Контейнерные многоярусные склады и контейнерные терминалы: логистическое взаимодействие – советы экспертов и решения

Как вертикальное хранение меняет контейнерные терминалы и контейнерные порты по всему миру

Глобальная контейнерная логистика сталкивается с огромными трудностями. Более 90% мировой торговли товарами осуществляется морским транспортом, и размеры контейнеров на судах постоянно растут. В то же время традиционные контейнерные терминалы достигают своих физических и эксплуатационных пределов. Ограниченность портовых площадей, растущие объёмы грузооборота и потребность в ещё более эффективной обработке грузов привели к революционному развитию: созданию многоярусных контейнерных складов.

Эта инновационная технология обещает коренным образом изменить контейнерную логистику. Вместо горизонтального складирования, как раньше, контейнеры хранятся вертикально на многоярусных стальных стеллажах. Это не только позволяет значительно увеличить вместимость склада на той же площади, но и кардинально меняет все процессы в контейнерном терминале.

Основы технологии контейнерного многоярусного склада

Техническая структура и функциональность

Контейнерный многоярусный склад — это полностью автоматизированная система хранения, специально разработанная для обработки стандартных морских контейнеров. Его базовая архитектура радикально отличается от традиционных контейнерных площадок. В то время как традиционные терминалы складируют контейнеры плашмя на земле, многоярусные склады используют принцип вертикального хранения на массивных стальных стеллажах.

Сердцем системы являются краны-штабелёры, также известные как складские и поисковые машины. Эти рельсовые краны перемещаются по узким проходам между рядами стеллажей и могут точно загружать и извлекать контейнеры на высоте до одиннадцати уровней. Каждому контейнеру назначается отдельное место хранения, что позволяет конструкции стеллажа выдерживать весь вес, устраняя необходимость в установке контейнеров друг на друга.

Хранение и выгрузка полностью автоматизированы. По прибытии на терминал контейнер идентифицируется на специальных перегрузочных станциях и подбирается кранами-штабелерами. Система автоматически рассчитывает оптимальное место хранения, учитывая такие факторы, как вес, порт назначения, запланированное время отправления и текущую загрузку. Во время выгрузки каждый контейнер доступен напрямую, без перестановки других контейнеров.

Архитектура программного обеспечения и системы управления

Производительность многоярусного контейнерного склада критически зависит от его программной архитектуры. Сложные процессы контролируются тремя взаимосвязанными уровнями системы: системой управления терминалом (TOS), системой управления складом (WMS) и системой контроля склада (WCS).

Система управления терминалом выступает в качестве общей платформы планирования для всего терминала. Она взаимодействует с внешними партнерами, такими как судоходные компании, экспедиторы и железнодорожные перевозчики, управляет судозаходами и временными интервалами для грузовиков, а также координирует все перемещения контейнеров по территории терминала. Система управления терминалом определяет стратегические рамки, например, какие контейнеры прибывают, когда и к какому времени они должны быть готовы к отправке конкретных судов.

Система управления складом обеспечивает тактический уровень контроля склада. Она управляет каждым контейнером в системе, оптимизирует места хранения и планирует перемещения таким образом, чтобы часто используемые контейнеры размещались в наиболее удобных местах. WMS также выполняет forward-looking перемещения, перемещая контейнеры в более удобные позиции до их фактического вывоза.

Система управления складом представляет собой операционный уровень и контролирует физические перемещения кранов-штабелёров в режиме реального времени. Она преобразует спецификации WMS-планирования в конкретные команды для машин и непрерывно отслеживает состояние системы. Эти три уровня программного обеспечения работают вместе, обеспечивая полную автоматизацию складских процессов.

Повышение эффективности и эксплуатационных преимуществ

Революция в скорости обработки

Контейнерные многоярусные склады позволяют значительно сократить время оборачиваемости. Наиболее важным показателем является время оборота грузовика, которое на обычных терминалах часто составляет от 30 до 90 минут и более. Это время ожидания в первую очередь связано с поиском нужного контейнера и трудоёмкой переукладкой контейнеров, расположенных друг над другом.

Высокостеллажный склад позволяет сократить это время до менее чем 20 минут. Это достигается благодаря прямому доступу к каждому контейнеру без переустановки. Когда грузовик прибывает на терминал, необходимый контейнер уже находится в оптимальном положении благодаря программному предварительному планированию или может быть извлечен кранами-штабелерами в течение нескольких минут. Эта скорость сопровождается беспрецедентной надёжностью планирования, поскольку система обеспечивает гарантированное время извлечения.

Обработка судов также значительно выигрывает от использования технологии многоярусных складов. Контейнеры можно подготавливать в точном порядке загрузки, что сокращает время простоя судна. Поскольку не тратится время на поиск и переукладку контейнеров, ценное пространство на причале можно использовать более эффективно.

Увеличение эффективности использования пространства и емкости

Важнейшим преимуществом многоярусных контейнерных складов является их высокая эффективность использования пространства. В то время как на традиционных контейнерных площадках обычно можно разместить всего четыре-шесть контейнеров в высоту, многоярусные склады позволяют организовать до одиннадцати уровней хранения. Благодаря вертикальному сжатию объём хранения утраивается на той же площади.

Такая экономия пространства особенно ценна в дорогостоящих портовых зонах, где земля часто дефицитна и дорога. Вместо того, чтобы строить новые терминалы или расширять существующие горизонтально, порты могут значительно увеличить свою пропускную способность, построив многоярусные склады на уже существующих площадках. Это не только экономически выгодно, но и более экологично, поскольку не требует изоляции новых зон.

Увеличение пропускной способности также положительно влияет на гибкость терминала. Увеличенные буферные емкости позволяют лучше справляться с колебаниями судоходства и сохранять работоспособность даже в случае непредвиденных обстоятельств. Это особенно важно, учитывая тенденцию к увеличению размеров контейнеровозов, способных разгружать и загружать несколько тысяч контейнеров за один заход в порт.

Интеграция в экосистему терминала

Интерфейсы к существующим системам

Контейнерные многоярусные склады не являются изолированными системами, а должны быть органично интегрированы в существующую инфраструктуру терминала. Точки перегрузки между многоярусным складом и другими зонами терминала имеют решающее значение.

На водном транспорте сообщение осуществляется посредством автоматизированных транспортных систем. Беспилотные транспортные средства или рельсовые козловые краны перевозят контейнеры между контейнерными мостами на причале и перегрузочными станциями многоярусного склада. Эти системы также полностью автоматизированы и способны эффективно обрабатывать большие объёмы контейнеров.

На суше будут организованы специальные станции для погрузки/разгрузки грузовых автомобилей, где контейнеры будут устанавливаться непосредственно на шасси. Эти станции предназначены для быстрой и безопасной перегрузки. Также будут предусмотрены параллельные соединения с железнодорожными терминалами, где контейнеры можно будет погружать в вагоны.

Интеграция различных транспортных систем требует точной координации. Операционная система терминала должна координировать все перемещения, чтобы избежать заторов и простоев. Современные терминалы используют программное обеспечение для моделирования и искусственный интеллект для оптимизации сложных материальных потоков.

Автоматизация и взаимодействие человека и машины

Несмотря на высокую степень автоматизации многоярусных контейнерных складов, люди по-прежнему играют важную роль. Однако автоматизация приводит к изменению профиля работы. Вместо физического труда всё большую значимость приобретают задачи мониторинга, контроля и обслуживания.

Современные терминалы основаны на разумном разделении труда между людьми и машинами. Люди принимают сложные решения, требующие гибкости, в то время как машины выполняют повторяющиеся и трудоёмкие задачи. Это приводит не только к повышению эффективности, но и к улучшению условий труда и повышению безопасности.

Дистанционное управление контейнерными кранами — один из примеров такого развития. Вместо того, чтобы сидеть в кабинах крановщиков на головокружительной высоте, крановщики могут управлять контейнерными кранами с удобных постов управления на земле. Это повышает как качество работы, так и эффективность, поскольку один крановщик может управлять несколькими кранами.

Устойчивость и экологические преимущества

Энергоэффективность и сокращение выбросов

Контейнерные многоярусные склады обеспечивают значительные преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду контейнерных терминалов. Электрические складские и поисково-разгрузочные машины значительно более энергоэффективны, чем дизельные портальные контейнеровозы, используемые в традиционных терминалах. Благодаря рельсовому ходу и использованию систем рекуперативного торможения они потребляют меньше энергии на каждый перемещаемый контейнер.

Компактная конструкция многоярусных складов также снижает потребление энергии на освещение и кондиционирование воздуха. Узкие проходы между стеллажами и компактная концентрация складских помещений позволяют уменьшить количество зон, требующих освещения и обогрева. Современные системы также используют светодиодное освещение с датчиками движения для дополнительной экономии энергии.

Ещё одним преимуществом устойчивого развития является снижение уровня шума и светового излучения. Высокостеллажные склады, как правило, представляют собой закрытые или крытые сооружения, что означает, что уровень шума в окружающей среде значительно ниже, чем на открытых контейнерных площадках. Это особенно важно в городских портовых зонах, где терминалы часто расположены вблизи жилых районов.

Долгосрочное сохранение ресурсов

Повышенная эффективность использования пространства многоярусных контейнерных складов способствует сохранению ресурсов. Поскольку требуется меньше площади, для расширения портов требуется меньше естественных мест обитания. Это особенно актуально в прибрежных районах, где расширение портов часто затрагивает экологически уязвимые зоны, такие как илистые отмели или болота.

Стальные конструкции многоярусных складов долговечны и могут быть переработаны по окончании срока службы. По сравнению с частыми реновациями и расширениями традиционных контейнерных площадок, они обеспечивают более устойчивую инфраструктуру. Автоматизированные системы также имеют более длительный срок службы по сравнению с традиционным оборудованием для обработки контейнеров, поскольку работают точнее и подвергаются меньшему износу.

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Руководитель развития бизнеса

LinkedIn

 

 

Проблемы и реализация

Технические и экономические препятствия

Строительство многоярусных контейнерных складов требует значительных капитальных затрат. Первоначальные затраты значительно выше, чем на традиционные контейнерные площадки, поскольку требуются сложные стальные конструкции и передовые технологии автоматизации. Эти высокие капитальные затраты должны быть окуплены за счёт экономии эксплуатационных расходов и увеличения пропускной способности.

Техническая сложность систем также требует специальных знаний в области планирования, строительства и эксплуатации. Операторам терминалов необходимо проводить соответствующее обучение своих сотрудников и создавать новые структуры технического обслуживания и ремонта. Это создаёт особые трудности для небольших портовых операторов.

Еще одним критически важным вопросом является системная интеграция. Контейнерные многоярусные склады должны быть полностью интегрированы в существующие процессы терминала. Это часто требует значительной адаптации ИТ-систем и операционных процессов. В существующих терминалах структурные ограничения также могут усложнить внедрение.

Адаптация к местным условиям

Не каждый порт одинаково подходит для многоярусных контейнерных складов. Геологические условия должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать высокие стальные конструкции. В районах со слабыми грунтами или высокой сейсмической опасностью могут потребоваться дополнительные меры по укреплению фундамента.

Климатические условия также играют свою роль. В регионах с экстремальными погодными условиями системы должны быть спроектированы с учётом высокой надёжности. Ветер, лёд и коррозия, вызванная соленой водой, могут снизить эксплуатационную надёжность и требуют специальных мер защиты.

Интеграция в существующие портовые структуры представляет собой ещё одну проблему. Многие порты развивались десятилетиями и имеют сложную инфраструктуру с разнообразными интерфейсами. Переход к технологии многоярусных складов часто требует фундаментальной реорганизации терминальных процессов.

Цифровые сети и технологии будущего

Взаимодействие с глобальными цепочками поставок

Контейнерные многоярусные склады — это не просто локальная оптимизация, а часть более комплексной цифровизации глобальных цепочек поставок. Полная прозрачность каждого контейнера в системе позволяет всем участникам цепочки поставок точно планировать свою деятельность.

Грузоотправители и экспедиторы получают информацию о состоянии своих контейнеров в режиме реального времени и могут соответствующим образом синхронизировать свои последующие логистические процессы. Это обеспечивает своевременные поставки и снижает потребность в буферных запасах в цепочке поставок. Это значительно повышает надежность планирования и общую эффективность цепочек поставок.

Сбор данных на многоярусных складах также даёт ценную информацию для оптимизации цепочки поставок. Анализируя перемещения контейнеров, время ожидания и схемы транспортировки, поставщики логистических услуг могут улучшить свои услуги и выявить узкие места на ранних этапах.

Искусственный интеллект и прогностические системы

Современные многоярусные контейнерные склады всё чаще используют искусственный интеллект и машинное обучение для оптимизации своих процессов. Эти системы могут анализировать исторические данные и прогнозировать будущие потоки контейнеров. Это позволяет заблаговременно перемещать контейнеры в оптимальные позиции ещё до того, как они действительно понадобятся.

Концепции предиктивного обслуживания используют данные датчиков складского и поискового оборудования для раннего выявления износа и потенциальных неисправностей. Это сокращает время незапланированных простоев и повышает доступность системы. Постоянный мониторинг параметров системы также позволяет оптимизировать энергопотребление и эксплуатационные расходы.

Интеграция технологии 5G открывает новые возможности для управления системами в режиме реального времени. Низкая задержка и высокая скорость передачи данных позволяют передавать даже сложные задачи управления по беспроводной связи. Это повышает гибкость системы и открывает новые возможности для применения.

Международные события и тенденции рынка

Пионерские локации и референтные проекты

Первые многоярусные контейнерные склады уже работают или находятся в стадии строительства. Наиболее ярким примером является система BOXBAY в порту Джебель-Али в Дубае, которая успешно обрабатывает контейнеры уже несколько лет. После более чем 63 000 операций по обработке контейнеров в ходе испытаний технология и операционные процессы доказали свою эффективность.

Планируются и строятся новые проекты в различных регионах мира. Порт Пусана в Южной Корее получит систему BOXBAY, которая, как ожидается, сократит время обработки грузовых автомобилей на 20%. Конкретные планы по созданию многоярусных контейнерных складов также реализуются в Европе, и порт Гамбурга считается одним из пионеров в этой области.

Эти референтные проекты важны для дальнейшего распространения технологии. Они демонстрируют практическую осуществимость и предоставляют практический опыт, который может быть использован для оптимизации будущих объектов. Успешное внедрение также снижает предполагаемый риск для других портовых операторов.

Технологические достижения

Технологии многоярусных контейнерных складов постоянно развиваются. Новые поколения складской и поисковой техники становятся легче, быстрее и энергоэффективнее. Интеграция робототехники позволяет создавать более гибкие системы обработки, способные работать даже с повреждёнными или нестандартными контейнерами.

Программные системы также постоянно совершенствуются. Новые алгоритмы оптимизации складских помещений и планирования маршрутов для складских и поисково-разгрузочных машин дополнительно повышают эффективность. Интеграция технологий блокчейн также может повысить безопасность и отслеживаемость контейнерных потоков в будущем.

Модульная конструкция позволяет постепенно расширять многоярусные склады и адаптировать их к меняющимся требованиям. Это снижает инвестиционные риски и делает технологию привлекательной даже для небольших портов. Стандартизированные интерфейсы облегчают интеграцию различных компонентов системы и снижают зависимость от отдельных поставщиков.

Экономические последствия и бизнес-модели

Трансформация портовой отрасли

Высокостеллажные контейнерные склады кардинально меняют бизнес-модели в портовой отрасли. Вместо того, чтобы просто предлагать площади и мощности, порты могут предлагать высококачественные логистические услуги с гарантированным уровнем обслуживания. Предсказуемость и надёжность высокостеллажных складов позволяют предлагать услуги премиум-класса по соответственно более высоким ценам.

Повышение эффективности также приводит к изменению структуры затрат. В то время как капитальные затраты растут, эксплуатационные расходы снижаются благодаря автоматизации и оптимизации процессов. Таким образом, в долгосрочной перспективе многоярусные контейнерные склады могут оказаться более рентабельными, чем традиционные системы, несмотря на более высокие первоначальные инвестиции.

Эта технология также открывает новые модели сотрудничества между портами, судоходными компаниями и поставщиками логистических услуг. Улучшенные возможности планирования позволяют заключать долгосрочные контракты на поставку мощностей, обеспечивая большую безопасность для всех сторон. Это может привести к более стабильным доходам и лучшим вариантам финансирования.

Влияние на занятость

Автоматизация, осуществляемая посредством многоярусных контейнерных складов, имеет неоднозначные последствия для занятости в портах. С одной стороны, традиционные профессии, такие как операторы кранов и водители портальных контейнеровозов, ликвидируются или сокращаются. С другой стороны, создаются новые, более квалифицированные рабочие места в сфере мониторинга систем, обслуживания и ИТ-поддержки.

Трансформация требует масштабных мер по обучению существующего персонала. Поэтому многие портовые операторы вкладывают значительные средства в программы непрерывного образования, чтобы подготовить своих сотрудников к новым требованиям. Это также важно для того, чтобы общество поддерживало принятие технологических изменений.

В долгосрочной перспективе повышение эффективности процессов может привести к росту портовой отрасли, что, в свою очередь, создаст новые рабочие места. Повышение конкурентоспособности автоматизированных портов может увеличить долю рынка и, следовательно, общий объём. Это показывает, что технологический прогресс не обязательно приводит к сокращению рабочих мест.

Перспективы и перспективы на будущее

Расширение во внутренние районы

Ожидается, что технология многоярусного хранения контейнеров распространится за пределы морских портов. Внутренние терминалы в крупных железнодорожных узлах и грузовых центрах также могут извлечь выгоду из этой технологии. Эти «сухие порты» будут служить буферным хранилищем между дальними перевозками и региональными дистрибуторами.

Перенос складских мощностей во внутренние районы страны позволит разгрузить перегруженные портовые районы. Контейнеры можно будет перевозить вглубь страны сразу по прибытии и временно хранить на многоярусных складах. Это снизит транспортную нагрузку в портовых городах и одновременно повысит гибкость цепочек поставок.

Объединение различных многоярусных складов может привести к созданию интегрированной логистической сети. Контейнеры можно будет автоматически перенаправлять между различными складами, чтобы избежать узких мест и оптимизировать транспортные маршруты. Это дополнительно повысит эффективность всей логистической системы.

Интеграция с другими будущими технологиями

Будущее контейнерных многоярусных складов — в интеграции с другими инновационными технологиями. Автономные транспортные средства могли бы взять на себя обеспечение связи между различными зонами терминала и работать более гибко, чем существующие системы. Дроны можно было бы использовать для инспекций и технического обслуживания.

Технологии блокчейна могут дополнительно повысить прозрачность и безопасность контейнерных потоков. Каждому контейнеру можно было бы присвоить цифровой идентификатор, содержащий всю необходимую информацию о его содержимом, происхождении и пункте назначения. Это ускорило бы таможенное оформление и снизило бы риск подделки или контрабанды.

Интеграция датчиков Интернета вещей в контейнеры и системы хранения позволит ещё более точно контролировать состояние контейнеров и складских помещений. Температуру, влажность, вибрацию и другие параметры можно будет непрерывно измерять и использовать для оптимизации хранения. Это особенно важно для чувствительных товаров, таких как фармацевтические препараты или продукты питания.

Технология многоярусных контейнерных складов всё ещё находится на ранней стадии развития, но уже продемонстрировала потенциал для революционных изменений в контейнерной логистике. Сочетание вертикального хранения, полной автоматизации и интеллектуального программного обеспечения создаёт совершенно новую парадигму для контейнерных терминалов. Несмотря на сложность и капиталоёмкость процесса внедрения, долгосрочные преимущества обещают устойчивую трансформацию глобальной портовой логистики. Успешная интеграция многоярусных контейнерных складов в экосистему терминалов будет иметь решающее значение для развития контейнерной логистики в ближайшие десятилетия.

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Руководитель развития бизнеса

LinkedIn

 

 

Буду рад стать вашим личным консультантом.

связаться со мной под Wolfenstein ∂ xpert.Digital

позвоните мне под +49 89 674 804 (Мюнхен)

LinkedIn