來愈大，外伸70m，起重量70t，起升高度42m甚至47m的起重機(jī)，正在設(shè)計(jì)中即將誕生。另外，還有可吊2個(gè)40英寸集裝箱的吊具。現(xiàn)僅就上海振華港機(jī)公司（ZPMC）研發(fā)并獲得初步成果的幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步作一介紹。
1 超級(jí)電容使綠色輪胎式集裝箱門式起重機(jī)（RTG）成為可能
   過去用電容、電阻、電感這3個(gè)基本參數(shù)來描繪電路，但從沒有將電容看成蓄能和瞬時(shí)充放電的手段。大家知道，電容的單位是法拉，法拉非常之大，據(jù)知，地球的表面積只有2個(gè)法拉?，F(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn)步，納米技術(shù)能創(chuàng)造出微粒炭粉，每克表面積達(dá)3000m2，而且制出容量達(dá)十萬法拉的單體電容，使這種超級(jí)電容成為蓄能和瞬時(shí)充放電的工具。ZPMC最近用400只單體十萬法拉的電容，連接在RTG上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了以下可喜現(xiàn)象。
    以往RTG在起升貨物的起動(dòng)瞬時(shí)排氣管要噴發(fā)污染環(huán)境的黑煙不見了；在下降時(shí)，用來吸收貨物位能的電阻箱不再有電流輸入；當(dāng)切斷內(nèi)燃機(jī)供電之后，RTG照舊可以運(yùn)行一段時(shí)間。這就是超級(jí)電容的作用，改善了內(nèi)燃機(jī)的排放污染，而且將下降時(shí)需電阻燒掉的貨物位能儲(chǔ)存起來。ZPMC的目標(biāo)是在此基礎(chǔ)上制成無污染的綠色RTG。
    必須指出，超級(jí)電容的蓄能和放電是物理變化，而不是化學(xué)變化（一般蓄電池為化學(xué)變化），因而它可以短周期（幾分鐘完成）用大電流充電和放電（數(shù)百安培），而且從理論上說，其壽命可無限長(zhǎng)。本次實(shí)測(cè)運(yùn)行時(shí)電流數(shù)值非常喜人。起動(dòng)電流400A時(shí)超級(jí)電容可提供160～180A，我們正在致力于使其加大到250A或更高，即起動(dòng)電流的2/3由超級(jí)電容提供。目前正在繼續(xù)對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行優(yōu)化、可靠性以及防震性能的改造?？深A(yù)計(jì)，再有半年或一年ZPMC的綠色RTG將會(huì)在市場(chǎng)上供貨。我們還準(zhǔn)備承接對(duì)老的RTG進(jìn)行“綠色運(yùn)行”的改造。
    超級(jí)電容在岸邊集裝箱起重機(jī)上也會(huì)有良好的作用。例如，在交流變頻系統(tǒng)，因?yàn)槌?jí)電容可以吸收和蓄存下降位能，它可以取消一套專為向電網(wǎng)反饋貨物下降能量的電控柜。由此也可減少下降諧波對(duì)電網(wǎng)的污染。更重要的是可以減少高壓電氣柜設(shè)備容量,降低成本。還應(yīng)指出，技術(shù)上有可能研發(fā)出取消內(nèi)燃機(jī)完全用超級(jí)電容的集裝箱卡車和AGV。如果能在其停站時(shí)充電（一種感應(yīng)式充電已開發(fā)成功）將可在碼頭取消內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的集裝箱卡車和AGV。消除噪音和污染。估計(jì)再有1至2年，這種綠色運(yùn)輸設(shè)備將可問世。碼頭上取消內(nèi)燃機(jī)的奢望也將會(huì)在若干年后實(shí)現(xiàn)。
2 雙小車岸邊集裝箱起重機(jī)
    必須指出今天的雙小車與15年前誕生的雙小車起重機(jī)有本質(zhì)上的不同。該雙小車是集裝箱起重機(jī)的一次技術(shù)革命。它可使起重機(jī)的生產(chǎn)率提高30%～50%，關(guān)鍵是集裝箱卡車或AGV的技術(shù)應(yīng)跟上。漢堡哈拉碼頭已安裝的ZPMC設(shè)計(jì)制造的雙小車集裝箱起重機(jī)就是其應(yīng)用實(shí)例。最近我們又接到法國(guó)諾曼底省勒哈福爾碼頭10臺(tái)雙小車起重機(jī)訂貨。
    新型雙小車集裝箱起重機(jī)有3個(gè)值得稱贊的特點(diǎn)。首先是它改變了傳統(tǒng)的裝卸箱位置，集裝箱卡車不是在門框之內(nèi)，而是在后伸距處裝卸箱，其次是它的前小車將集裝箱卸在海側(cè)平臺(tái)上，然后返身去抓新箱（前小車的生產(chǎn)率就是起重機(jī)的生產(chǎn)率）。在平臺(tái)上用人工將集裝箱下的轉(zhuǎn)梢取下，也就是取轉(zhuǎn)梢的時(shí)間，不影響起重機(jī)生產(chǎn)率。后小車速度大于前小車，它迅速將平臺(tái)上的箱取起到集裝箱卡車上。第3個(gè)特點(diǎn)是它用2個(gè)高度不同的小車巧妙的處理好高（裝卸船時(shí)需要高達(dá)40m）與矮（裝卸集卡時(shí)要矮，高度只需用12～13m）2種需要，既有利卸（裝）船又有利裝（卸）集裝箱卡車。這是優(yōu)于單小車起重機(jī)的重要特色。
    在后伸距下裝卸集裝箱卡車，是吸取了荷蘭ECT的教訓(xùn)，其平均效率只有25箱，不是起重機(jī)效率低，也不是AGV速度慢，主要是AGV堵塞在從端部進(jìn)入門框的轉(zhuǎn)彎處。在起重機(jī)后伸距下方裝卸箱，集裝箱卡車不需經(jīng)過門框的轉(zhuǎn)彎處，就從根本上解決了轉(zhuǎn)彎處瓶頸問題。
   目前已問世的雙小車起重機(jī)仍有不少待完善之處，ZPMC愿意與有志于此項(xiàng)工作的港口用戶合作，使它盡善盡美。
3 全自動(dòng)化集裝箱碼頭
    荷蘭ECT全自動(dòng)化碼頭成功的實(shí)現(xiàn)了碼頭上無人操作（起重機(jī)上有一名司機(jī)）。雖然它有缺點(diǎn)，但這是集裝箱碼頭發(fā)展史上了不起的飛躍。德國(guó)漢堡哈拉碼頭應(yīng)該是第2代全自動(dòng)化碼頭。如前所敘，它的雙小車起重機(jī)等許多創(chuàng)造性的創(chuàng)新。為完善全自動(dòng)碼頭做出了貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在荷蘭UMAX正在準(zhǔn)備建造新的全自動(dòng)化碼頭，其在技術(shù)上又有創(chuàng)新，應(yīng)是第3代了。感謝這些先驅(qū)者為世界全自動(dòng)化集裝箱碼頭付出智慧和貢獻(xiàn)。
    對(duì)于全自動(dòng)化集裝箱碼頭有個(gè)認(rèn)識(shí)問題應(yīng)予解決。發(fā)展這種碼頭的目的應(yīng)是創(chuàng)造更多的財(cái)富,更為安全，而不止是為了減少人。例如像中國(guó)這樣人口眾多勞動(dòng)力便宜的國(guó)家的某些港口也在考慮建設(shè)全自動(dòng)化集裝箱碼頭。要知道，全自動(dòng)化碼頭可不分晝夜工作，甚至在夜間碼頭不需照明。它將最大限度縮短船舶在港停留時(shí)間，最大限度保障工人的安全，為港口帶來新的效益。一些工會(huì)不了解這一點(diǎn)，他們怕技術(shù)進(jìn)步帶來失業(yè)，殊不知反對(duì)技術(shù)進(jìn)步將閉塞工人新財(cái)富的源泉。試問，如果今天在馬路上仍是馬車夫趕著馬車，而沒有汽車，盡管增加了就業(yè)，這不是大笑話嗎？但目前，全自動(dòng)集裝箱仍處于初級(jí)階段，仍有不少待解決的問題，它的投入產(chǎn)出比例偏低，經(jīng)濟(jì)效益不顯著，有待后繼者貢獻(xiàn)智慧改進(jìn)。但毋庸置疑。這是所有港口的發(fā)展方向。
4 大梁升降式岸邊集裝箱起重機(jī)
這是威基尼亞港務(wù)局多年倡議的創(chuàng)新，也稱UPA型起重機(jī)。經(jīng)過專家咨詢和世界著名的設(shè)計(jì)咨詢公司力夫坦克參與，ZPMC已完成設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)2003年可以完成制造。需說明，本次設(shè)計(jì)的大梁升降是針對(duì)大船和小船，升降行程20m，是一次性高度定位。在裝卸過程中大梁并不作升降動(dòng)作。大梁升降，可以改善視距，減輕司機(jī)的疲勞，放矮大梁，使吊具迅速止搖，從而提高生產(chǎn)率。它的誕生將大大有利于大小船均有作業(yè)的港口，這幾乎是所有港口均要遇到的問題。
5 發(fā)展軌道式集裝箱門式起重機(jī)
雙箱作業(yè)不僅是在裝卸船時(shí)，在堆場(chǎng)雙箱吊具作業(yè)也同樣受到歡迎，而且起升高度由過去的3～4箱增為6～7箱。現(xiàn)有RTG在起重量（為40t只適合單箱）起升速度（20m/min），均感到不適應(yīng)市場(chǎng)需求。而若加大電機(jī)功率提高起重量和起升速度又將使車用柴油機(jī)功率增大，而大功率柴油機(jī)的污染治理也是難題。加之油價(jià)高漲，使運(yùn)營(yíng)成本增大。因此應(yīng)重視發(fā)展軌道式集裝箱門式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱RMG）代替RTG。目前以下新技術(shù)已在RMG中應(yīng)用：
    為有利大車吊貨行走，RMG雙向防搖（大車與小車）已很成熟，而且有不少新的技術(shù)進(jìn)步是非常有效的。
    無人操作的RMG，其上凝聚了許多新技術(shù)如圖像處理；電子防搖；卡車對(duì)位裝置；防掛車吊起裝置等等。這種無人操作的RMG在新加坡、香港、荷蘭ETC和漢堡哈拉碼頭早已問世。它不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且為發(fā)展新技術(shù)提供了新的課題和動(dòng)力。這些成功的新技術(shù)又可被移植到其他起重機(jī)上應(yīng)用。    雙卷筒系統(tǒng)，應(yīng)該指出，只有雙卷筒才能從根本上解決RTG和RMG吊具在某一高度當(dāng)小車剎車時(shí)產(chǎn)生扭擺的問題。ZPMC采用了內(nèi)置式減速箱的雙卷筒小車使機(jī)構(gòu)更為緊湊。超級(jí)電容在RMG電控系統(tǒng)上的應(yīng)用。如前所述，超級(jí)電容在RMG上的應(yīng)用有可能使目前采用的高壓電源，變?yōu)榈蛪弘娫?。同時(shí)，減少交流變頻驅(qū)動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的干擾。ZPMC是一個(gè)新興企業(yè)，開發(fā)創(chuàng)新方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)遜于不少有經(jīng)驗(yàn)的港口和制造業(yè)同行。雖然我們正在致力于20個(gè)高科技項(xiàng)目的研發(fā)，其中有無電纜吊具；速度高達(dá)350m/min的小車和供電裝置； GPS用于RTG上的直線行走和箱位管理等等，有些已成功的在港口運(yùn)行，有些則在ZPMC實(shí)驗(yàn)園進(jìn)行工業(yè)性實(shí)驗(yàn)。其中約1/2雖已獲得原理成功，但實(shí)際應(yīng)用仍需進(jìn)行改進(jìn)。期望我們能共享技術(shù)進(jìn)步的成果，創(chuàng)造財(cái)富，使集裝箱運(yùn)輸事業(yè)由輝煌走向新的輝煌。