Depozite de containere cu rafturi înalte și terminale de containere: Interacțiunea logistică – consultanță și soluții de specialitate

Depozitarea verticală revoluționează terminalele de containere și porturile de containere din întreaga lume

Logistica containerelor la nivel global se confruntă cu provocări enorme. Peste 90% din comerțul global se desfășoară pe mare, iar dimensiunile containerelor sunt în continuă creștere. În același timp, terminalele tradiționale de containere își ating limitele fizice și operaționale. Spațiul portuar limitat, volumele de transbordare în creștere și necesitatea unei manipulări din ce în ce mai eficiente au condus la o dezvoltare revoluționară: depozitul de containere cu rafturi înalte.

Această tehnologie inovatoare promite să schimbe fundamental logistica containerelor. În loc să se stivuiască containerele pe orizontală, așa cum se întâmpla înainte, acestea vor fi depozitate vertical în structuri de rafturi metalice cu mai multe etaje. Acest lucru nu numai că permite o creștere drastică a capacității de depozitare în aceeași zonă, dar revoluționează și toate procesele de la terminalul de containere.

Fundamentele tehnologiei depozitului de containere cu rafturi înalte

Design tehnic și funcționalitate

Un depozit de containere cu rafturi înalte este un sistem de depozitare complet automatizat, special conceput pentru manipularea containerelor maritime standard. Arhitectura sa fundamentală diferă radical de cea a depozitelor de containere convenționale. În timp ce terminalele tradiționale stivuiesc containerele orizontal pe sol, depozitele cu rafturi înalte utilizează o filozofie de depozitare verticală în cadrul unor structuri masive de rafturi din oțel.

Nucleul sistemului este format din mașinile de depozitare și recuperare, cunoscute și sub denumirea de macarale de stivuire. Aceste macarale ghidate pe șine se deplasează pe culoarele înguste dintre rândurile de rafturi și pot depozita și recupera cu precizie containere la înălțimi de până la unsprezece niveluri. Fiecare container are propria locație de depozitare individuală, ceea ce înseamnă că structura raftului suportă întreaga greutate, iar containerele nu mai trebuie să se așeze unele peste altele.

Depozitarea și recuperarea sunt complet automatizate. Când un container ajunge la terminal, acesta este identificat la stații de transfer speciale și preluat de mașinile de depozitare și recuperare. Sistemul calculează automat locația optimă de depozitare, luând în considerare diverși factori precum greutatea, portul de destinație, ora de plecare planificată și capacitatea actuală. În timpul recuperării, fiecare container poate fi accesat direct fără a fi nevoie de re-stivuirea altor unități.

Arhitectură software și sisteme de control

Performanța unui depozit de containere cu rafturi înalte depinde în mod crucial de arhitectura sa software. Trei niveluri de sistem interconectate controlează procesele complexe: Sistemul de Operare Terminal (TOS), Sistemul de Management al Depozitului (WMS) și Sistemul de Control al Depozitului (WCS).

Sistemul de Operare a Terminalului (TOS) acționează ca o platformă centrală de planificare pentru întregul terminal. Acesta comunică cu parteneri externi, cum ar fi companiile de transport maritim, expeditorii de mărfuri și companiile de transport feroviar, gestionează sosirile navelor și intervalele orare ale camioanelor și coordonează toate mișcările containerelor în terminal. TOS definește parametrii strategici, cum ar fi ce containere sosesc, când și până la ce oră trebuie să fie gata pentru anumite nave.

Sistemul de Management al Depozitului (WMS) gestionează nivelul tactic al controlului depozitului. Acesta gestionează fiecare container din sistem, optimizează locațiile de depozitare și planifică mișcările astfel încât containerele utilizate frecvent să fie plasate în poziții avantajoase. WMS efectuează, de asemenea, relocări predictive, în care containerele sunt mutate în poziții mai bune chiar înainte de a fi efectiv preluate.

Sistemul de Control al Depozitului (WMS) reprezintă nivelul operațional și controlează mișcările fizice ale mașinilor de depozitare și recuperare în timp real. Acesta traduce specificațiile de planificare ale WMS în comenzi concrete ale mașinilor și monitorizează continuu starea sistemului. Aceste trei niveluri software funcționează perfect împreună și permit automatizarea completă a proceselor din depozit.

Eficiență sporită și avantaje operaționale

Revoluționarea vitezei de rotație

Depozitele de containere cu rafturi înalte obțin îmbunătățiri dramatice ale timpilor de procesare. Cea mai importantă metrică este timpul de manipulare a camioanelor, care în terminalele convenționale este adesea de 30 până la 90 de minute sau mai mult. Acești timpi de așteptare apar în principal din căutarea containerului dorit și din rearanjarea consumatoare de timp a unităților stivuite.

Un depozit cu rafturi înalte poate reduce aceste timpi la sub 20 de minute. Acest lucru se datorează accesului direct la fiecare container fără a fi nevoie de rearanjare a stocării. Când un camion ajunge la terminal, containerul solicitat se află deja în poziția optimă datorită planificării prealabile controlate de software sau poate fi furnizat de către mașinile de depozitare și recuperare în câteva minute. Această viteză este însoțită de o predictibilitate fără precedent, deoarece sistemul poate oferi timpi de livrare garantați.

Manipularea navelor beneficiază, de asemenea, semnificativ de tehnologia de depozitare cu rafturi înalte. Containerele pot fi furnizate în secvența exactă de încărcare, reducând astfel timpii de rotire a navei. Deoarece nu se pierde timp cu căutarea sau rearanjarea containerelor, spațiul valoros de la dană poate fi utilizat mai eficient.

Eficiența spațiului și creșterea capacității

Cel mai important avantaj al depozitelor de containere cu rafturi înalte constă în eficiența enormă a spațiului. În timp ce depozitele tradiționale de containere pot de obicei stivui doar patru până la șase containere unul peste altul, depozitele cu rafturi înalte permit până la unsprezece niveluri de depozitare. Această densificare verticală are ca rezultat o triplare a capacității de depozitare pe aceeași suprafață.

Această economie de spațiu este deosebit de valoroasă în zonele portuare scumpe, unde terenul este adesea rar și costisitor. În loc să dezvolte noi zone terminale sau să extindă pe orizontală cele existente, porturile își pot crește semnificativ capacitatea prin construirea de depozite cu rafturi înalte pe terenuri existente. Acest lucru este nu numai avantajos din punct de vedere economic, ci și mai sustenabil din punct de vedere ecologic, deoarece nu este necesară sigilarea terenurilor noi.

Capacitatea crescută are, de asemenea, un impact pozitiv asupra flexibilității terminalului. Capacitățile tampon mai mari permit o mai bună absorbție a fluctuațiilor traficului maritim și menținerea operaționalității chiar și în cazul unor circumstanțe neprevăzute. Acest lucru este deosebit de important, având în vedere tendința către nave portcontainer din ce în ce mai mari, care pot încărca și descărca câteva mii de containere în timpul unei singure escale.

Integrarea în ecosistemul terminalului

Interfețe către sistemele existente

Depozitele de containere cu rafturi înalte nu sunt sisteme izolate, ci trebuie integrate perfect în infrastructura terminalului existent. Punctele de transfer dintre depozitul cu rafturi înalte și celelalte zone ale terminalului sunt de o importanță critică în acest proces.

Pe partea apei, conexiunea se face prin intermediul unor sisteme de transport automate. Vehicule de transport fără șofer sau macarale portal montate pe șine transportă containerele între podurile de containere de pe chei și stațiile de transfer ale depozitului cu rafturi înalte. Aceste sisteme sunt, de asemenea, complet automatizate și pot manipula eficient cantități mari de containere.

Pe partea terestră, se instalează stații speciale de andocare pentru camioane, unde containerele sunt plasate direct pe șasiul camionului. Aceste stații sunt proiectate pentru a permite transferuri rapide și sigure. În paralel, există conexiuni la terminalele feroviare unde containerele pot fi încărcate în vagoanele de cale ferată.

Integrarea diferitelor sisteme de transport necesită o coordonare precisă. Sistemul de operare al terminalului trebuie să sincronizeze toate mișcările pentru a preveni congestia și timpii de așteptare. Terminalele moderne utilizează software de simulare și inteligență artificială pentru a optimiza aceste fluxuri complexe de materiale.

Automatizare și cooperare om-mașină

Deși depozitele de containere cu rafturi înalte sunt extrem de automatizate, oamenii joacă în continuare un rol important. Cu toate acestea, automatizarea duce la o schimbare a profilurilor locurilor de muncă. În loc de muncă fizică, sarcinile de monitorizare, control și întreținere devin din ce în ce mai importante.

Terminalele moderne se bazează pe o diviziune inteligentă a muncii între oameni și mașini. Oamenii preiau decizii complexe care necesită flexibilitate, în timp ce mașinile îndeplinesc sarcini repetitive și solicitante din punct de vedere fizic. Acest lucru duce nu numai la o eficiență sporită, ci și la condiții de muncă îmbunătățite și la o siguranță sporită.

Controlul de la distanță al macaralelor container este un exemplu al acestei dezvoltări. În loc să stea la înălțimi amețitoare în cabinele macaralei, operatorii macaralei pot controla macaralele container de la posturi de control confortabile de la sol. Acest lucru îmbunătățește atât calitatea, cât și eficiența locului de muncă, deoarece un singur operator de macara poate opera mai multe macarale.

Sustenabilitate și beneficii pentru mediu

Eficiență energetică și reducerea emisiilor

Depozitele de containere cu rafturi înalte oferă avantaje semnificative pentru amprenta ecologică a terminalelor de containere. Mașinile electrice de depozitare și recuperare sunt considerabil mai eficiente din punct de vedere energetic decât transportoarele tip straddle cu motorină utilizate în terminalele convenționale. Deoarece rulează pe șine și utilizează sisteme de frânare regenerativă, acestea consumă mai puțină energie per container mutat.

Designul compact al depozitelor cu rafturi înalte reduce, de asemenea, consumul de energie pentru iluminat și aer condiționat. Deoarece culoarele sunt înguste, iar zona de depozitare este concentrată, este nevoie de iluminare și încălzire a mai puținelor zone. Sistemele moderne utilizează, de asemenea, iluminare LED cu detectoare de mișcare pentru a minimiza și mai mult consumul de energie.

Un alt avantaj al sustenabilității constă în reducerea emisiilor de zgomot și lumină. Depozitele cu rafturi înalte sunt, în general, instalații închise sau acoperite, ceea ce reduce semnificativ nivelurile de zgomot din zona înconjurătoare în comparație cu depozitele de containere deschise. Acest lucru este deosebit de important în zonele portuare urbane, unde terminalele sunt adesea situate în apropierea cartierelor rezidențiale.

Conservarea resurselor pe termen lung

Eficiența sporită a spațiului depozitelor de containere cu rafturi înalte contribuie la conservarea resurselor. Deoarece este necesar mai puțin teren, este nevoie de mai puțin habitat natural pentru extinderea porturilor. Acest lucru este relevant în special în zonele de coastă, unde dezvoltările portuare acoperă adesea zone sensibile din punct de vedere ecologic, cum ar fi zonele mlăștinoase sau zonele mlăștinoase.

Structurile metalice ale depozitelor cu rafturi înalte sunt, de asemenea, durabile și pot fi reciclate la sfârșitul duratei lor de viață. Comparativ cu modificările și extinderile frecvente ale depozitelor de containere convenționale, acestea oferă o infrastructură mai sustenabilă. Sistemele automatizate au, de asemenea, o durată de viață mai lungă decât echipamentele convenționale de manipulare a containerelor, deoarece funcționează mai precis și prezintă o uzură mai mică.

Markus Becker

Aș fi bucuros să vă servesc drept consilier personal.

Șef Dezvoltare Afaceri

LinkedIn

Provocări și implementare

Obstacole tehnice și economice

Introducerea depozitelor de containere cu rafturi înalte implică investiții semnificative. Costurile inițiale sunt considerabil mai mari decât în ​​cazul depozitelor de containere convenționale, deoarece sunt necesare structuri metalice complexe și tehnologie sofisticată de automatizare. Aceste costuri de capital ridicate trebuie recuperate prin economii operaționale și creșterea capacității de manipulare.

Complexitatea tehnică a acestor sisteme necesită, de asemenea, expertiză specializată în planificare, construcție și operare. Operatorii terminalelor trebuie să își instruiască personalul în mod corespunzător și să stabilească noi structuri de întreținere și servicii. Acest lucru prezintă provocări deosebite pentru operatorii portuari mai mici.

Un alt punct critic este integrarea sistemelor. Depozitele de containere cu rafturi înalte trebuie integrate perfect cu operațiunile existente ale terminalelor. Acest lucru necesită adesea ajustări ample ale sistemelor IT și ale proceselor operaționale. În plus, limitările structurale ale terminalelor existente pot complica implementarea.

Adaptarea la condițiile locale

Nu fiecare port este la fel de potrivit pentru depozite de containere cu rafturi înalte. Condițiile geologice trebuie să fie suficient de stabile pentru a susține structurile înalte din oțel. În zonele cu soluri moi sau cu risc ridicat de cutremure, pot fi necesare măsuri suplimentare de fundație.

Condițiile climatice joacă, de asemenea, un rol. În regiunile cu condiții meteorologice extreme, sistemele trebuie proiectate astfel încât să fie robuste în mod corespunzător. Vântul, gheața și coroziunea cauzată de apa sărată pot afecta fiabilitatea funcționării și pot necesita măsuri speciale de protecție.

Integrarea în structurile portuare existente prezintă o altă provocare. Multe porturi au crescut de-a lungul deceniilor și au infrastructuri complexe cu o mare varietate de interfețe. Trecerea la tehnologia de depozitare cu rafturi înalte necesită adesea o reorganizare fundamentală a operațiunilor terminalelor.

Rețele digitale și tehnologii ale viitorului

Crearea de rețele cu lanțurile de aprovizionare globale

Depozitele de containere cu rafturi înalte nu reprezintă doar optimizări locale, ci fac parte dintr-o digitalizare mai amplă a lanțurilor de aprovizionare globale. Transparența completă pentru fiecare container din sistem permite tuturor părților interesate din lanțul de aprovizionare să planifice cu precizie.

Expeditorii și expeditorii de mărfuri primesc informații în timp real despre starea containerelor lor și își pot sincroniza procesele logistice ulterioare în consecință. Acest lucru permite livrări just-in-time și reduce nevoia de stocuri tampon în lanțul de aprovizionare. Drept urmare, fiabilitatea planificării este îmbunătățită semnificativ, iar lanțurile de aprovizionare devin mai eficiente în general.

Datele colectate în depozitele cu rafturi înalte oferă, de asemenea, informații valoroase pentru optimizarea lanțurilor de aprovizionare. Prin analizarea mișcărilor containerelor, a timpilor de staționare și a modelelor de transport, furnizorii de servicii logistice își pot îmbunătăți serviciile și pot identifica blocajele din timp.

Inteligența artificială și sistemele predictive

Depozitele moderne de containere cu rafturi înalte utilizează din ce în ce mai mult inteligența artificială și învățarea automată pentru a-și optimiza procesele. Aceste sisteme pot învăța din datele istorice și pot face predicții despre fluxurile viitoare de containere. Acest lucru permite mutarea proactivă a containerelor în poziții optime înainte de a fi efectiv necesare.

Conceptele de mentenanță predictivă utilizează date de la senzori de la mașinile de depozitare și recuperare pentru a detecta din timp uzura și potențialele defecțiuni. Acest lucru reduce timpii de nefuncționare neplanificați și crește disponibilitatea sistemului. Monitorizarea continuă a parametrilor sistemului permite, de asemenea, optimizarea consumului de energie și a costurilor de operare.

Integrarea tehnologiei 5G deschide posibilități suplimentare pentru controlul în timp real al sistemelor. Datorită latenței reduse și ratelor mari de transfer de date, chiar și sarcinile complexe de control pot fi transmise fără fir. Acest lucru crește flexibilitatea sistemelor și permite noi scenarii de aplicare.

Evoluții internaționale și tendințe de piață

Site-uri pioniere și proiecte de referință

Primele depozite de containere cu rafturi înalte sunt deja în funcțiune sau în construcție. Cel mai important exemplu este sistemul BOXBAY din portul Jebel Ali din Dubai, care manipulează cu succes containere de mai mulți ani. După peste 63.000 de operațiuni de manipulare a containerelor în faza de testare, tehnologia și procesele operaționale și-au dovedit valoarea.

Alte proiecte sunt planificate sau în construcție în diverse regiuni ale lumii. Portul Busan din Coreea de Sud va primi un sistem BOXBAY, despre care se așteaptă să reducă timpii de manipulare a camioanelor cu 20%. Există, de asemenea, planuri concrete pentru depozite de containere cu rafturi înalte în Europa, Portul Hamburg fiind considerat unul dintre pionieri.

Aceste proiecte de referință sunt importante pentru diseminarea ulterioară a tehnologiei. Ele demonstrează fezabilitatea practică și oferă experiență operațională ce poate fi utilizată pentru optimizarea viitoarelor instalații. Implementările reușite reduc, de asemenea, riscul perceput pentru alți operatori portuari.

Progrese tehnologice

Tehnologia depozitelor de containere cu rafturi înalte este în continuă evoluție. Noile generații de mașini de depozitare și recuperare devin mai ușoare, mai rapide și mai eficiente din punct de vedere energetic. Integrarea tehnologiilor robotizate permite sisteme de manipulare mai flexibile, care pot face față și containerelor deteriorate sau neobișnuite.

Sistemele software sunt, de asemenea, îmbunătățite constant. Noii algoritmi pentru optimizarea spațiului de depozitare și planificarea rutelor pentru mașinile de depozitare și recuperare cresc și mai mult eficiența. Integrarea tehnologiilor blockchain ar putea, de asemenea, să îmbunătățească securitatea și trasabilitatea fluxurilor de containere în viitor.

Designul modular permite extinderea pas cu pas a depozitelor cu rafturi înalte și adaptarea la cerințele în schimbare. Acest lucru reduce riscurile de investiții și face tehnologia atractivă chiar și pentru porturile mai mici. Interfețele standardizate facilitează integrarea diferitelor componente ale sistemului și reduc dependența de furnizorii individuali.

Impact economic și modele de afaceri

Transformarea economiei portuare

Depozitele de containere cu rafturi înalte schimbă fundamental modelele de afaceri din industria portuară. În loc să ofere pur și simplu spațiu și capacitate de manipulare, porturile pot comercializa servicii logistice de înaltă calitate, cu niveluri de servicii garantate. Previzibilitatea și fiabilitatea depozitelor cu rafturi înalte permit oferirea de servicii premium care impun prețuri corespunzătoare mai mari.

Creșterea eficienței duce, de asemenea, la modificarea structurilor costurilor. În timp ce costurile de capital cresc, costurile de operare scad prin automatizare și procese optimizate. Prin urmare, pe termen lung, depozitele de containere cu rafturi înalte pot fi mai economice decât sistemele convenționale, în ciuda investițiilor inițiale mai mari.

Tehnologia permite, de asemenea, noi modele de cooperare între porturi, companii de transport maritim și furnizori de servicii logistice. Planificarea îmbunătățită permite încheierea de contracte de capacitate pe termen lung, oferind o securitate sporită pentru toate părțile implicate. Acest lucru poate duce la venituri mai stabile și la opțiuni de finanțare mai bune.

Impactul asupra ocupării forței de muncă

Automatizarea prin depozite de containere cu rafturi înalte are efecte complexe asupra ocupării forței de muncă în porturi. Pe de o parte, locurile de muncă tradiționale, cum ar fi operatorii de macarale și șoferii de transport marfă transversală, sunt eliminate sau reduse. Pe de altă parte, sunt create locuri de muncă noi, cu o calificare mai mare, în monitorizarea sistemelor, întreținere și asistență IT.

Transformarea necesită măsuri ample de formare pentru forța de muncă existentă. Prin urmare, mulți operatori portuari investesc masiv în programe de educație continuă pentru a-și pregăti angajații pentru noile cerințe. Acest lucru este important și din perspectiva societății, pentru a menține acceptarea schimbărilor tehnologice.

Pe termen lung, procesele mai eficiente pot duce la creșterea economiei portuare, ceea ce, la rândul său, creează noi locuri de muncă. Creșterea competitivității porturilor automatizate poate câștiga cotă de piață și, prin urmare, poate crește volumul total. Acest lucru demonstrează că progresul tehnologic nu trebuie neapărat să ducă la pierderi de locuri de muncă.

Perspective și perspective de viitor

Expansiunea în interiorul țării

Se așteaptă ca tehnologia de depozitare înaltă pentru containere să se extindă dincolo de porturile maritime. Terminalele interioare din principalele noduri feroviare și centrele de marfă ar putea, de asemenea, beneficia de această tehnologie. Aceste „porturi uscate” ar servi drept spațiu de depozitare tampon între transportul pe distanțe lungi și distribuția regională.

Mutarea capacității de stocare în interiorul țării poate reduce presiunea asupra regiunilor portuare aglomerate. Containerele ar putea fi transportate direct în interiorul țării la sosire și depozitate temporar în depozite cu rafturi înalte. Acest lucru ar reduce congestionarea traficului din orașele portuare, crescând în același timp flexibilitatea lanțurilor de aprovizionare.

Conectarea în rețea a diferitelor locații de depozite cu rafturi înalte ar putea duce la o rețea logistică integrată. Containerele ar putea fi redirecționate automat între diferite depozite pentru a evita blocajele sau a optimiza rutele de transport. Acest lucru ar crește și mai mult eficiența întregului sistem logistic.

Integrarea cu alte tehnologii viitoare

Viitorul depozitelor de containere cu rafturi înalte constă în integrarea lor cu alte tehnologii inovatoare. Vehiculele de transport autonome ar putea gestiona conexiunea dintre diferite zone terminale, funcționând mai flexibil decât sistemele disponibile în prezent. Dronele ar putea fi utilizate pentru inspecții și lucrări de întreținere.

Tehnologiile blockchain ar putea îmbunătăți și mai mult transparența și securitatea fluxurilor de containere. Fiecărui container i s-ar putea atribui o identitate digitală care să conțină toate informațiile relevante despre conținut, origine și destinație. Acest lucru ar accelera vămuirea și ar reduce riscul de contrafacere sau contrabandă.

Integrarea senzorilor Internet of Things (IoT) în containere și sisteme de depozitare ar permite o monitorizare și mai precisă. Temperatura, umiditatea, vibrațiile și alți parametri ar putea fi măsurați continuu și utilizați pentru a optimiza depozitarea. Acest lucru ar fi deosebit de important pentru bunurile sensibile, cum ar fi produsele farmaceutice sau alimentele.

Tehnologia depozitelor de containere cu rafturi înalte se află încă în stadii incipiente de dezvoltare, dar a demonstrat deja potențialul de a revoluționa logistica containerelor. Combinația dintre depozitarea verticală, automatizarea completă și software-ul inteligent creează o paradigmă complet nouă pentru terminalele de containere. Deși implementarea este complexă și necesită mult capital, beneficiile pe termen lung promit o transformare durabilă a logisticii portuare globale. Integrarea cu succes a depozitelor de containere cu rafturi înalte în ecosistemul terminalelor va fi crucială în determinarea modului în care va evolua logistica containerelor în următoarele decenii.

Markus Becker

Aș fi bucuros să vă servesc drept consilier personal.

Șef Dezvoltare Afaceri

LinkedIn

Konrad Wolfenstein

Aș fi bucuros să vă servesc drept consilier personal.

contacta la wolfenstein ∂ xpert.digital

Sunați-mă la +49 89 89 674 804 (München) .

LinkedIn