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

Вертикальне зберігання революціонізує контейнерні термінали та контейнерні порти по всьому світу.

Глобальна контейнерна логістика стикається з величезними викликами. Понад 90 відсотків світової торгівлі здійснюється морем, а розміри контейнерів постійно зростають. Водночас традиційні контейнерні термінали досягають своїх фізичних та експлуатаційних меж. Обмежений простір порту, зростання обсягів перевалки 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

Технічний дизайн та функціональність

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

Основу системи складають складські та вантажопідйомні машини, також відомі як штабелювальні крани. Ці рейкові крани переміщуються вузькими проходами між рядами стелажів і можуть точно складати та вантажити контейнери на висоті до одинадцяти рівнів. Кожен контейнер має своє окреме місце зберігання, а це означає, що стелажна конструкція несе всю вагу, і контейнери більше не повинні лежати один на одному.

Зберігання та вивантаження повністю автоматизовані. Коли контейнер прибуває на термінал, його ідентифікують на спеціальних перевантажувальних станціях та забирають складські та вивантажувальні машини. Система автоматично розраховує оптимальне місце зберігання, враховуючи різні фактори, такі як вага, порт призначення, запланований час відправлення та поточна місткість. Під час вивантаження кожен контейнер можна отримати безпосередньо без перевантаження інших контейнерів.

Архітектура програмного забезпечення та системи керування

Продуктивність контейнерного висотного 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 (TOS) діє як центральна платформа планування для всього терміналу. Вона взаємодіє із зовнішніми партнерами, такими як судноплавні компанії, експедитори та залізничні транспортні компанії, керує прибуттям суден та часовими інтервалами для вантажівок, а також координує всі переміщення контейнерів по терміналу. TOS визначає стратегічні параметри, такі як те, які контейнери прибувають, коли та до якого часу вони повинні бути готові для конкретних суден.

Система управління складом (WMS) обробляє тактичний рівень управління складом. 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 прогнозні переміщення, під час яких контейнери переміщуються у кращі позиції ще до того, як їх фактично заберуть.

Система управління складом (WMS) представляє операційний рівень і контролює фізичні переміщення складських та вивантажувальних машин у режимі реального часу. Вона перетворює планові специфікації WMS на конкретні команди для машин і постійно контролює стан системи. Ці три рівні програмного забезпечення безперебійно працюють разом і забезпечують повну автоматизацію складських процесів.

Підвищена ефективність та експлуатаційні переваги

Революційна швидкість обороту

Високостелажні контейнерні 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 виникає переважно через пошук потрібного контейнера та трудомістке переупаковування штабелів.

Високий склад може скоротити цей час до менш ніж 20 хвилин. Це завдяки прямому доступу до кожного контейнера без переупаковування. Коли вантажівка прибуває на термінал, запитуваний контейнер вже знаходиться в оптимальному положенні завдяки попередньому плануванню, керованому програмним забезпеченням, або ж його може забезпечити складське обладнання протягом кількох хвилин. Така швидкість супроводжується безпрецедентною передбачуваністю, оскільки система може запропонувати гарантовані терміни доставки.

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

Ефективність використання простору та збільшення потужності

Найважливіша перевага контейнерних висотних складів полягає в їхній величезній ефективності використання простору. У той час як традиційні контейнерні майданчики зазвичай можуть складати лише від чотирьох до шести контейнерів один на одного, висотні склади дозволяють розмістити до одинадцяти рівнів зберігання. Таке вертикальне ущільнення призводить до потроєння місткості зберігання 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 існуючій землі. Це не тільки економічно вигідно, але й більш екологічно стійко, оскільки не потрібно герметизувати нові землі.

Збільшення потужності також позитивно впливає на гнучкість терміналу. Більші буферні потужності дозволяють краще поглинати коливання судноплавства та залишатися в робочому стані навіть за непередбачених обставин. Це особливо важливо, враховуючи тенденцію до дедалі більших контейнеровозів, які можуть завантажувати та розвантажувати кілька тисяч контейнерів під час одного заходу в порт.

Інтеграція в екосистему терміналу

Інтерфейси до існуючих систем

Контейнерні висотні склади не є ізольованими системами, а мають бути безперешкодно інтегровані в існуючу термінальну інфраструктуру. Пункти перевантаження між висотним складом та іншими термінальними зонами мають вирішальне значення в цьому процесі.

З водного боку з'єднання здійснюється за допомогою автоматизованих транспортних систем. Безпілотні транспортні засоби або рейкові козлові крани перевозять контейнери між контейнерними мостами на пристані та перевантажувальними станціями висотного складу. Ці системи також повністю автоматизовані та можуть ефективно обробляти велику кількість контейнерів.

На наземному транспорті встановлюються спеціальні док-станції для вантажівок, де контейнери розміщуються безпосередньо на шасі вантажівки. Ці станції призначені для забезпечення швидкого та безпечного перевантаження. Паралельно є сполучення із залізничними терміналами, де контейнери можна завантажувати на залізничні вагони.

Інтеграція різних транспортних систем вимагає точної координації. Операційна система терміналу повинна синхронізувати всі рухи, щоб запобігти заторам та часу очікування. Сучасні термінали використовують програмне забезпечення для моделювання та штучний інтелект для оптимізації цих складних матеріальних потоків.

Автоматизація та співпраця людини та машини

Хоча контейнерні висотні склади високо автоматизовані, люди все ще відіграють важливу роль. Однак автоматизація призводить до зміни профілів роботи. Замість фізичної праці, завдання моніторингу, контролю та 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 фізично вимогливі завдання. Це призводить не лише до підвищення ефективності, але й до покращення умов праці та підвищення безпеки.

Дистанційне керування контейнерними кранами є одним із прикладів цієї розробки. Замість того, щоб сидіти на запаморочливій висоті в кабінах кранів, 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 складські та вивантажувальні машини 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 вузькі, а площа зберігання концентрована, 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, як правило, є закритими або критими спорудами, що значно знижує рівень шуму для навколишньої території порівняно з відкритими контейнерними майданчиками. Це особливо важливо в міських портових зонах, де термінали часто розташовані поблизу житлових кварталів.

Довгострокове збереження ресурсів

Підвищена просторова ефективність висотних контейнерних складів сприяє збереженню ресурсів. Оскільки потрібно менше землі, для розширення портів потрібно використовувати менше природного середовища існування. Це особливо актуально в прибережних районах, де портові забудови часто зачіпають екологічно чутливі території, такі як припливні відмілини або болота.

Сталеві конструкції висотних складів також довговічні та можуть бути перероблені після закінчення терміну служби. Порівняно з частими модифікаціями 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.

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

Керівник розвитку бізнесу

LinkedIn

 

 

Виклики та реалізація

Технічні та економічні перешкоди

Впровадження висотних контейнерних складів передбачає значні інвестиції. Початкові витрати значно вищі, ніж на традиційні контейнерні майданчики, 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 цих систем також вимагає спеціалізованих знань у плануванні, будівництві та експлуатації. Оператори терміналів повинні відповідно навчати свій персонал та створювати нові структури технічного обслуговування та сервісу. Це створює особливі труднощі для операторів менших портів.

Ще одним критичним моментом є системна інтеграція. Контейнерні висотні склади повинні бути безперешкодно інтегровані з існуючими термінальними операціями. Це часто вимагає значних налаштувань ІТ-систем та операційних процесів. Крім того, структурні обмеження на існуючих терміналах можуть ускладнити впровадження.

Адаптація до місцевих умов

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

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

Інтеграція в існуючі портові структури створює ще одну проблему. Багато портів розвивалися протягом десятиліть і мають складну інфраструктуру з широким спектром інтерфейсів. Перехід на технологію висотних складів часто вимагає фундаментальної реорганізації термінальних операцій.

Цифрові мережі та технології майбутнього

Нетворкінг з глобальними ланцюгами поставок

Контейнерні висотні склади – це не просто локальна оптимізація, а частина ширшої цифровізації глобальних ланцюгів поставок. Повна прозорість для кожного контейнера в системі дозволяє всім зацікавленим сторонам 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. В результаті надійність планування значно підвищується, а ланцюги поставок стають загалом ефективнішими.

Дані, зібрані на висотних складах, також надають цінну інформацію для оптимізації ланцюгів 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 контейнерні висотні 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 проактивно 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 системами в режимі реального часу. Завдяки низькій затримці та високій швидкості передачі даних, навіть складні завдання керування можуть передаватись бездротовим способом. Це підвищує гнучкість систем та відкриває нові сценарії застосування.

Міжнародні події та ринкові тенденції

Піонерські сайти та довідкові 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 протягом випробувального періоду, 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. Також є конкретні плани щодо високостелажних контейнерних складів у Європі, і порт Гамбург 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 висотних складів постійно розвиваються. Нові покоління складських машин для зберігання та вилучення стають легшими, швидшими та енергоефективнішими. Інтеграція роботизованих технологій дозволяє створювати гнучкіші системи обробки, які також можуть справлятися з пошкодженими або незвичайними контейнерами.

Програмні системи також постійно вдосконалюються. Нові алгоритми для оптимізації складського простору та планування маршрутів для складських та вивантажувальних машин ще більше підвищують ефективність. Інтеграція блокчейн-технологій 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 економіки

Контейнерні висотні 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 зміни структури витрат. Хоча капітальні витрати зростають, експлуатаційні витрати знижуються завдяки автоматизації та оптимізації процесів. Тому в довгостроковій перспективі контейнерні висотні склади можуть бути економічнішими, ніж традиційні системи, незважаючи на вищі початкові інвестиції.

Ця технологія також дозволяє створювати нові моделі співпраці між портами, судноплавними компаніями та постачальниками логістичних послуг. Покращене планування дозволяє 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 складний вплив на зайнятість у портах. З одного боку, традиційні робочі місця, такі як оператори кранів та водії портальних вантажівок, ліквідуються або скорочуються. З іншого боку, створюються нові, більш кваліфіковані 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 підвищення кваліфікації, щоб підготувати своїх працівників до нових вимог. Це також важливо з точки зору суспільства, щоб зберегти сприйняття технологічних змін.

У довгостроковій перспективі ефективніші процеси можуть призвести до зростання портової економіки, 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 контейнерних висотних складів 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.

Перенесення складських потужностей углиб країни може зменшити навантаження на перевантажені портові регіони. Контейнери можна було б транспортувати безпосередньо вглиб країни після прибуття та тимчасово зберігати на висотних складах. Це зменшило б затори в портових містах, одночасно підвищуючи гнучкість ланцюгів поставок.

Об'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 їхній інтеграції з іншими інноваційними технологіями. Автономні транспортні засоби могли б обробляти сполучення між різними термінальними зонами, працюючи гнучкіше, ніж наявні наразі системи. Дрони могли б використовуватися 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 всю 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 (IoT) у контейнери та системи зберігання дозволить здійснювати ще точніший моніторинг. Температура, вологість, вібрації 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 вона 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 визначення того, як розвиватиметься контейнерна логістика в найближчі десятиліття.

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

Керівник розвитку бізнесу

LinkedIn

 

 

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

зв’язатися зі мною під Вольфенштейном ∂ xpert.digital

зателефонуйте мені під +49 89 674 804 (Мюнхен)

LinkedIn