Wieżowiec na kontenery? Koniec z chaosem w porcie: ta pomysłowa technologia potraja przepustowość i prędkość.

Dlaczego nasze porty mogą wkrótce wyglądać jak wieżowce – Trzy razy więcej miejsca, zero przeładunku: sekret nowych zautomatyzowanych superportów

Wyobraź sobie ogromne porty kontenerowe na świecie: pozornie bezkresne morze kolorowych, stalowych pudeł ułożonych w strzeliste wieże. Ale za tym imponującym tłem kryje się fundamentalny problem, który od dziesięcioleci utrudnia globalną logistykę: nieefektywne układanie kontenerów. Aby dotrzeć do kontenera na dole stosu, często trzeba przesunąć nawet sześć innych kontenerów, co jest pracochłonnym i czasochłonnym procesem, który może stanowić nawet 60% wszystkich ruchów dźwigów. Właśnie tutaj pojawia się rewolucja technologiczna, która ma potencjał fundamentalnie zmienić funkcjonowanie portów: magazyn wysokiego składowania kontenerów.

Pomysł ten stanowi radykalną zmianę paradygmatu: odejście od płaskiego, zajmującego dużo miejsca składowania w stosach na rzecz uporządkowanego, pionowego składowania w gigantycznym, w pełni zautomatyzowanym systemie regałów. Podobnie jak w nowoczesnym magazynie towarów konsumpcyjnych, ale w przypadku kontenerów transportowych ważących tony, każdy kontener jest umieszczany w swojej własnej, na stałe przypisanej przegrodzie. Kluczowy przełom tkwi w bezpośrednim dostępie. W pełni zautomatyzowane systemy magazynowania i pobierania umożliwiają dostęp i pobieranie dowolnego kontenera w dowolnym momencie, bez konieczności przesuwania innych.

Rezultaty tej innowacji, opracowanej przez niemieckich inżynierów, są imponujące: pojemność magazynowa na tym samym obszarze może wzrosnąć ponad trzykrotnie, przepustowość jest wielokrotnie większa, a koszty operacyjne drastycznie obniżone. Jednocześnie technologia ta wnosi znaczący wkład w zrównoważony rozwój i bezpieczeństwo portów dzięki zoptymalizowanym, zelektryfikowanym procesom i możliwości odzyskiwania energii. Niniejszy artykuł dogłębnie analizuje fascynującą architekturę, korzyści ekonomiczne i przyszłościowe projekty tego rewolucyjnego rozwiązania logistycznego, które ma szansę stać się nowym globalnym standardem efektywności w handlu światowym.

Nadaje się do:

• Dziesięć najlepszych producentów i wytycznych dotyczących łożyska kontenerowego: technologia, producent i przyszłość logistyki portowej

Wprowadzenie do technologii kontenerowych magazynów wysokiego składowania

Magazyn wysokiego składowania kontenerów stanowi jedną z najważniejszych innowacji technologicznych w nowoczesnej logistyce portowej i obsłudze kontenerów. Ta rewolucyjna technologia magazynowania zmienia wielowiekową praktykę poziomego składowania kontenerów poprzez radykalną zmianę paradygmatu na składowanie pionowe w zautomatyzowanych stalowych regałach. Podstawowa idea jest prosta, ale i pomysłowa: zamiast składować kontenery poziomo na terenie terminala, zajmując w ten sposób cenną przestrzeń, są one składowane pionowo w wielopiętrowych magazynach wysokiego składowania, podobnie jak produkty w magazynach zautomatyzowanych.

Technologia ta opiera się na przeniesieniu sprawdzonych koncepcji magazynów wysokiego składowania z przemysłu stalowego i intralogistyki do specyficznych wymagań logistyki kontenerowej. Niemiecka firma AMOVA, należąca do grupy SMS, jako pierwsza na świecie z powodzeniem przeniosła technologię magazynów wysokiego składowania dla ciężkich ładunków do terminali kontenerowych. Korzenie tej innowacji tkwią w dziesięcioleciach doświadczenia w zautomatyzowanych magazynach wysokiego składowania dla wyrobów metalowych o wadze do pięćdziesięciu ton i przechowywanych na regałach o wysokości do pięćdziesięciu metrów.

Podstawowa różnica w porównaniu z konwencjonalnymi terminalami kontenerowymi polega na przejściu z horyzontalnej logiki składowania przestrzennego na zoptymalizowany pod kątem przestrzeni, pionowy system regałowy. Ta reorganizacja strukturalna rozwiązuje główny problem tradycyjnego składowania: konieczność piętrowania. W konwencjonalnym terminalu kontenery są układane w stosy do sześciu lub siedmiu warstw, a dostęp do niższych kontenerów wymaga czasochłonnego ponownego układania wszystkich kontenerów znajdujących się powyżej. To tak zwane tasowanie lub ponowne sztaplowanie może stanowić od trzydziestu do sześćdziesięciu procent wszystkich ruchów kontenerów w terminalu i generuje znaczne koszty z powodu niepotrzebnych ruchów, straty czasu i zużycia energii.

W kontenerowych magazynach wysokiego składowania każdy kontener jest składowany na indywidualnie przydzielonej półce. Cały ładunek spoczywa na masywnej stalowej konstrukcji regałów, zapobiegając wzajemnemu naciskaniu kontenerów. Pozwala to na wykorzystanie kluczowej zalety bezpośredniego dostępu: każdy kontener można w dowolnym momencie pobrać i pobrać bez konieczności przesuwania innych kontenerów. To przejście od logiki sekwencyjnej „ostatni wszedł, pierwszy wyszedł” do systemu o swobodnym dostępie stanowi technologiczną podstawę ogromnego wzrostu wydajności, który charakteryzuje kontenerowe magazyny wysokiego składowania.

Nadaje się do:

• Uważaj na oszustów! Zawał w porcie wisi w powietrzu! Jak kontenerowe magazyny wysokiego składowania rewolucjonizują logistykę portową

Podstawowa architektura i komponenty techniczne

Architektura kontenerowego magazynu wysokiego składowania to wysoce złożony system społeczno-techniczny, składający się z kilku ściśle powiązanych ze sobą głównych komponentów. System można podzielić na cztery zasadnicze obszary: strukturę fizyczną, automatykę mechaniczną, oprogramowanie sterujące oraz interfejsy do świata zewnętrznego.

Struktura półki

Centralnym punktem jest sama konstrukcja regałowa – masywna, samonośna konstrukcja stalowa, która może osiągnąć wysokość ponad pięćdziesięciu metrów i składa się z tysięcy ton stali. Konstrukcja jest podzielona na kilka długich korytarzy, tworzących siatkę precyzyjnie zdefiniowanych komór magazynowych. Komory te są dostosowane do standardowych rozmiarów kontenerów, zazwyczaj dwudziestostopowych, czterdziestostopowych i czterdziestopięciostopowych. Cała konstrukcja została zaprojektowana z myślą o maksymalnej stabilności i trwałości, aby wytrzymać ogromne obciążenia statyczne i dynamiczne.

W nowoczesnych systemach, takich jak koncepcja BOXBAY, kontenery są składowane na wysokości do jedenastu pięter, a obecne projekty sięgają nawet szesnastu. Pierwszy duży projekt w London Gateway będzie obejmował szesnastopiętrowy system o pojemności 27 000 TEU. Kontenery nie są umieszczane na litych podłogach, lecz na stalowych śrubach w narożnikach, podobnie jak w systemie regałowym. Taka konstrukcja pozwala na zoptymalizowaną pod względem masy konstrukcję regałów, w której mocno obciążone kontenery są automatycznie umieszczane w dolnych przedziałach, a lżejsze kontenery na górnych.

Maszyny do przechowywania i wyszukiwania

Mechanicznymi „koniami roboczymi” systemu są maszyny do składowania i pobierania. Co najmniej jedna z tych w pełni zautomatyzowanych maszyn pracuje w każdym korytarzu systemu regałowego. Te suwnice szynowe mogą poruszać się poziomo wzdłuż korytarza i jednocześnie pionowo wzdłuż masztu podnoszącego. Na maszcie podnoszącym zamontowane jest urządzenie podnoszące, zazwyczaj spreader, które chwyta kontener, podnosi go i wkłada do lub z przedziału magazynowego.

Maszyny do składowania i pobierania zostały zaprojektowane z myślą o maksymalnej szybkości i precyzji oraz działają przez całą dobę, przy minimalnej ingerencji człowieka. Nowoczesne maszyny do składowania i pobierania poruszają się w trzech osiach: jednostka napędowa porusza się wzdłuż osi X, jednostka podnosząca porusza się pionowo wzdłuż osi Y, a jednostka obsługi ładunków wzdłuż osi Z. Ta trójwymiarowa mobilność umożliwia precyzyjny dostęp do każdego miejsca składowania w całym magazynie wysokiego składowania.

Wysokość systemu składowania i pobierania (SRM) zaczyna się od około sześciu metrów i może sięgać nawet czterdziestu sześciu metrów. Maszyny są albo ustawione w korytarzach, aby zapewnić wysoką przepustowość, albo zakrzywione, aby zapewnić bardziej elastyczną, ale wolniejszą pracę. Nowoczesne systemy działają w pełni automatycznie i pobierają informacje sterujące bezpośrednio z systemu zarządzania magazynem. W systemie BOXBAY w London Gateway piętnaście SRM-ów jest rozmieszczonych w dziesięciu korytarzach magazynowych i może obsłużyć ponad dwieście operacji kontenerowych na godzinę po stronie wodnej.

Oprogramowanie sterujące i system zarządzania magazynem

Mózgiem magazynu kontenerowego wysokiego składowania jest System Zarządzania Magazynem (WMS), zaawansowana platforma programowa, która planuje, koordynuje i monitoruje wszystkie ruchy w czasie rzeczywistym. Na podstawie wielu parametrów system określa optymalną lokalizację składowania dla każdego przychodzącego kontenera. Parametry te obejmują wagę kontenera w celu optymalnego rozłożenia ładunku, port docelowy, planowany czas wypłynięcia statku oraz aktualny stan zajętości magazynu.

System zarządzania magazynem zarządza całym stanem kontenerów, śledzi status i lokalizację każdego kontenera oraz optymalizuje trasy układnic. Jest on ściśle zintegrowany z portowym systemem operacyjnym terminala (Terminal Operating System), który kontroluje wszystkie operacje portowe. System operacyjny terminala zarządza przyjazdami i odjazdami statków, przydzielaniem nabrzeży, koordynacją transportu lądowego i morskiego oraz integracją ze spedytorami i ruchem ciężarówek.

Oprogramowanie wykorzystuje algorytmy oparte na uczeniu maszynowym do ciągłej optymalizacji tras i procesów, skracając odległości transportu i maksymalizując przepustowość. Podczas składowania, optymalnie przypisana lokalizacja składowania jest przesyłana do systemu sterowania magazynem, który następnie przydziela zlecenie transportu do najbliższej dostępnej układnicy. Cały proces jest rejestrowany w systemie w czasie rzeczywistym i jest w pełni transparentny oraz możliwy do śledzenia w dowolnym momencie.

Interfejsy i systemy transferowe

Interfejsy między magazynem wysokiego składowania a światem zewnętrznym mają kluczowe znaczenie dla ogólnej wydajności systemu. Projekt London Gateway obejmuje czterdzieści punktów styku: dwadzieścia lądowych punktów przeładunkowych dla ciężarówek i dwadzieścia wodnych punktów przeładunkowych dla transporterów wahadłowych. W tych punktach kontenery są przeładowywane z zewnętrznego systemu transportowego do wewnętrznego systemu przenośników lub odwrotnie.

Zautomatyzowane systemy przenośników służą do poziomego transportu między interfejsami a maszynami do składowania i pobierania. Pojemniki są umieszczane na przenośnikach taśmowych lub rolkowych i automatycznie transportowane do miejsca przeznaczenia, podobnie jak przenośnik taśmowy w restauracji sushi. Stalowe skrzynie są transportowane ze statku do magazynu przez specjalny pojazd, który również porusza się autonomicznie, bez udziału człowieka. To w pełni zautomatyzowane połączenie wszystkich etapów procesu minimalizuje czas oczekiwania i maksymalizuje przepustowość.

Procesy funkcjonalne i operacyjne

Eksploatację kontenerowego magazynu wysokiego składowania można podzielić na trzy podstawowe procesy: składowanie, przemieszczanie i pobieranie. Każdy z tych procesów jest precyzyjnie kontrolowany poprzez interakcję oprogramowania i komponentów mechanicznych.

Proces przechowywania

Proces składowania rozpoczyna się w momencie przybycia kontenera do terminalu, na przykład ciężarówką lub statkiem. Ciężarówka podjeżdża do wyznaczonej stacji przeładunkowej na skraju magazynu wysokiego składowania. Tam numer identyfikacyjny kontenera jest automatycznie rejestrowany, na przykład za pomocą optycznego rozpoznawania znaków na specjalnych bramkach lub za pomocą tagów RFID, i porównywany z danymi zamówienia zapisanymi w systemie operacyjnym terminala. Po zidentyfikowaniu i wydaniu kontenera, kierowca ciężarówki lub system automatyczny przekazuje go do interfejsu magazynu wysokiego składowania.

W tym momencie kontrolę przejmuje System Zarządzania Magazynem. Na podstawie wielu parametrów wyznaczana jest optymalna powierzchnia składowania. System komputerowy identyfikuje pojemniki o dużym obciążeniu i umieszcza je na niższych pozycjach, natomiast lżejsze pojemniki umieszczane są na górze. Ten inteligentny rozkład ciężaru ma kluczowe znaczenie dla stabilności statycznej całej konstrukcji regału. Decyzja jest następnie przekazywana do Systemu Sterowania Magazynem, który przydziela zlecenie transportu do kolejnej dostępnej maszyny do składowania i pobierania.

Automatyczny system składowania i pobierania (AS/RS) autonomicznie przemieszcza się do stacji przeładunkowej, pobiera kontener, transportuje go na wyznaczone miejsce na półce i precyzyjnie tam umieszcza. Cały proces jest rejestrowany w czasie rzeczywistym w systemie zarządzania magazynem. Szybkość tego procesu jest imponująca: nowoczesny system może wykonać cykle odkładania w mniej niż dwie minuty, co odpowiada przepustowości ponad dwustu operacji kontenerowych na godzinę.

proces outsourcingu

Proces pobierania działa w odwrotnej kolejności. Gdy kontener jest potrzebny do transportu, na przykład ponieważ statek jest gotowy do załadunku lub przyjeżdża ciężarówka, system operacyjny terminala wysyła żądanie pobrania do systemu zarządzania magazynem. System lokalizuje kontener na regale, sprawdza jego dostępność i instruuje odpowiedzialną maszynę składowo-pobierającą o jego pobranie.

Ponieważ każdy kontener jest bezpośrednio dostępny, nie ma potrzeby przemieszczania żadnego innego kontenera. Maszyna do składowania i pobierania kontenerów dociera bezpośrednio do miejsca składowania, pobiera kontener i transportuje go do stacji przeładunkowej. Stamtąd jest on ładowany na czekającą ciężarówkę lub przenoszony na system przenośników w celu dalszej dystrybucji. Wyeliminowanie ponownego układania w stosy radykalnie skraca średni czas pobierania i znacząco obniża koszt transportu pojedynczego kontenera.

proces relokacji

W magazynach wysokiego składowania relokacje są konieczne tylko wtedy, gdy zmieniają się priorytety lub gdy zachodzi potrzeba optymalizacji wykorzystania powierzchni magazynowej. W przeciwieństwie do konwencjonalnych terminali, gdzie ciągłe uzupełnianie zapasów jest powszechne, relokacje w magazynach wysokiego składowania stanowią wyjątek. Jeśli już do nich dojdzie, są one planowane przez system i przeprowadzane w okresach niskiego wykorzystania, aby uniknąć zakłóceń w procesach operacyjnych.

Pełna automatyzacja tych procesów oferuje szereg korzyści: drastycznie spada wskaźnik błędów, ponieważ eliminuje się błędy ludzkie. Czasy realizacji stają się bardziej spójne i przewidywalne, co upraszcza planowanie. Zwiększa się efektywność energetyczna, ponieważ ruchy są optymalizowane i unika się niepotrzebnych przejść. Poprawie ulega również bezpieczeństwo, ponieważ eliminuje się niebezpieczne interwencje ręczne na wysokości.

Korzyści ekonomiczne i wzrost wydajności

Korzyści ekonomiczne wynikające z magazynów kontenerowych wysokiego składowania są liczne i znaczące. Obejmują one zarówno bezpośrednie oszczędności kosztów i zwiększenie pojemności, jak i strategiczne korzyści konkurencyjne.

Efektywność przestrzenna i zwiększenie pojemności

Być może najważniejszą zaletą jest drastyczne zmniejszenie zapotrzebowania na przestrzeń. Magazyn wysokiego składowania kontenerów oferuje ponad trzykrotnie większą pojemność niż konwencjonalny terminal na tej samej powierzchni. Podczas gdy tradycyjny terminal układa kontenery w stosy o sześciu lub siedmiu warstwach, magazyny wysokiego składowania mogą sięgać od jedenastu do szesnastu warstw. To pozwala zmniejszyć zapotrzebowanie na przestrzeń nawet o siedemdziesiąt procent przy tej samej pojemności.

Ta zaleta ma ogromne znaczenie ekonomiczne w drogich obszarach portowych. Zwłaszcza w gęsto zaludnionych miejskich obszarach portowych, gdzie ceny gruntów są niezwykle wysokie, a możliwości rozbudowy ograniczone, możliwość potrojenia przepustowości na istniejących terenach może zadecydować o wzroście lub stagnacji. Jeden hektar powierzchni terminala, który w konwencjonalnym układzie pomieści tysiąc kontenerów, w magazynie wysokiego składowania może pomieścić ponad trzy tysiące kontenerów.

Ta efektywność wykorzystania przestrzeni ma również pośrednie zalety. Mniejsza powierzchnia podłogi oznacza niższe inwestycje w uszczelnienie gruntu i infrastrukturę. Kompaktowa konstrukcja skraca dystans pokonywany przez pojazdy wahadłowe i sprzęt transportowy, co z kolei oszczędza czas i energię. Co więcej, mniej miejsca potrzeba na place manewrowe, ponieważ punkty przeładunkowe są skoncentrowane na obrzeżach magazynu wysokiego składowania.

Eliminacja procesów ponownego układania

Wyeliminowanie ponownego składowania to drugi kluczowy czynnik kosztowy. W terminalach konwencjonalnych przestawianie kontenerów stanowi od 30 do 65 procent wszystkich ruchów kontenerów. Każdy z tych niepotrzebnych ruchów generuje koszty: zużycie energii przez dźwigi lub wozy bramowe, koszty osobowe operatorów, straty czasu wpływające na całkowity czas przeładunku oraz zużycie sprzętu.

W magazynie kontenerowym wysokiego składowania koszty te są całkowicie wyeliminowane. Każdy kontener jest bezpośrednio dostępny, co sprawia, że ​​każdy ruch jest produktywny. Wpływ na ogólną wydajność jest znaczący. Badania pokazują, że koszty operacyjne na przewóz kontenera można obniżyć nawet o 65%. W przypadku dużego terminala obsługującego kilkaset tysięcy przeładunków kontenerów rocznie, oszczędności te sięgają dziesiątek milionów euro.

Znacznie poprawia się również efektywność czasowa. Czas postoju kontenerowców przy nabrzeżu, jeden z najważniejszych czynników kosztowych w transporcie morskim, może zostać znacząco skrócony. Ponieważ załadunek i rozładunek kontenerów jest szybszy i bardziej przewidywalny, opłaty portowe dla firm żeglugowych maleją. To sprawia, że ​​port jest bardziej atrakcyjny dla linii żeglugowych i może prowadzić do wzrostu wolumenu ładunków, co z kolei zwiększa przychody operatora portu.

Przyspieszanie przepustowości

Według producenta, szybkość przeładunku wzrasta trzykrotnie. Podczas gdy konwencjonalny terminal osiąga około pięćdziesięciu do siedemdziesięciu przeładunków kontenerów na godzinę na jeden dźwig, nowoczesne magazyny kontenerowe wysokiego składowania mogą obsłużyć ponad dwieście przeładunków na godzinę po stronie wodnej. Ten wzrost prędkości wynika z paralelizacji procesów, eliminacji czasu oczekiwania i optymalizacji trasowania przez system zarządzania magazynem.

To przyspieszenie ma pozytywny wpływ na cały łańcuch dostaw. Kierowcy ciężarówek spędzają mniej czasu w porcie, co zwiększa ich produktywność i zmniejsza zatory przy bramach portowych. Czasy odbioru stają się bardziej przewidywalne, co poprawia niezawodność planowania dla spedytorów. Statki mogą też skuteczniej dotrzymywać harmonogramów, co z kolei zwiększa niezawodność globalnego transportu kontenerowego.

Efektywność energetyczna i zrównoważony rozwój

Magazyny wysokiego składowania kontenerów są znacznie bardziej energooszczędne niż terminale konwencjonalne. Głównym powodem jest eliminacja poziomego transportu na duże odległości. W tradycyjnym terminalu wózki bramowe lub wahadłowe często muszą transportować kontenery na odległość kilkuset metrów, co pochłania znaczne ilości energii. W magazynach wysokiego składowania maszyny do składowania i pobierania poruszają się pionowo i poziomo po zoptymalizowanych, krótkich trasach.

Nowoczesne maszyny do składowania i pobierania są również wyposażone w systemy odzyskiwania energii. Podczas opuszczania ciężkich kontenerów energia potencjalna jest przekształcana w energię elektryczną i przekazywana z powrotem do systemu. Ta funkcja odzyskiwania energii może zmniejszyć zużycie energii nawet o trzydzieści procent. Dodatkowo, magazyny wysokiego składowania mogą być wyposażone w systemy fotowoltaiczne na dachach, które pokrywają znaczną część zapotrzebowania na energię. System BOXBAY został zaprojektowany do pracy w pełni zelektryfikowanej i czerpie energię z paneli słonecznych umieszczonych na dachu.

Korzyści dla zrównoważonego rozwoju dotyczą również emisji. Niższe zużycie energii oznacza mniejszą emisję CO2, zwłaszcza gdy energia elektryczna pochodzi ze źródeł odnawialnych. Krótszy czas postoju statków zmniejsza emisję spalin w porcie. Bardziej efektywna obsługa ciężarówek skraca czas przestoju, a tym samym emisję spalin w porcie. Ogólnie rzecz biorąc, magazyn kontenerowy wysokiego składowania może poprawić bilans CO2 terminalu nawet o pięćdziesiąt procent.

Bezpieczeństwo i jakość pracy

Automatyzacja kontenerowego magazynu wysokiego składowania znacząco poprawia bezpieczeństwo pracy. W konwencjonalnych terminalach praca z suwnicami lub wozami bramowymi jest wymagająca fizycznie i wiąże się z ryzykiem wypadków. Zagrożenia te są w dużej mierze eliminowane w systemie zautomatyzowanym. Pracownicy nadzorują procesy z bezpiecznych sterowni lub pracują na ergonomicznie zaprojektowanych stanowiskach kompletacyjnych na obrzeżach magazynu.

Jakość pracy poprawia się również dzięki eliminacji monotonnych, powtarzalnych zadań. Zamiast godzinami obsługiwać dźwigi, pracownicy podejmują się bardziej wymagających zadań związanych z monitorowaniem systemów, optymalizacją procesów czy konserwacją predykcyjną. Zwiększa to satysfakcję z pracy i zmniejsza rotację pracowników, co z kolei obniża koszty osobowe i poprawia stabilność operacyjną.

LTW Intralogistics – Inżynierowie przepływu – Zdjęcie: LTW Intralogistics GmbH

LTW oferuje swoim klientom nie pojedyncze komponenty, lecz zintegrowane, kompletne rozwiązania. Doradztwo, planowanie, komponenty mechaniczne i elektrotechniczne, technologia sterowania i automatyki, a także oprogramowanie i serwis – wszystko jest połączone w sieć i precyzyjnie skoordynowane.

Własna produkcja kluczowych komponentów jest szczególnie korzystna. Pozwala to na optymalną kontrolę jakości, łańcuchów dostaw i interfejsów.

LTW to synonim niezawodności, przejrzystości i partnerskiej współpracy. Lojalność i uczciwość są głęboko zakorzenione w filozofii firmy – uścisk dłoni wciąż ma tu znaczenie.

Nadaje się do:

• Rozwiązania LTW

Koszty inwestycji i ocena ekonomiczna

Koszty inwestycji w kontenerowy magazyn wysokiego składowania są znaczne i stanowią jedną z największych przeszkód w powszechnym wdrażaniu tej technologii. Jednocześnie analizy ekonomiczne pokazują, że inwestycja zwraca się w całym okresie użytkowania systemu i zapewnia długoterminową przewagę konkurencyjną.

Nadaje się do:

• Logistyka magazynowania kontenerów w okresie przejściowym: fundamentalna zmiana dzięki automatyzacji i technologii wysokiego składowania

Nakłady inwestycyjne i struktura kosztów

Duży magazyn wysokiego składowania dla kontenerów, z 25 rzędami i długością 650 metrów, wymaga inwestycji rzędu 500 milionów euro. Projekt BOXBAY w London Gateway ma wartość kontraktową około 100 milionów euro na system o pojemności 27 000 TEU. W przypadku obiektów średniej wielkości koszty wahają się od 5 do 20 milionów euro.

Struktura kosztów składa się z kilku elementów. Największy udział ma stalowa konstrukcja regałów, która często składa się z tysięcy ton stali i musi być zbudowana zgodnie z najwyższymi standardami inżynieryjnymi. Maszyny do składowania i pobierania to wysoce precyzyjne, specjalistyczne maszyny, których cena jednostkowa wynosi średnio sześć cyfr. Systemy sterowania i oprogramowania, w tym system zarządzania magazynem i jego integracja z systemem operacyjnym terminala, stanowią kolejny istotny składnik kosztów.

Dodatkowe koszty obejmują obudowę budynku, jeśli system regałów magazynowych jest zamknięty, co nie zawsze jest konieczne w przypadku systemów pustych kontenerów. Systemy ochrony przeciwpożarowej, takie jak systemy gaszenia CO2 lub systemy redukcji tlenu, są niezbędne i kosztowne. Wreszcie, należy uwzględnić koszty planowania, zarządzania projektem, montażu i uruchomienia, które mogą wynieść od dziesięciu do dwudziestu procent całkowitej inwestycji.

Zwrot z inwestycji i okres zwrotu

Pomimo wysokich nakładów początkowych, analizy ekonomiczne pokazują, że magazyny wysokiego składowania kontenerowego są rentowne w perspektywie średnioterminowej. Zwrot z inwestycji wynika z kilku czynników: bezpośrednich oszczędności kosztów dzięki obniżeniu kosztów operacyjnych, rozbudowy pojemności bez zwiększania powierzchni użytkowej, wyższych wskaźników przepustowości generujących dodatkowe przychody oraz wyższej jakości usług, która przyciąga klientów.

Okres amortyzacji w dużej mierze zależy od lokalnych uwarunkowań. W portach o wyjątkowo wysokich kosztach gruntów i ograniczonych możliwościach rozbudowy, inwestycja może zwrócić się w ciągu pięciu do siedmiu lat. Przy niższych cenach gruntów lub niższych wolumenach ładunków, amortyzacja może trwać od dziesięciu do piętnastu lat. Kolejnym istotnym czynnikiem jest możliwość wykorzystania dotacji rządowych lub funduszy UE na cyfryzację i zrównoważony rozwój logistyki, co obniża wskaźnik kapitału własnego i poprawia rentowność.

Przykład porównawczy ilustruje korzyści ekonomiczne: konwencjonalny terminal o pojemności magazynowej 8000 palet i powierzchni 4800 metrów kwadratowych generuje koszty inwestycji w wysokości około 2 milionów euro na budynki i regały oraz 35 000 euro na dziewięć wózków widłowych. Dodatkowo, roczne koszty osobowe wynoszą 21 600 euro dla dziewięciu operatorów wózków widłowych. Zautomatyzowany magazyn wysokiego składowania o tej samej pojemności wymaga zaledwie 2200 metrów kwadratowych powierzchni użytkowej, ale kosztuje 2,3 miliona euro na regały i systemy składowania i pobierania. Roczne koszty osobowe spadają do 48 000 euro. Po około sześciu latach skumulowane koszty systemu konwencjonalnego przewyższają koszty magazynu wysokiego składowania; następnie oszczędności rosną z roku na rok.

Koszty operacyjne i wydatki bieżące

Koszty operacyjne magazynu wysokiego składowania kontenerów są znacznie niższe niż w przypadku terminali konwencjonalnych. Największe oszczędności wynikają z mniejszych wymagań kadrowych. Podczas gdy tradycyjny terminal potrzebuje od dziewięciu do dwunastu operatorów suwnic lub wózków widłowych do obsługi ośmiu tysięcy kontenerów dziennie, systemy zautomatyzowane obsługują od dwóch do trzech pracowników, którzy zajmują się głównie monitorowaniem i konserwacją.

Koszty energii to kolejny istotny czynnik. Dzięki odzyskowi energii i krótszym trasom transportu, zużycie energii na przewóz kontenera jest o około czterdzieści procent niższe niż w systemach konwencjonalnych. W przypadku dużych terminali obsługujących kilkaset tysięcy przeładunków rocznie, oszczędności te sięgają kilkuset tysięcy euro rocznie.

Należy również uwzględnić koszty konserwacji i napraw. Maszyny do składowania i pobierania to precyzyjne maszyny, które wymagają regularnych przeglądów i konserwacji predykcyjnej. System regałów musi być corocznie kontrolowany przez wykwalifikowany personel, zgodnie z niemieckim rozporządzeniem w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy (Betriebssicherheitsverordnung) oraz normą DIN EN 15635. Pomimo tych kosztów, całkowite koszty eksploatacji pozostają niższe niż w przypadku systemów konwencjonalnych, zwłaszcza biorąc pod uwagę okres użytkowania od dwudziestu do trzydziestu lat.

Planowanie i realizacja magazynu kontenerowego wysokiego składowania

Skuteczne planowanie i wdrożenie kontenerowego magazynu wysokiego składowania wymaga systematycznego podejścia, które integruje aspekty techniczne, ekonomiczne i organizacyjne. Proces ten można podzielić na kilka faz – od wstępnej analizy potrzeb po pełne uruchomienie.

Analiza potrzeb i studium wykonalności

Pierwszym krokiem jest kompleksowa analiza potrzeb. Operatorzy portów muszą precyzyjnie określić swoje obecne i przyszłe zapotrzebowanie na przepustowość. Ile kontenerów jest obsługiwanych dziennie? Jakie typy kontenerów dominują? Jakie są wahania sezonowe? Jakiego tempa wzrostu oczekuje się w ciągu najbliższych dziesięciu do dwudziestu lat? Te pytania stanowią podstawę projektu systemu.

Równocześnie należy przeprowadzić dogłębną analizę istniejących procesów magazynowych. Gdzie występują wąskie gardła w obecnym systemie? Jakie są wskaźniki ponownego składowania? Jaki jest średni czas oczekiwania ciężarówek i statków? Jakie jest zużycie energii na przeładunek kontenera? Taka analiza nie tylko identyfikuje potrzebę automatyzacji, ale często ujawnia również nieefektywne rozwiązania, które wcześniej były niewidoczne.

Studium wykonalności analizuje aspekty techniczne, ekonomiczne i regulacyjne. Z technicznego punktu widzenia należy ustalić, czy warunki gruntowe są w stanie udźwignąć ogromne obciążenia magazynu wysokiego składowania oraz czy budynek ma wystarczającą przestrzeń na swoją wysokość. Z ekonomicznego punktu widzenia przeprowadzana jest szczegółowa analiza kosztów i korzyści, porównująca koszty inwestycji, oszczędności w kosztach operacyjnych oraz przewidywany wzrost przychodów. Wymagania regulacyjne obejmują weryfikację pozwoleń na budowę, przepisów przeciwpożarowych oraz decyzji środowiskowych.

Wybór technologii i projektowanie systemu

Wybór odpowiedniej technologii opiera się na analizie potrzeb. Różni producenci oferują zróżnicowane koncepcje. BOXBAY, należący do SMS Group i DP World, jest najbardziej znanym dostawcą systemów portowych na dużą skalę. Konecranes oferuje zautomatyzowane magazyny wysokiego składowania dla centrów logistycznych i dystrybucyjnych. SSI Schäfer, Dematic i Jungheinrich to inni uznani dostawcy specjalizujący się w zautomatyzowanych systemach magazynowania, którzy opracowują również rozwiązania dla kontenerów.

Proces wyboru musi uwzględniać kilka czynników. Jaka jest wymagana wydajność? Jakie wskaźniki przepustowości powinny być osiągane? Czy system powinien być zaprojektowany dla pełnych kontenerów, pustych kontenerów, czy dla obu? W jaki sposób zostanie zintegrowany z istniejącymi systemami portowymi? Jakie umowy serwisowe i umowy o gwarantowanym poziomie usług są oferowane? Decyzja nie powinna opierać się wyłącznie na cenie zakupu, ale powinna uwzględniać całkowity koszt posiadania w całym okresie użytkowania systemu.

Projekt systemu definiuje precyzyjną konfigurację. Ile korytarzy magazynowych jest potrzebnych? Ile układnic w każdym korytarzu? Jak rozmieszczone są punkty przeładunkowe? Jaka technologia przenośników łączy magazyn wysokiego składowania z dokami i terminalami samochodowymi? Nowoczesne narzędzia planistyczne wykorzystują oprogramowanie symulacyjne do testowania różnych konfiguracji i znajdowania optymalnego rozwiązania. Symulacje te uwzględniają obciążenia szczytowe, okresy konserwacji i scenariusze awarii, aby zapewnić niezawodne rozwiązanie.

Planowanie i budowa projektu

Faza planowania projektu obejmuje szczegółowe planowanie wszystkich komponentów technicznych. Inżynierowie konstrukcyjni obliczają nośność konstrukcji regałów, uwzględniając obciążenia wiatrem, śniegiem i sejsmiczne. Inżynierowie elektrycy planują zasilanie, w tym systemy zasilania awaryjnego i systemy UPS, zapewniające nieprzerwaną pracę. Programiści konfigurują system zarządzania magazynem i programują interfejsy do systemu operacyjnego terminala.

Budowa przebiega w kilku etapach. Najpierw kładzie się fundamenty, które muszą udźwignąć ogromne obciążenia konstrukcji regałowej. Grunt często wymaga zagęszczenia lub wzmocnienia fundamentami palowymi. Następnie wznosi się stalową konstrukcję regałową, a każdy element wymaga precyzyjnego pomiaru i regulacji, aby spełnić rygorystyczne tolerancje niezbędne do zautomatyzowanej pracy. Montaż jest często modułowy, a prefabrykowane segmenty są dostarczane i montowane na miejscu.

Równocześnie z budową systemu regałowego, instalowane i regulowane są maszyny do składowania i pobierania. Szyny muszą być ułożone precyzyjnie równolegle i poziomo, ponieważ nawet minimalne odchylenia prowadzą do zwiększonego zużycia i spadku wydajności. Układ sterowania i zasilania są okablowane i przetestowane. Instalowane i certyfikowane są systemy bezpieczeństwa, w tym czujniki pożaru, systemy gaśnicze i wyłączniki awaryjne.

Integracja i uruchomienie

Faza integracji ma kluczowe znaczenie dla powodzenia projektu. System zarządzania magazynem musi bezproblemowo komunikować się z systemem operacyjnym terminala, aby odbierać dane o zamówieniach i wysyłać komunikaty o statusie. Konieczne jest skonfigurowanie i przetestowanie interfejsów do systemów celnych, portali firm spedycyjnych i systemów spedycyjnych. Wdrożone zostaną połączenia z systemami planowania wyższego poziomu i narzędziami Business Intelligence.

Przed pełnym uruchomieniem przeprowadzana jest kompleksowa faza testów. Najpierw testowane są poszczególne komponenty: czy maszyny do składowania i pobierania poruszają się precyzyjnie? czy chwytaki są niezawodne? czy system odzyskiwania energii działa prawidłowo? Następnie przeprowadzane są testy integracyjne, w których sprawdzana jest interakcja wszystkich komponentów. Na koniec przeprowadzane są testy obciążeniowe, w których system jest uruchamiany pod pełnym obciążeniem w celu zidentyfikowania wąskich gardeł i słabych punktów.

Faza pilotażowa rozpoczyna się od ograniczonej działalności, podczas której wybrane kontenery są obsługiwane przez nowy system, a pozostałe w ramach procesów konwencjonalnych. Pozwala to na stopniowe zwiększanie wydajności i daje pracownikom czas na zapoznanie się z nowym systemem. Projekt pilotażowy BOXBAY w Dubaju przeszedł dwuletnią fazę testową, obejmującą 200 000 operacji kontenerowych, zanim w Busan uruchomiono pierwszy obiekt komercyjny.

Szkolenia i zarządzanie zmianą

Wprowadzenie kontenerowego magazynu wysokiego składowania to nie tylko transformacja techniczna, ale i organizacyjna. Pracownicy muszą być zaangażowani w proces już na wczesnym etapie i przeszkoleni w zakresie korzystania z nowej technologii. Obejmuje to szkolenia dla operatorów systemu obsługujących system zarządzania magazynem, dla techników utrzymania ruchu, którzy dokonują przeglądów i napraw maszyn do składowania i pobierania, a także dla kadry zarządzającej, która analizuje kluczowe wskaźniki efektywności (KPI) i wdraża usprawnienia procesów.

Zarządzanie zmianą musi również uwzględniać obawy związane z utratą pracy. Podczas gdy systemy zautomatyzowane zmniejszają zapotrzebowanie na operatorów dźwigów i kierowców wózków widłowych, pojawiają się nowe stanowiska pracy w obszarach monitorowania systemów, analizy danych i konserwacji predykcyjnej. Programy przekwalifikowania mogą umożliwić obecnym pracownikom przejście na nowe stanowiska, co jest nie tylko odpowiedzialne społecznie, ale także korzystne ekonomicznie, ponieważ doświadczeni pracownicy wnoszą cenną wiedzę procesową.

Systemy terminali kontenerowych dla transportu drogowego, kolejowego i morskiego w koncepcji logistyki podwójnego zastosowania: logistyki ciężkiej - Obraz kreatywny: Xpert.Digital

W świecie charakteryzującym się geopolitycznymi wstrząsami, kruchymi łańcuchami dostaw i nową świadomością podatności infrastruktury krytycznej na zagrożenia, koncepcja bezpieczeństwa narodowego ulega gruntownej rewizji. Zdolność państwa do zapewnienia dobrobytu gospodarczego, zaopatrzenia ludności i potencjału militarnego w coraz większym stopniu zależy od odporności sieci logistycznych. W tym kontekście termin „podwójnego zastosowania” ewoluuje z niszowej kategorii kontroli eksportu w nadrzędną doktrynę strategiczną. Ta zmiana nie jest jedynie adaptacją techniczną, ale konieczną odpowiedzią na „punkt zwrotny”, który wymaga głębokiej integracji potencjału cywilnego i wojskowego.

Nadaje się do:

• Systemy terminali kontenerowych dla transportu drogowego, kolejowego i morskiego w koncepcji logistyki podwójnego zastosowania – logistyki ciężkiej

Konserwacja, naprawa i modernizacja

Długoterminowa opłacalność ekonomiczna kontenerowego magazynu wysokiego składowania zależy przede wszystkim od profesjonalnej konserwacji i serwisu. Przy inwestycjach rzędu kilkuset milionów euro i przewidywanym czasie eksploatacji wynoszącym od dwudziestu do trzydziestu lat, systematyczne zarządzanie konserwacją jest niezbędne.

Nadaje się do:

• Brak miejsca, ale więcej kontenerów: jak pomysłowa technologia wysokiego składowania ratuje europejskie porty

Konserwacja zapobiegawcza i konserwacja predykcyjna

Konserwacja zapobiegawcza odbywa się według ustalonego harmonogramu i obejmuje regularne przeglądy i serwisowanie. Maszyny do składowania i pobierania muszą być kontrolowane w określonych odstępach czasu, a części eksploatacyjne, takie jak rolki, łożyska i hamulce, należy sprawdzać i w razie potrzeby wymieniać. Szyny i prowadnice należy sprawdzać pod kątem zużycia i w razie potrzeby szlifować. Pomiar geometrii zębatki przeprowadza się w celu upewnienia się, że nie występują żadne odkształcenia, które mogłyby wpłynąć na precyzję.

Konserwacja predykcyjna idzie o krok dalej, wykorzystując dane z czujników i uczenie maszynowe do przewidywania awarii, zanim wystąpią. Nowoczesne maszyny do przechowywania i wyszukiwania są wyposażone w czujniki drgań, czujniki temperatury i mierniki prądu, które stale gromadzą dane. Algorytmy analizują te dane pod kątem anomalii wskazujących na początkowe zużycie lub awarie. Na przykład, jeśli drgania łożyska wzrosną, można zaplanować wymianę, zanim łożysko ulegnie awarii i spowoduje nieplanowane wyłączenie.

Zalety konserwacji predykcyjnej są znaczące. Minimalizuje się nieplanowane przestoje, które są szczególnie kosztowne. Prace konserwacyjne można zaplanować w okresach niskiego wykorzystania, co zmniejsza ich wpływ na działanie systemu. Żywotność podzespołów jest maksymalizowana, ponieważ nie są one wymieniane ani za wcześnie, ani za późno. Ponadto wzrasta ogólna dostępność systemu, co przekłada się na poprawę efektywności kosztowej.

Kontrole i certyfikacje ustawowe

Magazyny wysokiego składowania podlegają surowym wymogom prawnym dotyczącym kontroli. Zgodnie z niemieckim rozporządzeniem w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy (Betriebssicherheitsverordnung) oraz normą DIN EN 15635, regały, systemy regałowe i urządzenia magazynowe muszą być kontrolowane co najmniej raz w roku przez wykwalifikowany personel. Kontrola ta obejmuje sprawdzenie konstrukcji regałów pod kątem uszkodzeń, odkształceń lub korozji, sprawdzenie szyn i prowadnic podłogowych, sprawdzenie zabezpieczeń oraz udokumentowanie wszystkich zauważonych nieprawidłowości.

Maszyny do składowania i pobierania podlegają dodatkowym wymogom bezpieczeństwa zgodnie z normą EN 528, która reguluje przede wszystkim kwestie zabezpieczeń dostępu, wyłączników bezpieczeństwa, stanowisk operatorskich i trybów pracy. Coroczne, okresowe kontrole zgodnie z § 16 niemieckiego rozporządzenia o bezpieczeństwie i higienie pracy (BetrSichV) są obowiązkowe w celu wyeliminowania zagrożeń. Kontrole te muszą być przeprowadzane przez niezależnych ekspertów i stanowią warunek wstępny do uzyskania pozwolenia na użytkowanie oraz ubezpieczenia.

Dokumentowanie wszystkich prac konserwacyjnych i przeglądów jest niezbędne. Kompletny dziennik konserwacji nie tylko spełnia wymogi prawne, ale jest również ważny w przypadku roszczeń gwarancyjnych wobec producentów. W przypadku uszkodzenia, skrupulatna dokumentacja może mieć kluczowe znaczenie dla dochodzenia roszczeń ubezpieczeniowych i wyjaśnienia kwestii odpowiedzialności.

Modernizacja i modernizacja

Solidnie zbudowany magazyn wysokiego składowania może funkcjonować praktycznie bez ograniczeń nawet po dwudziestu latach intensywnego użytkowania. Celowe modernizacje, znane jako modernizacje, mogą wydłużyć jego żywotność znacznie ponad trzy dekady. Modernizacja jest często bardziej opłacalną alternatywą dla budowy nowego obiektu i pozwala firmom korzystać z postępu technologicznego bez konieczności wymiany całego systemu.

Typowe działania modernizacyjne obejmują modernizację technologii sterowania. Przestarzałe systemy PLC są zastępowane nowoczesnymi sterownikami sieciowymi, oferującymi ulepszone funkcje diagnostyki i optymalizacji. Technologia napędowa jest zastępowana energooszczędnymi silnikami i przetwornicami częstotliwości, które łatwo się uruchamiają i odzyskują energię. Nierównomiernie zużyte prowadnice można poddać regeneracji, co podwaja ich żywotność.

Oprogramowanie można również modernizować. Integracja nowych algorytmów uczenia maszynowego umożliwia lepsze planowanie tras i równoważenie obciążenia. Łączność z chmurowymi systemami Business Intelligence umożliwia zaawansowaną analizę i benchmarking z innymi systemami. Wdrożenie interfejsów do nowoczesnych platform IoT umożliwia integrację z systemami zarządzania łańcuchem dostaw wyższego poziomu.

Projekty modernizacyjne są zazwyczaj bardzo opłacalne. Koszty inwestycji wahają się zazwyczaj od 20 do 30 procent kosztu nowej instalacji, a jednocześnie wydłużają jej żywotność o kolejne 10 do 15 lat. Co więcej, modernizacje często można przeprowadzać w trakcie eksploatacji, modernizując poszczególne pasy ruchu sekwencyjnie, minimalizując przestoje.

Rozwój rynku i perspektywy na przyszłość

Rynek kontenerowych magazynów wysokiego składowania jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju, ale wykazuje ogromny potencjał wzrostu. Na całym świecie kilkaset terminali portowych zmaga się z wyzwaniami związanymi z ograniczoną przestrzenią, rosnącym wolumenem przeładunków oraz rosnącą presją na poprawę wydajności i redukcję emisji.

Aktualne projekty i wdrożenia

Pierwszy projekt pilotażowy został wdrożony w Dubaju, w Terminalu 4 w Dżabal Ali. Po osiemnastomiesięcznym okresie budowy, w styczniu 2021 roku oddano do użytku obiekt koncepcyjny z 792 miejscami na kontenery. Dwuletnia faza testów, obejmująca prawie 500 000 TEU, dowiodła, że ​​koncepcja się sprawdza i że obiecane parametry wydajności zostały osiągnięte.

Bazując na tym sukcesie, w marcu 2023 roku podpisano pierwszą umowę komercyjną dla portu Busan w Korei Południowej. Busan Newport Corporation, spółka zależna DP World, wdraża system, aby zwiększyć wydajność, bezpieczeństwo i zrównoważony rozwój terminalu. Projekt ten stanowi ważny kamień milowy w komercjalizacji tej technologii.

Największym i najbardziej zaawansowanym projektem do tej pory jest system BOXBAY Empty Superstack w porcie London Gateway. Inwestycja o wartości 170 milionów funtów pozwoli na budowę 16-kondygnacyjnego magazynu wysokiego składowania, który pomieści do 27 000 pustych kontenerów. System składa się z dziesięciu korytarzy magazynowych z 15 układnicami i może obsłużyć ponad 200 operacji przeładunkowych kontenerów na godzinę od strony nabrzeża. Zakończenie budowy planowane jest na 2027 rok.

Inne projekty są na zaawansowanym etapie planowania. DP World i SMS Group informują o rozmowach z około dwudziestoma zainteresowanymi stronami na całym świecie, w tym o sześciu bardzo intensywnych negocjacjach. Mówi się również, że zainteresowany jest port morski w północnych Niemczech, a pierwszy obiekt w Niemczech może zostać uruchomiony w 2028 roku.

Czynniki napędzające rynek i wzrost

Na popyt na magazyny kontenerowe wysokiego składowania wpływa kilka czynników strukturalnych. Pierwszym z nich jest ciągły wzrost wielkości statków kontenerowych. Nowoczesne megakontenerowce mogą transportować ponad 24 000 TEU, co prowadzi do ogromnych obciążeń szczytowych podczas rozładunku. Konwencjonalne terminale osiągają granice swoich możliwości, podczas gdy magazyny wysokiego składowania, dzięki wysokiej przepustowości i bezpośredniemu dostępowi, lepiej radzą sobie z takimi obciążeniami szczytowymi.

Drugim czynnikiem są rosnące ceny gruntów w miejskich obszarach portowych. Szczególnie w gęsto zaludnionych regionach, takich jak Europa i Azja, rozbudowa portów jest często niemożliwa lub zbyt kosztowna. Możliwość potrojenia pojemności na istniejących gruntach sprawia, że ​​magazyny wysokiego składowania są szczególnie atrakcyjne na takich rynkach.

Trzecim czynnikiem jest rosnąca presja na zrównoważony rozwój. Wymagania regulacyjne dotyczące redukcji emisji stają się coraz bardziej rygorystyczne, a operatorzy portów muszą poprawić bilans CO2. Magazyny kontenerowe wysokiego składowania oferują znaczące korzyści w zakresie zrównoważonego rozwoju dzięki efektywności energetycznej, możliwości wytwarzania własnej energii elektrycznej za pomocą ogniw fotowoltaicznych oraz skróceniu czasu postoju.

Kolejnym czynnikiem napędzającym jest digitalizacja łańcuchów dostaw. Nowoczesne systemy zarządzania łańcuchami dostaw wymagają przejrzystości w czasie rzeczywistym i precyzyjnej przewidywalności. Pełna digitalizacja i automatyzacja kontenerowych magazynów wysokiego składowania płynnie integruje się z tymi zdigitalizowanymi łańcuchami dostaw i umożliwia integrację nieosiągalną w przypadku procesów manualnych.

Wyzwania i ryzyko

Pomimo potencjału technologii, istnieją również wyzwania i zagrożenia, które mogą utrudnić jej wdrożenie. Największą przeszkodą są wysokie początkowe koszty inwestycyjne. Wielu operatorów portów, szczególnie w gospodarkach wschodzących, ma trudności z pozyskaniem kilkuset milionów euro na pojedynczy projekt. Aby umożliwić takie inwestycje, często niezbędne są rozwiązania finansowe i dotacje rządowe.

Kolejnym ryzykiem jest uzależnienie od technologii. W pełni zautomatyzowany system opiera się na bezbłędnym funkcjonowaniu złożonego oprogramowania i mechanizmów. Awarie systemu mogą spowodować całkowite zatrzymanie operacji, co może mieć katastrofalne skutki dla portu. Solidne systemy redundancji i profesjonalna konserwacja są niezbędne, ale wiążą się z dodatkowymi kosztami.

Cyberbezpieczeństwo staje się coraz większym problemem. Połączenia między systemami zarządzania magazynem, systemami operacyjnymi terminali i platformami chmurowymi tworzą powierzchnie ataku dla cyberzagrożeń. Skuteczny atak na systemy sterowania mógłby sparaliżować funkcjonowanie portu i spowodować znaczne straty ekonomiczne. Koncepcje bezpieczeństwa oparte na zasadzie „zero zaufania”, w których każdy dostęp jest stale weryfikowany, są niezbędne do minimalizacji tego ryzyka.

Akceptacja społeczna może również stanowić wyzwanie. Automatyzacja redukuje zatrudnienie operatorów dźwigów i kierowców wózków widłowych, co może prowadzić do oporu w portach z silnymi związkami zawodowymi. Programy przekwalifikowania i przejrzysta komunikacja na temat nowych stanowisk w zakresie monitorowania i konserwacji systemów są kluczowe dla zarządzania tymi napięciami społecznymi.

Postęp technologiczny

Technologia kontenerowych magazynów wysokiego składowania stale się rozwija. Przyszłe systemy będą jeszcze wyższe, a konstrukcje o wysokości do sześćdziesięciu metrów będą technicznie możliwe. Nowe materiały, takie jak stal o wysokiej wytrzymałości i kompozyty wzmacniane włóknami, mogą sprawić, że konstrukcje regałów będą lżejsze i bardziej ekonomiczne.

Sztuczna inteligencja będzie odgrywać coraz większą rolę. Algorytmy nie tylko będą optymalizować trasy, ale także przewidywać potrzeby konserwacyjne, przewidywać szczytowe obciążenia i podejmować autonomiczne decyzje dotyczące reorganizacji. Integracja cyfrowych bliźniaków umożliwia testowanie różnych scenariuszy w środowisku wirtualnym przed ich wdrożeniem w rzeczywistości.

Autonomiczne roboty mobilne mogłyby zastąpić pojazdy wahadłowe między dokiem a magazynem wysokiego składowania. Roboty te mogłyby poruszać się autonomicznie i współpracować bez centralnego sterowania, co dodatkowo zwiększyłoby elastyczność i solidność systemu. Możliwa jest również integracja dronów do kontroli zapasów i inspekcji w trudno dostępnych obszarach magazynu wysokiego składowania.

Efektywność energetyczna jest stale ulepszana. Postęp w technologiach akumulatorowych umożliwia dłuższy czas pracy i krótsze cykle ładowania elektrycznych maszyn magazynujących i odzyskujących energię. Integracja wodorowych ogniw paliwowych może zapewnić bezemisyjne źródło energii, co jest szczególnie atrakcyjne dla portów z ograniczonym dostępem do energii odnawialnej.

Długoterminowa prognoza rynkowa

W dłuższej perspektywie kontenerowe magazyny wysokiego składowania mają potencjał, aby stać się standardem w logistyce portowej, szczególnie w przypadku nowych projektów budowlanych i rozwojowych na rynkach o wysokich kosztach gruntów. Technologia ta prawdopodobnie zyska popularność najpierw na rynkach rozwiniętych, gdzie dostępność kapitału i presja na zwiększenie efektywności są największe.

W przypadku istniejących terminali decyzja będzie trudniejsza. Modernizacje są możliwe, ale często mniej ekonomiczne niż budowa nowych. Niemniej jednak terminale o ekstremalnych ograniczeniach przestrzennych nie będą miały alternatywy dla rozbudowy pionowej. Rozwój systemów modułowych, które można wdrażać etapami, zwiększy wskaźnik adopcji.

Oprócz portów morskich, technologię tę mogłyby również wdrożyć porty śródlądowe i duże centra logistyczne. Magazyny wysokiego składowania kontenerów są atrakcyjne wszędzie tam, gdzie konieczne jest przeładowanie dużej ilości standardowych nośników ładunku na ograniczonej przestrzeni. Potencjalnymi użytkownikami są centra dystrybucyjne sieci handlowych, producenci samochodów realizujący produkcję w systemie just-in-time oraz duże centra realizacji zamówień e-commerce.

Oczekuje się, że cały rynek zautomatyzowanych systemów magazynowych będzie rósł w tempie dwucyfrowym do 2032 roku. Magazyny wysokiego składowania kontenerów, jako podsegment, skorzystają na tym trendzie. Jeśli obecne projekty pilotażowe zakończą się sukcesem, a technologia spełni swoje obietnice, liczba instalacji może wzrosnąć dziesięciokrotnie w ciągu najbliższych dziesięciu lat.

Porównanie z technologiami alternatywnymi

Kontenerowe magazyny wysokiego składowania to nie jedyne rozwiązanie problemów współczesnej logistyki portowej. O uznanie operatorów portowych konkuruje kilka alternatywnych technologii i podejść, z których każde ma swoje zalety i wady.

Zautomatyzowane systemy poziome

Zautomatyzowane wózki bramowe i wózki wahadłowe usprawniają konwencjonalne terminale dzięki automatyzacji, zachowując jednocześnie poziome składowanie. Systemy te są tańsze we wdrożeniu niż magazyny wysokiego składowania i nie wymagają radykalnych modyfikacji istniejących obszarów terminalowych. Nie eliminują one jednak fundamentalnego problemu ponownego składowania, więc wzrost wydajności pozostaje ograniczony.

Zaletą tych systemów jest ich elastyczność. Zautomatyzowane wózki bramowe mogą być rozmieszczone w dowolnym miejscu terminala i nie są ograniczone do stałych korytarzy, jak w przypadku układnic. Pozwala to na stopniową automatyzację, w której urządzenia ręczne i automatyczne pracują równolegle. W przypadku terminali o wystarczającej powierzchni i umiarkowanej przepustowości takie rozwiązania mogą być bardziej ekonomiczne niż duża inwestycja kapitałowa w magazyn wysokiego składowania.

Systemy składowania pionowego bez bezpośredniego dostępu

Istnieją zautomatyzowane systemy, które również układają kontenery w pionie, ale nie umożliwiają bezpośredniego dostępu do każdego kontenera. Te hybrydowe rozwiązania pozwalają na osiągnięcie wyższych wysokości składowania niż konwencjonalne terminale, ale jednocześnie pozwalają uniknąć kosztów kompletnych systemów regałowych. Kontenery są układane jeden na drugim na systemach wsporczych, a załadunek i rozładunek odbywa się za pomocą automatycznych dźwigów.

Systemy te stanowią rozwiązanie pośrednie między konwencjonalnymi terminalami a magazynami wysokiego składowania. Są one bardziej ekonomiczne niż w pełni funkcjonalne magazyny wysokiego składowania, ale jednocześnie zapewniają mniejszy wzrost wydajności, ponieważ nadal konieczne jest ponowne składowanie. W przypadku terminali o umiarkowanych ograniczeniach przestrzennych i ograniczonym budżecie mogą one stanowić pragmatyczne rozwiązanie.

Mobilny dźwig portowy i mosty okrętowe

Zmodernizowane dźwigi portowe, z ulepszoną automatyzacją i większą prędkością, zwiększają wydajność załadunku i rozładunku statków, ale nie rozwiązują problemu magazynowania. Stanowią one uzupełnienie dla wysokiego składowania kontenerów i często są wdrażane razem. Połączenie wysoce wydajnych dźwigów i zautomatyzowanego wysokiego składowania maksymalizuje ogólną przepustowość terminala.

Rozwiązania integracyjne i koncepcje hybrydowe

Przyszłość może leżeć w zintegrowanych rozwiązaniach łączących różne technologie. Na przykład, terminal mógłby wykorzystywać magazyny kontenerowe wysokiego składowania do składowania pustych kontenerów o dużej objętości i niskiej wartości, podczas gdy w pełni załadowane kontenery o wysokiej rotacji byłyby składowane w łatwo dostępnych, poziomych obszarach. Takie hybrydowe koncepcje optymalizują równowagę między pojemnością, szybkością i kosztami.

Zalecenia strategiczne

Magazyny wysokiego składowania kontenerów stanowią przełom w logistyce portowej i obsłudze kontenerów. Technologia ta rozwiązuje fundamentalne problemy konwencjonalnych terminali, przekształcając składowanie z poziomego na pionowe oraz z dostępu sekwencyjnego na bezpośredni. Korzyści ekonomiczne są znaczące: trzykrotnie większa pojemność na tej samej powierzchni, eliminacja operacji ponownego składowania, trzykrotny wzrost przepustowości oraz znacząca poprawa efektywności energetycznej i zrównoważonego rozwoju.

Dla operatorów portowych i menedżerów logistyki ma to wyraźne implikacje strategiczne. Terminale borykające się z ekstremalnymi ograniczeniami przestrzennymi na obszarach miejskich, wysokimi kosztami gruntów i silną presją wzrostu powinny rozważyć magazyny kontenerowe wysokiego składowania jako podstawową opcję dla nowych inwestycji i rozbudowy. W takich scenariuszach wysokie początkowe inwestycje zazwyczaj zwracają się w ciągu pięciu do dziesięciu lat.

Terminale dysponujące wystarczającą powierzchnią i umiarkowaną przepustowością mogą działać bardziej ekonomicznie, korzystając z systemów konwencjonalnych lub półautomatycznych. Decyzja powinna być podejmowana na podstawie szczegółowych analiz ekonomicznych, uwzględniających lokalne ceny gruntów, koszty pracy, ceny energii i przewidywany wzrost.

Wdrażanie etapowe jest kluczowym czynnikiem sukcesu. Projekty pilotażowe o ograniczonej przepustowości pozwalają na zebranie doświadczeń, optymalizację procesów i przeszkolenie pracowników przed podjęciem większych inwestycji. Udany, dwuletni okres próbny w Dubaju dowodzi wartości tego podejścia.

Integracja z systemami logistycznymi wyższego poziomu ma kluczowe znaczenie. Magazyny kontenerowe wysokiego składowania osiągają swój pełny potencjał dopiero po płynnej integracji z cyfrowym łańcuchem dostaw. Inwestycje w nowoczesne systemy operacyjne terminali, systemy zarządzania magazynem i platformy wymiany danych są równie ważne, jak infrastruktura fizyczna.

Zrównoważony rozwój staje się coraz bardziej konkurencyjnym czynnikiem. Operatorzy portów, którzy wcześnie inwestują w energooszczędne i niskoemisyjne technologie, pozycjonują się korzystnie w kontekście przyszłych regulacji i zyskują uznanie klientów dbających o środowisko. Magazyny kontenerowe wysokiego składowania z systemami fotowoltaicznymi i odzyskiem energii to doskonałe przykłady zielonej logistyki portowej.

Rozwój technologiczny pozostaje dynamiczny. Operatorzy portów powinni brać pod uwagę elastyczność i przyszłościową ochronę systemów przy podejmowaniu decyzji inwestycyjnych. Modułowa architektura, otwarte interfejsy oraz możliwość modernizacji i rozbudowy minimalizują ryzyko technologicznej przestarzałości.

Podsumowując, kontenerowe magazyny wysokiego składowania stanowią rewolucyjną innowację, która ma potencjał fundamentalnej zmiany globalnej logistyki portowej. Pierwsze komercyjne wdrożenia pokażą, czy technologia ta spełni swoje ambitne obietnice w praktyce. Prognozy są obiecujące, a najbliższe lata będą kluczowe dla powszechnego wdrożenia tej rewolucyjnej technologii magazynowej.

Markus Becker

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

Szef rozwoju biznesu

LinkedIn

Konrad Wolfenstein

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

skontaktować się ze mną pod Wolfenstein ∂ xpert.digital

zadzwonić pod +49 89 674 804 (Monachium)

LinkedIn
 

Nasze globalne doświadczenie branżowe i biznesowe w zakresie rozwoju biznesu, sprzedaży i marketingu - Zdjęcie: Xpert.Digital

Skupienie się na branży: B2B, digitalizacja (od AI do XR), inżynieria mechaniczna, logistyka, odnawialne źródła energii i przemysł

Więcej na ten temat tutaj:

• Centrum biznesowe Xpert

Centrum tematyczne z przemyśleniami i wiedzą specjalistyczną:

• Platforma wiedzy na temat globalnej i regionalnej gospodarki, innowacji i trendów branżowych
• Zbieranie analiz, impulsów i informacji ogólnych z obszarów, na których się skupiamy
• Miejsce, w którym można zdobyć wiedzę i informacje na temat bieżących wydarzeń w biznesie i technologii
• Centrum tematyczne dla firm, które chcą dowiedzieć się więcej o rynkach, cyfryzacji i innowacjach branżowych