Контейнерні висотні склади та контейнерні термінали: Логістична взаємодія – експертні поради та рішення

Як вертикальне зберігання революціонізує контейнерні термінали та контейнерні порти по всьому світу

Глобальна контейнерна логістика стикається з величезними викликами. Понад 90 відсотків світової торгівлі товарами здійснюється морем, а розміри контейнерів на суднах постійно зростають. Водночас традиційні контейнерні термінали досягають своїх фізичних та експлуатаційних меж. Обмежений простір порту, зростання обсягів пропускної здатності та потреба в дедалі ефективнішому обробленні вантажів призвели до революційної розробки: висотних контейнерних складів.

Ця інноваційна технологія обіцяє фундаментально змінити контейнерну логістику. Замість того, щоб складати контейнери горизонтально, як раніше, вони зберігаються вертикально на багатоярусних сталевих стелажних конструкціях. Це не лише дозволяє різко збільшити місткість зберігання в межах одного простору, але й революціонізує всі процеси в контейнерному терміналі.

Основи технології контейнерного висотного складування

Технічна структура та функціональність

Контейнерний висотний склад – це повністю автоматизована система зберігання, спеціально розроблена для обробки стандартних морських контейнерів. Її базова архітектура радикально відрізняється від звичайних контейнерних майданчиків. У той час як традиційні термінали складають контейнери рівно на землі, висотні склади використовують філософію вертикального зберігання в масивних сталевих стелажних конструкціях.

Серцем системи є штабелювальні крани, також відомі як складські та вантажопідйомні машини. Ці рейкові крани переміщуються вузькими проходами між рядами стелажів і можуть точно завантажувати та вивантажувати контейнери на висоті до одинадцяти рівнів. Кожному контейнеру призначається окреме місце зберігання, що дозволяє конструкції стелажа витримувати всю вагу, усуваючи необхідність укладання контейнерів один на одного.

Зберігання та вивантаження повністю автоматизовані. Коли контейнер прибуває на термінал, його ідентифікують на спеціальних перевантажувальних станціях та завантажують штабелювальними кранами. Система автоматично розраховує оптимальне місце зберігання, враховуючи різні фактори, такі як вага, порт призначення, запланований час відправлення та поточне використання потужностей. Під час вивантаження кожен контейнер можна отримати безпосередньо без перевантаження інших контейнерів.

Архітектура програмного забезпечення та системи керування

Продуктивність високостелляжного контейнерного складу вирішально залежить від його програмної архітектури. Три взаємопов'язані системні рівні контролюють складні процеси: операційна система терміналу (TOS), система управління складом (WMS) та система управління складом (WCS).

Система управління терміналом діє як загальна платформа планування для всього терміналу. Вона взаємодіє із зовнішніми партнерами, такими як судноплавні компанії, експедитори та залізничні транспортні компанії, керує заходами суден та часовими інтервалами вантажівок, а також координує всі переміщення контейнерів по території терміналу. Умови обслуговування визначають стратегічні рамки, наприклад, які контейнери прибувають, коли і до якого часу вони повинні бути готові для конкретних суден.

Система управління складом обробляє тактичний рівень контролю складу. Вона керує кожним контейнером у системі, оптимізує місця зберігання та планує переміщення таким чином, щоб часто використовувані контейнери розміщувалися у вигідних позиціях. WMS також виконує forward-looking переміщення, під час яких контейнери переміщуються у кращі позиції перед їх фактичним забором.

Система управління складом (WMS) відповідає за операційний рівень та контролює фізичні переміщення штабелювальних кранів у режимі реального часу. Вона перетворює специфікації планування WMS на конкретні команди для машин та постійно контролює стан системи. Ці три рівні програмного забезпечення безперебійно працюють разом, забезпечуючи повну автоматизацію складських процесів.

Підвищена ефективність та експлуатаційні переваги

Революція швидкості керування

Контейнерні висотні склади досягають значного скорочення часу обробки вантажів. Найважливішим показником є час обробки вантажівок, який у звичайних терміналах часто становить від 30 до 90 хвилин або більше. Цей час очікування в основному спричинений пошуком потрібного контейнера та трудомістким переупаковуванням одиниць, що лежать вище.

Висотний склад може скоротити цей час до менш ніж 20 хвилин. Це завдяки прямому доступу до кожного контейнера без перештабелювання. Коли вантажівка прибуває на термінал, запитуваний контейнер вже знаходиться в оптимальному положенні завдяки попередньому плануванню, керованому програмним забезпеченням, або може бути завантажений штабелерами протягом кількох хвилин. Така швидкість супроводжується безпрецедентною надійністю планування, оскільки система може запропонувати гарантований час завантаження.

Обробка суден також значно виграє від технології висотних складів. Контейнери можна готувати в точній послідовності завантаження, що скорочує час простою суден. Оскільки не втрачається час на пошук або переупаковку контейнерів, цінний простір біля причалу можна використовувати ефективніше.

Ефективність використання простору та збільшення потужності

Найважливішою перевагою висотних контейнерних складів є їхня величезна ефективність використання простору. У той час як традиційні контейнерні майданчики зазвичай можуть складати лише від чотирьох до шести контейнерів у висоту, висотні склади дозволяють розміщувати до одинадцяти рівнів зберігання. Таке вертикальне стиснення збільшує місткість зберігання втричі на тій самій площі.

Така економія простору особливо цінна в дорогих портових зонах, де земля часто є дефіцитною та дорогою. Замість того, щоб розвивати нові термінальні зони або розширювати існуючі горизонтально, порти можуть значно збільшити свою потужність, будуючи висотні склади на існуючих ділянках. Це не тільки економічно вигідно, але й більш екологічно стійко, оскільки не потрібно герметизувати нові зони.

Збільшення потужності також позитивно впливає на гнучкість терміналу. Більші буферні потужності дозволяють легше поглинати коливання судноплавства та залишатися в робочому стані навіть у разі непередбачених подій. Це особливо важливо, враховуючи тенденцію до дедалі більших контейнеровозів, які можуть розвантажувати та завантажувати кілька тисяч контейнерів за один захід у порт.

Інтеграція в екосистему терміналу

Інтерфейси до існуючих систем

Контейнерні висотні склади не є ізольованими системами, а мають бути безперешкодно інтегровані в існуючу інфраструктуру терміналу. Точки перевантаження між висотним складом та іншими зонами терміналу є критично важливими.

На водному узбережжі сполучення здійснюється за допомогою автоматизованих транспортних систем. Безпілотні транспортні засоби або рейкові козлові крани перевозять контейнери між контейнерними мостами на набережній та перевантажувальними станціями висотного складу. Ці системи також повністю автоматизовані та можуть ефективно обробляти великі обсяги контейнерів.

На наземній частині будуть встановлені спеціальні док-станції для вантажівок, де контейнери будуть розміщені безпосередньо на шасі вантажівок. Ці станції призначені для забезпечення швидкого та безпечного перевантаження. Будуть забезпечені паралельні сполучення із залізничними терміналами, де контейнери можна буде завантажувати на залізничні вагони.

Інтеграція різних транспортних систем вимагає точної координації. Система керування терміналом повинна координувати всі рухи, щоб уникнути заторів або часу очікування. Сучасні термінали використовують програмне забезпечення для моделювання та штучний інтелект для оптимізації складних матеріальних потоків.

Автоматизація та співпраця людини та машини

Хоча багатоярусні контейнерні склади високо автоматизовані, люди все ще відіграють важливу роль. Однак автоматизація призводить до зміни профілів роботи. Замість фізичної праці, завдання моніторингу, контролю та технічного обслуговування стають дедалі важливішими.

Сучасні термінали залежать від інтелектуального розподілу праці між людьми та машинами. Люди приймають складні рішення, що вимагають гнучкості, тоді як машини виконують повторювані та трудомісткі завдання. Це призводить не лише до підвищення ефективності, але й до кращих умов праці та підвищення безпеки.

Дистанційне керування контейнерними кранами є одним із прикладів цієї розробки. Замість того, щоб сидіти в кабінах кранів на запаморочливій висоті, кранівники можуть керувати контейнерними кранами зі зручних пультів керування на землі. Це покращує як якість робочого місця, так і ефективність, оскільки один кранівник може керувати кількома кранами.

Стійкість та переваги навколишнього середовища

Енергоефективність та скорочення викидів

Контейнерні висотні склади пропонують значні переваги щодо впливу на навколишнє середовище контейнерних терміналів. Електричні машини для зберігання та вивантаження значно енергоефективніші, ніж дизельні портальні контейнери, що використовуються в традиційних терміналах. Оскільки вони рухаються по рейках і використовують системи рекуперативного гальмування, вони споживають менше енергії на кожен переміщений контейнер.

Компактна конструкція висотних складів також зменшує споживання енергії на освітлення та кондиціонування повітря. Оскільки проходи стелажів вузькі, а простір для зберігання концентрований, потрібно освітлювати та опалювати менше зон. Сучасні системи також використовують світлодіодне освітлення з датчиками руху для подальшої мінімізації споживання енергії.

Ще однією перевагою сталого розвитку є зменшення шуму та світлових викидів. Високостелажні склади зазвичай є закритими або критими спорудами, а це означає, що рівень шуму для навколишньої території значно нижчий, ніж на відкритих контейнерних майданчиках. Це особливо важливо в міських портових зонах, де термінали часто розташовані поблизу житлових районів.

Довгострокове збереження ресурсів

Підвищена просторова ефективність висотних контейнерних складів сприяє збереженню ресурсів. Оскільки потрібна менша площа, для розширення портів потрібно використовувати менше природних середовищ існування. Це особливо актуально в прибережних районах, де розширення портів часто зачіпає екологічно чутливі території, такі як мулисті відмілини або болота.

Сталеві конструкції висотних складів також довговічні та можуть бути перероблені після закінчення терміну служби. Порівняно з частими реконструкціями та розширеннями звичайних контейнерних майданчиків, вони пропонують більш екологічну інфраструктуру. Автоматизовані системи також мають довший термін служби, ніж звичайне обладнання для обробки контейнерів, оскільки вони працюють точніше та менше зношуються.

Маркус Беккер

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

Керівник розвитку бізнесу

LinkedIn

Виклики та реалізація

Технічні та економічні перешкоди

Впровадження високостелажних контейнерних складів передбачає значні капітальні витрати. Початкові витрати значно вищі, ніж на традиційних контейнерних майданчиках, оскільки потрібні складні сталеві конструкції та передові технології автоматизації. Ці високі капітальні витрати мають окупитися за рахунок економії на експлуатаційних витратах та збільшення пропускної здатності.

Технічна складність систем також вимагає спеціалізованих знань у плануванні, будівництві та експлуатації. Оператори терміналів повинні відповідно навчати своїх співробітників та створювати нові структури технічного обслуговування та сервісу. Це створює особливі труднощі для операторів менших портів.

Ще одним критичним питанням є системна інтеграція. Контейнерні висотні склади повинні бути безперешкодно інтегровані з існуючими термінальними процесами. Це часто вимагає значної адаптації ІТ-систем та операційних процесів. В існуючих терміналах структурні обмеження також можуть ускладнити впровадження.

Адаптація до місцевих умов

Не кожен порт однаково підходить для висотних контейнерних складів. Геологічні умови повинні бути достатньо міцними, щоб витримувати високі сталеві конструкції. У районах з м'якими ґрунтами або високим сейсмічним ризиком можуть знадобитися додаткові фундаментні заходи.

Кліматичні умови також відіграють певну роль. У регіонах з екстремальними погодними умовами системи повинні бути спроектовані надійними. Вітер, лід та корозія від солоної води можуть поставити під загрозу експлуатаційну надійність і вимагати спеціальних захисних заходів.

Інтеграція в існуючі портові структури створює ще один виклик. Багато портів зростали протягом десятиліть і мають складну інфраструктуру з різноманітними інтерфейсами. Перехід до технології висотних складів часто вимагає фундаментальної реорганізації термінальних процесів.

Цифрові мережі та технології майбутнього

Нетворкінг з глобальними ланцюгами поставок

Контейнерні висотні склади – це не просто локальна оптимізація, а частина більш комплексної цифровізації глобальних ланцюгів поставок. Повна прозорість щодо кожного контейнера в системі дозволяє всім учасникам ланцюга поставок точно планувати.

Вантажовідправники та експедитори отримують інформацію про статус своїх контейнерів у режимі реального часу та можуть відповідно синхронізувати свої логістичні процеси. Це забезпечує своєчасні поставки та зменшує потребу в буферних запасах у ланцюжку поставок. Це значно підвищує надійність планування та робить ланцюги поставок загалом ефективнішими.

Збір даних на висотних складах також надає цінну інформацію для оптимізації ланцюга поставок. Аналізуючи переміщення контейнерів, час простою та схеми транспортування, постачальники логістичних послуг можуть покращити свої послуги та виявляти вузькі місця на ранній стадії.

Штучний інтелект та прогностичні системи

Сучасні висотні контейнерні склади все частіше використовують штучний інтелект та машинне навчання для оптимізації своїх процесів. Ці системи можуть навчатися на основі історичних даних та робити прогнози щодо майбутніх потоків контейнерів. Це дозволяє превентивно переміщувати контейнери в оптимальні позиції, перш ніж вони фактично знадобляться.

Концепції прогнозного обслуговування використовують дані датчиків зі складських та вивантажувальних машин для раннього виявлення зносу та потенційних поломок. Це зменшує незапланований час простою та підвищує експлуатаційну готовність системи. Постійний моніторинг параметрів системи також дозволяє оптимізувати споживання енергії та експлуатаційні витрати.

Інтеграція технології 5G відкриває додаткові можливості для керування системою в режимі реального часу. Низька затримка та висока швидкість передачі даних дозволяють передавати навіть складні завдання керування бездротовим способом. Це підвищує гнучкість системи та відкриває нові сценарії застосування.

Міжнародні події та ринкові тенденції

Піонерські локації та еталонні проекти

Перші висотні контейнерні склади вже експлуатуються або будуються. Найяскравішим прикладом є система BOXBAY у порту Джебель-Алі в Дубаї, яка успішно обробляє контейнери протягом кількох років. Після понад 63 000 операцій з обробки контейнерів у випробувальних режимах, технологія та операційні процеси довели свою цінність.

Подальші проекти плануються або будуються в різних регіонах світу. Порт Пусан у Південній Кореї отримає систему BOXBAY, яка, як очікується, скоротить час обробки вантажівок на 20 відсотків. Конкретні плани щодо висотних контейнерних складів також розробляються в Європі, і порт Гамбурга вважається одним із піонерів.

Ці еталонні проекти важливі для подальшого поширення технології. Вони демонструють практичну доцільність та надають експлуатаційний досвід, який можна використовувати для оптимізації майбутніх об'єктів. Успішні впровадження також знижують сприйнятий ризик для інших операторів портів.

Технологічні розробки

Технології контейнерних складів з високими стелажами постійно розвиваються. Нові покоління складських та вивантажувальних машин стають легшими, швидшими та енергоефективнішими. Інтеграція роботизованих технологій дозволяє створювати гнучкіші системи обробки, які також можуть обробляти пошкоджені або нетипові контейнери.

Програмні системи також постійно вдосконалюються. Нові алгоритми оптимізації простору для зберігання та планування маршрутів для складських та вивантажувальних машин ще більше підвищують ефективність. Інтеграція технологій блокчейн також може покращити безпеку та відстеження потоків контейнерів у майбутньому.

Модульні конструкції дозволяють поступово розширювати висотні склади та адаптувати їх до змінних вимог. Це знижує інвестиційні ризики та робить технологію привабливою навіть для менших портів. Стандартизовані інтерфейси сприяють інтеграції різних компонентів системи та зменшують залежність від окремих постачальників.

Економічний вплив та бізнес-моделі

Трансформація портової галузі

Високі контейнерні склади фундаментально змінюють бізнес-моделі в портовій галузі. Замість того, щоб просто пропонувати простір та вантажопідйомність, порти можуть пропонувати високоякісні логістичні послуги з гарантованим рівнем обслуговування. Передбачуваність та надійність висотних складів дозволяють пропонувати преміальні послуги, які відповідно вимагають вищих цін.

Підвищення ефективності також призводить до змін у структурі витрат. Хоча капітальні витрати зростають, експлуатаційні витрати знижуються завдяки автоматизації та оптимізації процесів. Тому в довгостроковій перспективі багатоярусні контейнерні склади можуть бути більш економічно ефективними, ніж традиційні системи, незважаючи на вищі початкові інвестиції.

Ця технологія також дозволяє створювати нові моделі співпраці між портами, судноплавними компаніями та постачальниками логістичних послуг. Покращені можливості планування дозволяють укладати довгострокові контракти на потужності, забезпечуючи більшу безпеку для всіх залучених сторін. Це може призвести до стабільніших доходів та кращих варіантів фінансування.

Вплив на зайнятість

Автоматизація завдяки висотним контейнерним складам має складні наслідки для зайнятості в портах. З одного боку, традиційні робочі місця, такі як оператори кранів та водії портових вантажівок, ліквідуються або скорочуються. З іншого боку, створюються нові, висококваліфіковані робочі місця в галузі системного моніторингу, технічного обслуговування та ІТ-підтримки.

Трансформація вимагає масштабних заходів з навчання існуючої робочої сили. Тому багато операторів портів інвестують значні кошти в програми безперервної освіти, щоб підготувати своїх працівників до нових вимог. Це також важливо для суспільства, щоб воно підтримувало сприйняття технологічних змін.

У довгостроковій перспективі ефективніші процеси можуть призвести до зростання портової галузі, що, своєю чергою, створює нові робочі місця. Підвищена конкурентоспроможність автоматизованих портів може збільшити частку ринку та тим самим збільшити загальний обсяг. Це показує, що технологічний прогрес не обов'язково призводить до втрати робочих місць.

Перспективи світогляду та майбутніх

Експансія у глибинку

Очікується, що технологія контейнерного зберігання на високих сховищах пошириться за межі морських портів. Внутрішні термінали у великих залізничних вузлах та вантажних центрах також можуть скористатися перевагами цієї технології. Ці «сухі порти» слугуватимуть буферним сховищем між перевезеннями на далекі відстані та регіональним розподілом.

Переміщення складських потужностей у глибинні райони може розвантажити перевантажені портові регіони. Контейнери можна було б транспортувати вглиб країни одразу після прибуття та тимчасово зберігати на висотних складах. Це зменшило б навантаження на транспорт у портових містах, одночасно підвищуючи гнучкість ланцюгів поставок.

З’єднання різних складів з високими стелажами може призвести до створення інтегрованої логістичної мережі. Контейнери можна буде автоматично перенаправляти між різними складами, щоб уникнути вузьких місць або оптимізувати транспортні маршрути. Це ще більше підвищить ефективність усієї логістичної системи.

Інтеграція з іншими майбутніми технологіями

Майбутнє контейнерних висотних складів полягає в інтеграції з іншими інноваційними технологіями. Автономні транспортні засоби можуть взяти на себе зв'язок між різними термінальними зонами та працювати більш гнучко, ніж наявні наразі системи. Дрони можна було б використовувати для інспекцій та технічного обслуговування.

Технології блокчейну можуть ще більше покращити прозорість та безпеку контейнерних потоків. Кожному контейнеру можна було б призначити цифровий ідентифікатор, що містить усю необхідну інформацію про його вміст, походження та пункт призначення. Це пришвидшило б митне оформлення та зменшило б ризик підробки або контрабанди.

Інтеграція датчиків Інтернету речей у контейнери та системи зберігання дозволить ще точніший моніторинг. Температура, вологість, вібрація та інші параметри можуть безперервно вимірюватися та використовуватися для оптимізації зберігання. Це було б особливо важливо для чутливих товарів, таких як фармацевтичні препарати або продукти харчування.

Технологія контейнерних висотних складів все ще перебуває на ранніх стадіях розвитку, але вже продемонструвала потенціал для революції в контейнерній логістиці. Поєднання вертикального зберігання, повної автоматизації та інтелектуального програмного забезпечення створює абсолютно нову парадигму для контейнерних терміналів. Хоча впровадження є складним та капіталомістким, довгострокові переваги обіцяють сталу трансформацію світової портової логістики. Успішна інтеграція контейнерних висотних складів в екосистему терміналів матиме вирішальне значення для розвитку контейнерної логістики в найближчі десятиліття.

Маркус Беккер

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

Керівник розвитку бізнесу

LinkedIn

Конрад Вольфенштейн

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

зв’язатися зі мною під Вольфенштейном ∂ xpert.digital

зателефонуйте мені під +49 89 674 804 (Мюнхен)

LinkedIn