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新质生产力在传统产业中的应用与发展

——以上海洋山四期自动化码头为例

中央和国家机关党校2024春季学期第2期科级青年干部培训班

2024年07月11日14:59

摘要:新质生产力是当今生产力发展热门话题。新质生产力是什么,如何发展新质生产力正在进行广泛讨论。传统产业作为国民经济中重要组成部分,如何应用新质生产力谋求自身发展是新时代必要讨论的课题。本篇文章以上海洋山四期自动化码头为例,充分探讨新质生产力在传统产业中的应用与发展,提出传统产业向高端化、智能化、绿色化发展的建议。

关键词:新质生产力 传统产业 洋山四期

2023年9月,习近平总书记在黑龙江考察调研时首次提出新质生产力。此后,习近平总书记多次就发展新质生产力发表重要讲话、作出重要指示。2024年全国两会期间,新质生产力引起热烈讨论,习近平总书记强调指出,“发展新质生产力不是忽视、放弃传统产业”“用新技术改造提升传统产业,积极促进产业高端化、智能化、绿色化”。我国传统产业量大面广、是经济发展的基础。党的十八大以来,我国传统产业转型升级取得长足进展、“科技含量”不断增加,但“大而不强”“全而不精”问题仍然突出,亟需新质生产力赋能以重塑竞争新优势。新质生产力是推动经济创新发展的引擎,我们要以新质生产力赋能传统产业转型升级、实现高质量发展。近年,上海洋山四期自动化码头以高端化、智能化、绿色化显著提升服务能级、运营效率与可持续性,更好地发挥了全球贸易节点作用,成为研究新质生产力助推传统产业高质量发展的典型案例。

一、新质生产力的概念与传统产业发展方向

(一)新质生产力的概念

习近平总书记指出:“概括地说,新质生产力是创新起主导作用,摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征,符合新发展理念的先进生产力质态。它由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生,以劳动者、劳动资料、劳动对象及其优化组合的跃升为基本内涵,以全要素生产率大幅提升为核心标志,特点是创新,关键在质优,本质是先进生产力。”当前,新一轮科技革命和产业变革突飞猛进,科学研究范式正在发生深刻变革,学科交叉融合不断发展,科学技术和经济社会发展加速渗透融合,新质生产力加快形成。

(二)新质生产力改造提升传统产业的方向

习近平总书记强调指出,“发展新质生产力不是忽视、放弃传统产业”,“要用新技术改造提升传统产业,积极促进产业高端化、智能化、绿色化”。高端化是指要通过新要素、新技术、新材料、新能源等对传统产业进行改造提升,促进传统产业高端化发展,推动优势领域锻长板、强链延链补链,加强新技术新产品创新迭代,加快迈向价值链中高端;传统产业并不是落后产业,经过改造提升可能成为新兴产业。智能化是指要加快大数据、云计算、5G、物联网等信息技术与传统产业全过程、全要素深度融合,将人工智能应用于传统产业生产线、供应链、物流等领域,通过读取传感器数据、控制设备运行、监测状况、预测故障、自动调整系统,从而推动传统产业“自我更新、自我完善、自我演进”,大幅提升生产效率。绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。绿色化是指以实现经济社会协调、可持续和绿色低碳发展为目标,推动传统产业全面绿色转型,摆脱传统的依赖大量消耗资源和能源的增长方式,深入实施节能降碳改造,完善绿色生产和服务体系,加快转变成科技含量高、资源消耗低、环境污染少的产业,实现绿色低碳发展。

二、新质生产力在洋山四期的应用

洋山深水港位于浙江省舟山市嵊泗县,是上海建设国际航运中心的重要组成部分,至 2013 年吞吐量达1436.5万TEU,占上海港的比重达43%,有力推动上海港成为世界第一大集装箱港。为应对集装箱船舶大型化趋势,上海港亟需建设深水集装箱码头,洋山深水港区四期工程(以下简称洋山四期)应运而生。为充分利用深水岸线资源,洋山四期在设计之初就对标国际最高水平,着力建设全自动化集装箱码头,打造高效、智能、绿色、安全的现代化港口。洋山四期的建成投运是地方经济发展与全球贸易运输需求的有机结合,标志着中国港口行业在新技术应用、装备制造、集成创新以及运营模式上实现了里程碑式的跨越升级与重大变革,是全球综合自动化程度最高的码头之一。

(一)制度创新促进港口服务高端化转型

洋山深水港位于上海临港新片区范围内,配套有洋山特殊综合保税区战略发展腹地。临港新片区是习近平总书记亲自谋划、亲自部署、亲自推动的重大国家战略,在制度创新和对外开放方面具有显著优势。洋山特殊综合保税区作为对标国际公认竞争力最强自由贸易园区的重要载体,实施了便利的海关监管、优惠的税收政策、自由的贸易制度。保税区内集聚保税维修检测、保税加工制造、保税研发设计、保税展示交易及跨境电商等各类新业态,落地国内首个航空发动机快修项目、首个二手汽车保税维修项目、首个二手电脑保税维修项目,建成全球首台全高温超导托卡马克装置保税研发项目,成为洋山深水港业务纵深发展的战略支撑腹地。2023年,洋山特殊综合保税区全年实现进出口额2621.02亿元,同比增长25.4%,为洋山深水港发展提供了新动能。

在运输自由方面,临港新片区也推出多项突破性政策,有力地促进了港口产业升级,提高全球竞争力。一是完善“中国洋山港”籍国际船舶登记制度,推动船舶批量登记注册,累计登记注册50艘国际船舶,数量居全国自贸试验区第一。二是上市交易全国首个航运指数期货。三是落地全国首单国际航行船舶保税LNG“船到船”加注业务,洋山港已具备泊位、锚地、冷舱等多场景加注能力,2023年完成LNG加注量26.4万立方米,同比增长98.5%。四是完成首次绿色甲醇燃料加注船补给测试。五是率先开展外资班轮公司非五星旗国际航行船舶沿海捎带业务,2023年完成捎带箱量12.8万标准箱,同比增长36倍。2023年,洋山港集装箱吞吐量突破2500万标准箱,助力上海港连续十四年蝉联全球第一。制度创新对洋山深水港提高对国际航线、货物资源的集聚和配置能力,提升高端航运服务能级具有重要意义。

(二)技术创新促进港口产业智能化转型

洋山四期采用自主研发的智能生产管控系统(ITOS)全过程管控装卸设备的自动化运作,提高了码头的运营效率,减少了人力成本,同时提高了作业的安全性,还提升了服务质量,为客户提供了24小时全天候、高效、绿色、安全的服务。ITOS系统整合来自不同来源和设备的数据,实时决策与执行。能够根据当前的作业需求和资源情况,制定合理的生产计划,自动化地调度装卸设备,确保作业流程的顺畅,监控作业过程,实时调整以应对任何突发情况,收集和分析数据,以优化作业流程和提高设备性能。这些特性使得码头能够灵活应对不同的作业需求,快速调整作业计划,以适应不断变化的市场条件。

在建设初期,洋山四期团队多次奔赴国外自动化码头考察“取经”,但是未能取得有效信息。ITOS系统是在技术封锁的情况下全部由洋山四期团队自主研发。团队秉承自主创新精神,一举打破国外技术垄断并持续优化创新。得益于自主研发,从开港之初,系统始终处于一个不断迭代的过程,大大降低了国外系统的采购、改造、优化、维护成本。例如:利用三维特征人工智能感知和吊具高精度自动扭摆控制解决船舶摇晃和吊具摇晃难题,实现了对集装箱位置的实时感知和吊具状态的精确控制,提升了约20%的码头运营效率;根据轨道吊起始位置和目的位置方向判断海侧轨道吊与陆侧轨道吊是否可以同步作业,减少设备等待时间,使堆场的能力提升20%—30%。

2020年,洋山四期超大型自动化集装箱码头关键技术研究与应用项目获得上海市科学技术奖“科技进步特等奖”。在ITOS等管理系统基础上,洋山四期2020年引入了数字孪生技术,利用人工智能、大数据和3D技术,在虚拟空间中模拟真实码头的作业情况,在不影响实际作业的情况下,实现对ITOS系统的测试和优化。

自2017年开港试生产以来,洋山四期不断进行技术创新应用,采用自动化设备,实现港区效率提升。码头装卸作业采用“远程操控双小车集装箱桥吊(简称‘桥吊’)+自动导引车(简称‘AGV’)+自动操控轨道式龙门起重机(简称‘轨道吊’)”的生产方案。以装船作业流程为例,集卡司机通过平台预约进港,码头道口自动核对,到达指定位置后,由陆侧轨道吊完成自动卸车进场,海侧轨道吊负责装载至AGV小车,运输至指定位置后,由桥吊门架小车自动转至中转平台后由桥吊主小车完成装船。2021年,洋山四期首次将F5G技术应用于港口超远程控制作业场景,实现了桥吊远程操作,改善了作业人员工作环境,降低了通勤成本。目前,码头前沿桥吊区域已完全无人化,除了船舶一侧桥吊作业由操作人员远程操作外,已实现全自动化。洋山四期港口装卸效率较传统码头提高了近30%,并且人力成本节约了近70%。码头自动化不仅降低了人力资源成本,还降低了人为因素对稳定性与安全性的影响。洋山四期自动化设备中双箱自动化轨道吊是首次投入全球市场,首创AGV小车的自动换电技术。此外,洋山四期通过“5G+L4”技术,落地智能驾驶重卡集装箱转运业务场景,实现智能驾驶集装箱转运,提升了转运效率。

(三)系统性规划设计促进港口管理绿色化转型

洋山四期在设计之初就充分考虑到与自动化设备、智能化系统结合,优化场地布局,从而大幅提高土地与深水岸线资源的利用率,缩短运输距离,提高码头的作业效率和灵活性,从根本上实现了节能降耗。得益于全自动化码头方案,堆场作业线与码头垂直布置并采用高密度堆垛方式,实现了集装箱在港内运输距离的最短化,使得堆场通过能力高于传统码头。基于ITOS系统能够实现海量数据瞬时交互高速计算,实时决策与执行,洋山四期在全球港口行业中首次采用了多种轨道吊的柔性混合布局技术,这种布局包括无悬臂轨道吊、单侧悬臂轨道吊和双侧悬臂轨道吊。创新的布局使得洋山四期能够更加高效地处理不同类型和尺寸的集装箱。

2022年,洋山四期自动化码头获评国内首座集装箱码头“五星级绿色港口”。洋山四期以智能生产管控及自动化操作的手段,整体提高作业效率,从源头降低能耗;采用全电力驱动的装卸设备和AGV小车,并建设船舶岸基供电设施,有效降低污染排放;建设高标准污水处理设施,实现水资源循环利用。此外,采用智能化控制节能新光源、分布式光伏发电、全程无纸化操作、水网系统远程度数流量计、办公建筑区域电能监控系统、太阳能辅助供热等技术,使洋山四期的能源利用效率大大提升,打造生态友好、安全高效、节能低碳的世界一流绿色港口。

三、洋山四期的案例分析与建议

洋山四期自2017年开港以来,首年(2018年)吞吐量达到201万TEU,2021年570万TEU,2022年635万TEU,2023年680万TEU,吞吐量逐年提高,港口作业效率不断提升,实现了码头作业从传统劳动密集型向高端化、智能化、绿色化的革命性转变。洋山四期的成功主要得益于制度创新保障、技术创新应用和系统性规划设计,展现出的高端化、智能化、绿色化的特征,正是新质生产力促进传统产业高质量发展的主要表现。该案例为传统产业发展新质生产力提供了宝贵的经验和启示。根据案例情况,提出以下三点建议:一是建设服务型政府。政府要加大政策创新力度,促进新质生产力发展,带动传统产业结构升级。制度创新要以扩大贸易自由化、便利化、融入全球市场为导向,吸引全球资源,激发市场主体的活力。制度创新要以税收优惠、资金扶持等措施促进产业集聚,催生新业态、新模式、新价值。制度创新要因地施策、因业施策,促进形成与生产力发展相适应的生产关系。二是加大技术创新力度。传统产业在面对复杂环境时,需要具备灵活应对的能力,积极拥抱数字化转型,通过引入自动化和智能化技术,实现生产效率的提升和成本的降低,从而增强产业的可持续竞争力。拥有自主知识产权的技术是打破国外技术垄断、提升国际竞争力的基石。技术的创新离不开开发团队的付出,团队攻坚克难、在实践中不断学习进步,是一切创新发展的基础。传统产业需要重视人才培养和技能升级,以适应新的技术环境和岗位需求。三是系统性节能降碳。碳达峰和碳中和是国家战略目标,新质生产力的发展,要服务国家战略。绿色化发展对传统产业取得国际认同,提高国际竞争力和可持续发展具有重要意义。传统产业实现绿色低碳发展,要前瞻性、系统性地优化空间布局、应用创新技术、降低生产能耗、使用清洁能源、资源回收利用,减少污染排放。

(课题组成员:孙天宇 黄卫 付文龙 孙玉伟 周峰)

(责编:黄宇琪、赵品)